DE2638838A1 - Verfahren zur ladung von elektrischen akkumulatoren - Google Patents

Verfahren zur ladung von elektrischen akkumulatoren

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DE2638838A1
DE2638838A1 DE19762638838 DE2638838A DE2638838A1 DE 2638838 A1 DE2638838 A1 DE 2638838A1 DE 19762638838 DE19762638838 DE 19762638838 DE 2638838 A DE2638838 A DE 2638838A DE 2638838 A1 DE2638838 A1 DE 2638838A1
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charging
voltage
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accumulator
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DE19762638838
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Juergen Dipl Ing Alfter
Hermann Dipl Ing Schatz
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VARTA Batterie AG
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VARTA Batterie AG
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

  • Verfahren zur Ladung von elektrischen
  • Akkumulatoren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ladung von elektrischen Akkumulatoren, insbesondere in mehreren Ladephasen, an einem Wechselspannungsnetz, sowie eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Es sind verschiedene Ladearten für Akkumulatoren bekannt, die durch Kennlinien der Ladeeinrichtungen vorgegeben sind.
  • Die Kennlinien legen den Zusammenhang zwischen Strom und Spannung des Ladegerätes fest. Durch die Kennlinie des Ladegerätes und das Spannungsverhalten der Batterie während der Ladung wird der Ladeverlauf bestimmt. Akkumulatoren können beispielsweise nach folgenden Kennlinien aufgeladen werden: a) Ladung bei konstantem Strom (1-Kennlinie), b) Ladung bei konstanter Spannung (U-Kennlinie), c) Ladung bei ansteigender Spannung und abfallendem Strom (W-Kennlinie).
  • Bei Ladung mit konstantem Strom steigt die Batteriespannung stetig an, bis im Akkumulator eine spürbare Gasentwicklung einsetzt, weil der zugeführte Strom nicht mehr restlos zur chemischen Umwandlung der aktiven Masse ausgenutzt werden kann. Die Spannung steigt bis zur Wasserstoffüberspannung an den negativen Platten schnell an, deren Höhe von Stromstärke und Bauart sowie Alter und Temperatur der Batterie abhängig ist. Vom Ladebeginn bis zum Beginn der Gasentwicklung wird dem Akkumulator eine zunehmende elektrische Leistung zugeführt. Die Ladespannung, bei der eine spürbare Gasentwicklung einsetzt, wird auch als Gasungsspannung bezeichnet. Die Gasungsspannung von Bleiakkumulatoren liegt im Bereich von 2,4 bis 2,45 V.
  • Bei der Konstantspannungsladung wird die Spannung der Ladegeräte und damit der Batterien so begrenzt, daß keine lebhafte Gasentwicklung auftreten kann. Bei dieser Lademethode geht die Stromstärke zum Schluß des Ladevorganges auf einen sehr niedrigen Wert zurück. Die Ladedauer ist jedoch wesentlich länger als beim Laden mit Gasentwicklung.
  • Die Ladung mit abfallendem Strom nach der W-Kennlinie ist mit verhältnismäßig einfachen Mit-teln durchführbar. Der Strom fällt bei der Ladung durch das Ansteigen der Batteriespannung von selbst auf den am Schluß zulässigen Wert ab, sofern das Ladegerät richtig ausgelegt ist und die Netzspannung nicht schwankt. Leider ist beides in der Praxis häufig nicht anzutreffen. Durch Überspannungen von nur 10 % im Wechselspannungsnetz kann der Ladeschlußstrom unter Umständen auf das Doppelte des Sollwertes ansteigen, da eine Verdoppelung der Differenz zwischen Batterie-Klemmenspannung und netzabhängiger Ladespannung durchaus möglich ist.
  • Zur Ladung elektrischer Akkumulatoren werden häufig verschiedene Ladearten in zeitlicher Folge angewandt. So ist es beispielsweise möglich, bis zum Erreichen der Gasungsspannung in einer als Hauptladephase bezeichneten ersten Ladephase mit konstantem Strom (I-Kennlinie) zu laden und anschließend auf eine andere Ladeart mit abfallendem Strom umzuschalten. Eine optimale Nutzung der Netzanschlußleistung des Ladegerätes während der ersten Ladephase ist bei Anwendung der I-Kennlinie jedoch nicht zu erzielen, da die Ladeleistung anfangs geringer ist und erst bei Erreichen der Gasungsspannung gegen Ende der Hauptladephase ihren höchsten Wert erreicht. Zudem ist zu berücksichtigen, daß dieser höchste Wert der Ladeleistung in üblichen Geräten auch bei einem Abfall der Netzspannung um 10 % erzielt wird, da der Ladestrom bis zu dieser Netzunterspannung konstant bleiben soll. Eine volle Ausnutzung der durch Stromsicherungen und anliegende Netzspannung zur Verfügung stehenden Anschlußleistung ist somit nicht möglich. Bei Ladung nach der W-Kennlinie wird zwar anfangs eine hohe Ladeleistung dem Skkumulator zugeführt, bei ansteigender Klemmenspannung verringert sich jedoch die Ladeleistung kontinuierlich.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, zur möglichst schnellen Aufladung von Akkumulatoren die am Wechselspannungsnetz zur Verfügung stehende Anschlußleistung über den gesamten Zeitbereich der Hauptladephase maximal auszunutzen.
  • Dabei soll das Verhältnis von Wirkleistung zu Scheinleistung konstant bleiben. Weiterhin soll die Gasung des Akkumulators während des Ladevorganges möglichst gering gehalten werden.
  • Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der vom Netz abgegebene Strom während der Hauptladephase konstant gehalten wird und daß die dem Akkumulator zugeführte Ladeleistung dem Produkt der Netzspannung und des vom Netz abgegebenen Stromes entspricht.
  • Vorzugsweise wird in einer ersten Ladephase der vom Wechselspannungsnetz abgegebene Strom so lange konstant gehalten, bis die Ladespannung einen vorgegebenen Wert erreicht, der oberhalb der Gasungsspannung liegt. Nach Umschaltung wird in einer zweiten Ladephase dieser vorgegebene Spannungswert konstant gehalten, bis der Ladestrom auf eine Größe von 60 bis 80 % des im Umschaltzeitpunkt fließenden Ladestromes abgefallen is-t. Weiterhin wird in einer anschließenden dritten Ladephase die Ladespannung herabgesetzt und im Bereich der Gasungsspannung konstant gehalten. Zur Ladung von Bleiakkumulatoren wird von der ersten Ladephase in die zweite Ladephase bei einem vorgegebenen Spannungswert umgeschaltet, der zwischen 2,4 und 2,55 V pro Zelle liegt. In der dritten Ladephase wird eine konstante Spannung von höchstens 2,4 V pro Zelle angelegt.
  • Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens enthält einen am Wechselstromnetz angeschlossenen Transformator, an dessen Sekundärseite ein Gleichrichter mit Glättungsmitteln angeschlossen ist. Der Gleichrichter ist über einen steuerbaren elektronischen Schalter mit den Klemmen des zu ladenden Akkumulators verbunden. Der elektronische Schalter erhält Steuersignale von einem Regler, dem als Regelgröße der von dem Transformator aufgenommene Strom als Meßsignal zugeführt wird. Der vom Netz aufgenommene Strom wird auch als Eingangsstrom bezeichnet.
  • Durch Regelung auf der Sekundärseite des Transformators bleibt das Verhältnis von Wirkleistung zu Scheinleistung konstant. Die zwischen der Sekundärseite des Transformators und dem Akkumulator befindliche Schaltungsanordnung wirkt als Zwischenspeicher der vom Netz abgegebenen Energie.
  • Der Regler enthält zwei weitere Eingänge, von denen ein erster mit den Polklemmen des Akkumulators verbunden ist und ein zweiter an einen Ladestromsensor angeschlossen ist. Als steuerbarer Schalter wird vorzugsweise ein Gleichstromsteller eingesetzt.
  • Der Gegenstand der Erfindung ist im folgenden anhand der Figuren 1 bis 4 näher erläutert. Figur 1 zeigt Ladekennlinien von Bleizellen bei verschiedenem Ladezustand sowie die Kennlinie des erfindungsgemäßen Ladegerätes. Figur 2 zeigt den zeitlichen Verlauf von Ladespannung und Ladestrom. In Figur 3 ist eine schematische Darstellung der Schaltungsanordnung des erfindungsgemäßen Ladegerätes dargestellt. Figur 4 zeigt eine Schaltungsanordnung, die zum Anschluß an ein Dreiphasenwechselstromnetz vorgesehen ist.
  • Das Verhalten des Bleiakkumulators während der Ladung läßt sich gemäß Figur 1 durch eine Kurvenschar von Ladekennlinien L veranschaulichen, deren Ladezustand in Prozenten des Volladezustandes angegeben ist. Die vorher entnommene Kapazität entspricht rund 80 % der Nennkapazität. Die mit U bezeichnete Ladespannung pro Zelle wird dabei in Abhängigkeit vom Ladestrom dargestellt.
  • Der Ladestrom I ist gemäß Figur 1 in Einheiten des fünfstündigen Entladestromes I5h angegeben. Die Menge der hineingeladenen Ampere stunden bis zum Erreichen der Gasungsspannung im Bereich von 2,4 bis 2,45 V hängt von der Höhe des Ladestromes ab. Je größer der Ladestrom ist, umso weniger Amperestunden werden bis zur Gasungsspannung von der Zelle aufgenommen.
  • Kurve A zeigt die Kennlinie des erfindungsgemäßen Ladegerätes bei einer Netzunterspannung von 10 %. In Kurve C ist die Kennlinie des Ladegerätes bei Nennspannung des Netzes dargestellt. Die Kennlinien A und C sind in drei Teilabschnitte gegliedert, die bes-timmten Ladephasen entsprechen. Die Teilabschnitte Al und C1 entsprechen der Ladephase 1, in der dem Akkumulator die Hauptmenge der Ladung zugeführt wird. Diese Phase wird daher auch als Hauptladephase bezeichnet. Die Teilabschnitte Al und C1 stellen den Teil einer Hyperbel dar, die folgender Gleichung gehorcht: Ladeleistung = Ladestrom x Spannung.
  • Die Ladeleistung entspricht somit dem Produkt von dem Eingangsstrom und Netzspannung. Durch Vergleich der Teilabschnitte Al und C1 ist der verhältnismäßig große Stromgewinn bei Vorliegen der Nennspannung des Netzes zu erkennen. Das zur zweiten Ladephase vorgegebene Potential wird dabei wesentlich schneller erreicht.
  • Die Teilabschnitte A2, C2 stellen die Ladekennlinie der zweiten Phase für konstantes Potential oberhalb der Gasungsspannung bei abfallendem Ladestrom dar.
  • Die Teilabschnitte A3 und C3 sind gleich. Sie zeigen den Verlauf des absinkenden Ladestromes bei reduzierter Konstantspannung in der dritten Ladephase.
  • Zum Vergleich ist in Kurve B eine Zweistufenladung nach dem bekannten IU-Ladeverfahren dargestellt. Teilabschnitt B1 zeigt eine Ladung bei konstantem Strom bis zum Erreichen der Gasungsspannung. Der Konstantstrom gemäß Teilabschnitt B1 bleibt bis zu einer Netzunterspannung von 10 % erhalten. Teilabschnitt B2 zeigt die Ladung bei konstanter Spannung und abfallendem Ladestrom.
  • Die Abstände zwischen den Schnittpunkten der Teilabschnitte Al oder C1 und der Konstant-Strom-Kennlinie B1 mit den Ladezustandskennlinien L zeigen den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbaren Stromgewinn. Der Stromgewinn führt zu einer schnelleren Aufladung, da die vom Akkumulator aufgenommene Ladungsmenge dem Produkt von Ladestrom und Ladezeit entspricht. Auf der 10 5'-Ladezustandskennlinie beträgt der Stromgewinn bei Netzunterspannung entsprechend der Kennlinie Al rund 0,1 A, bei Nennspannung des Netzes gemäß Kennlinie Cl 0,25 A.
  • Mit zunehmender Aufladung nimmt der Stromgewinn stetig ab. Auf der Zustandskennlinie für 40 % beträgt der Stromgewinn gemäß Kennlinie Al 0,085 A und gemäß Kennlinie C1 ca. 0,22 A. Bei einem Ladezustand von über 80 96 ist der Stromgewinn gemäß Kennlinie A7 praktisch Null, bei Nennspannung nach Kennlinie C1 jedoch immer noch ca. 0,13 A.
  • Jedoch führt die Summe der erzielbaren Stromgewinne insgesant zu einer schnelleren Aufladung des Akkumulators.
  • Die Zeitersparnis ist anhand der Figur 2 zu erkennen.
  • Figur 2 zeigt den zeitlichen Verlauf von Ladestrom IA und Ladespannung UA bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter der Annahme einer Netzunterspannung von 10 Yo gemäß Kurve A der Figur 1. Die Kurven sind in drei Teilabschnitte gegliedert, welche folgende Zeitbereiche umfassen: der Zeitbereich von 0 bis tA1 entspricht der ersten Ladephase. Er umfaßt den Teilabschnitt der Ladespannungskennlinie UA1 sowie den Abschnitt der Ladestromkennlinie IA1.
  • Der Zeitbereich von tA1 bis tA2 entspricht der zweiten Ladephase. Er umfaßt die Teilabschnitte UA2 der Ladespannung sowie IA2 des Ladestromverlaufes. Der über den Zeitpunkt tA2 hinausgehende Bereich gehört zur dritten Ladephase. Er umfaßt die Teilabschnitte IJA3 der Ladespannung sowie 1A3 des Ladestromes. Die Kurven enthalten zudem bestimmte Narkierungspunkte mit Angabe des Ladezustandes in Prozent.
  • Zum Vergleich sind die Werte von Ladespannung UB und Ladestrom IB bei Anwendung der bekannten IU-Zweistufenladung gemäß Kennlinie B aus Figur 1 dargestellt. Im Zeitbereich von 0 bis tBl wird eine I-Ladung durchgeführt, d.h., bis zum Erreichen des Zeitpunktes tB1 wird mit konstantem Strom 131 geladen. Der entsprechende Abschnitt der Ladespannungskurve ist mit U31 bezeichnet. Nach Erreichen des Umschaltzeitpunktes tB1 wird mit konstanter Spannung UB2 bei abfallendem Strom IB2 geladen.
  • Nach Teilkurve IA1 hat der Ladestrom bei Ladungsbeginn seinen höchsten Wert. Er fällt mit zunahmender Klemmenspannung UAi kontinuierlich ab. Zum Vergleich zeigt die Kennlinie IB1 einen Konstantstromverlauf bei ansteigender Klemmenspannung UB1. Nach dem bekannten IU-Ladeverfahren gemäß Teilkennlinien UB1, IB1 wird die dem Akkumulator zugeführte Leistung in der ers-ten Ladephase kontinuierlich erhöht. Die maximale Anschlußleistung ist durch das Produkt von Konstantstrom und Klemmenspannung bei Erreichen der Gasungsspannung im Umschaltzeitpunkt tB1 gegeben. Zu Beginn der Konstantstromladung gemäß Kurve UB1 ist jedoch dem Akkumulator nur ungefähr 80 Vo dieser Leistung zuführbar. Im Gegensatz hierzu steht die bei Gasentwicklung dem Akkumulator zugeführte Ladeleistung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß den Kennlinien UA1, IA1 bereits vom Ladebeginn bis zur Gasentwicklung zur Verfügung. So wird beispielsweise bei einer Netzunterspannung von 10 C/o eine 8%o-ige Aufladung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren nach 2,9 Stunden erreicht (Kennlinie UA1), während bei dem bekannten Verfahren gemäß Kennlinie UB1 hierzu 3,2 Stunden benötigt werden. Es ist somit möglich, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durch volle Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Netzanschlußleistung eine kürzere Ladezeit zu erzielen.
  • Nach Erreichen der Gasungsspannung wird diese überschritten, bis ein vorgegebener Wert erreicht wird, der bis zu 10 ° über der Gasungsspannung liegt. Nach Erreichen dieses vorgegebenen Wertes wird das Ladegerät auf Konstantspannungsladung umgeschaltet. Die Konstantspannung UA2 liegt auf dem im Zeitpunkt tB1 erreichten vorgegebenen tllert. Im Umschaltzeitpunkt tBi ist der Akkumulator auf rund 86 C/o seiner Kapazität geladen, während der nach dem IU-Verfahren geladene Akkumulator erst 80 O/o seiner Kapazität enthält.
  • Während der Konstantspannungsladung gemäß Teilabschnitt UA2 fällt der Ladestrom IA2 von ca. 19 A auf rund 15 A ab. Während der Konstantspannungsladung wird mit Hilfe eines Lades-tromsensors der Umschaltzeitpunkt tA2 ermittelt. Sobald der Strom auf einen vorgegebenen Wert zwischen 60 und 80 O/o des im Umschaltzeitpunkt tA1 fließenden Ladestromes zurückgefallen ist, wird auf die dritte Ladephase umgeschaltet. Im Umschaltzeitpunkt tA2 ist der Akkumulator zu rund 92 % vollgeladen.
  • In der dritten Ladephase wird gemäß Kennlinienabschnitt UA3 auf einem reduzierten konstanten Potential weitergeladen. Gemäß Teilkennlinie UA3 wird die Ladespannung auf einen Wert von beispielsweise 2,4 V pro Zelle herabgesetzt, der der Konstantspannungsladung gemäß Abschnitt UB2 der bekannten IU-Kennlinie entspricht. Die Gasentwicklung wird auf diese Weise erheblich reduziert. So werden die Wasserverluste gering gehalten und die Lebensdauer des Akkumulators wird nicht beeinträchtigt.
  • Figur 3 zeigt die schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Über einen Stromsensor 2 ist das Wechselspannungsnetz 1 mit Transformator 3 verbunden. An Transformator 3 ist ein Gleichrichter 4 angeschlossen, der über einen steuerbaren elektronischen Schalter 5 und einen Ladestromsensor 6 mit den Polklemmen des Akkumulators 7 verbunden ist. Zur Steuerung des elektronischen Schalters 5 dient Regler 8, der drei Eingänge besitzt.
  • Ein erster Eingang 81 ist mit dem Stromsensor 2 verbunden, ein zweiter Eingang 82 ist an die Klemmen des Akkumulators 7 angeschlossen, und ein dritter Eingang 83 ist mit dem Ladestromsensor 6 verbunden. Der Ausgang 87 des Reglers 8 ist an den Steuereingang 50 des elektronischen Schalters 5 angeschlossen.
  • Der Ladevorgang läuft in drei aufeinanderfolgenden Phasen ab, die jeweils über den Regler kontrolliert werden.
  • In der ersten Ladephase wird mit Hilfe des Stromsensors 2 der dem Netztransformator 3 zugeführte Strom konstant gehalten. Der Leistungsfaktor (cosT) der Schaltungsanordnung ist konstant. Die dem Akkumulator in der ersten Ladephase zugeführte Ladeleistung entspricht dabei unter Vernachlässigung der verhältnismäßig geringen Verlustleistung der Schaltungsanordnung dem Produkt von Netzspannung und Eingangsstrom des Transformators 3. Bei konsanfter Netzspannung ist somit die dem Akkumulator in der ersten Ladephase als Hauptladephase zugeführte Ladeleistung konstant. Während der ersten Ladephase steigt die Spannung an den Klemmen des Akkumulators 7 kontinuierlich an, bis ein Wert erreicht wird, der oberhalb der Gasungsspannung liegt. Über Eingang 82 kontrolliert der Regler die Klemmenspannung und schaltet bei Erreichen dieses Wertes auf die zweite Ladephase um. Der bisher über Stromsensor 2 und Reglereingang 81 geführte Regelkreis wird aufgetrennt und als neue Regelgröße dient die über Eingang 82 zugeführte Klemmenspannung des Akkumulators 7. Während dieser zweiten Ladephase fällt der Ladestrom kontinuierlich ab. Die Größe des Ladestromes wird mit Hilfe des Ladestromsensors 6 gemessen und dem Regler über Eingang 83 zugeführt. Erreicht der Ladestrom einen Wert zwischen 60 und 80 % des bei Umschaltung von der ersten Ladephase in die zweite Ladephase fließenden Stromes, schaltet Regler 8 auf die dritte Ladephase um.
  • In dieser Ladephase wird die Ladespannung herabgesetzt und mit Hilfe des Reglers 8 im Bereich der Gasungsspannung konstant gehalten.
  • In Figur 4 ist eine vorzugsweise verwendete Schaltungsanordnung zum Betrieb an einem Dreiphasenwechselspannungsnetz dargestellt. An die Netzklemmen U,V,W des Wechselspannungsanschlusses 1 sind die Primärwicklungen 31, 32, 33 des Transformators 3 angeschlossen. Zwischen Netzklemme W und Primärwicklung 33 ist ein Shunt-Widerstand 21 als Stromsensor vorgesehen. Dieser Shunt-Widerstand dient entsprechend dem aus Figur 3 bekannten Stromsensor 2 zur Regelung des dem Transformator zugeführten Stromes.
  • Die Sekundärwicklungen des Transformators 3 sind in Stern-Dreieck-Wicklungen geschaltet. An die Sekundärwicklungen ist ein 12-pulsiger Gleichrichter 4 angeschlossen, der als Glättungsmittel eine Induktivität 41 sowie einen Kondensator 42 enthält. Durch Einsatz der Stern-Dreieck-Schaltung mit dem angeschlossenen 12-pulsigen Gleichrichter ist es möglich, mit verhältnismäßig wenig Glättungsmitteln auszukommen.
  • Der Gleichrichter 4 ist mit einem elektronischen Schalter 5 verbunden, der einen Gleichspannungssteller mit den Thyristoren 51 und 52 enthält. Die Steuergitter der Thyristoren sind mit den Ausgängen 87', 87" des Reglers 8 verbunden. Die Kathoden der Thyristoren 51, 52 sind über Drosselspule 55 an den Ausgang des Gleichrichters 4 angeschlossen. Die Anode von Thyristor 51 ist über Induktivität 56 und den als Ladestromsensor 6 dienenden Shunt-Widerstand mit der negativen Klemme 71 des Akkumulators 7 verbunden. Die Anode von Thyristor 52 ist über Widerstand 57 mit der direkt am Gleichrichterausgang angeschlossenen positiven Klemme 72 des Akkumulators 7 verbundes Zwischen den Anoden der Thyristoren 5t- und 52 ist ein Kondensator 59 geschaltet. Diode 58 dien-t als Freilaufdiode des durch die Drossel 56 geführten Ladestromes. Zur Glättung der Ladespannung ist Kondensator 53 vorgesehen. Die eigentlichen Steuersignale werden dem elektronischen Schalter 5 über die Ausgänge 87', 87" des Reglers 8 zugeführt.
  • Regler 8 ist über seine Eingänge 81', 81 " an den als Leistungssensor dienenden Shunt-Widerstand 21 angeschlossen. Zur Kontrolle der Akkumulatorenspannung ist der Regler über Eingang 82' der-negativen Klemme 71 des Akkumulators sowie über Eingang 82" mit der positiven Klemme 72 des Akkumulators verbunden. Eingang 83 dient zur Messung des vom Ladestrom am Ladestromsensor 6 erzeugten Spannungsabfalls. Hierdurch ist eine Kontrolle der Stärke des Ladestromes in der zweiten Ladephase möglich. Die Funktionsweise dieser Schaltungsanordnung entspricht der in Figur 3 dargestellten Schaltungsanordnung.
  • Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung is-t die Ausnutzung der maximal möglichen Netzanschlußleistung in einem Bereich von 80 bis 90 % der eingeladenen Kapazität. Die Ladedauer wird durch erhöhte Stromzufuhr während der ersten und der zweiten Ladephase erheblich verringert.
  • Nachteile durch Sulfatisierung sind infolge der verhältnismäßig kurzen Ladephase 2 nicht zu erwarten. +tventansprüche -

Claims (9)

  1. Patentansprüche Verfahren zur Ladung von elektrischen Akkumulatoren, insbesondere in mehreren Ladephasen, an einem Wechselspannungsnetz, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Netz abgegebene Strom während der Hauptiadephase konstant gehalten wird und daß die dem Akkumulator zugeführte Ladeleistung dem Produkt der Netzspannung und des vom Netz abgegebenen Stromes entspricht.
  2. 2) Verfahren zur Ladung von Akkumula-toren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hauptladephase der vom Wechselspannungsnetz abgegebene Strom solange konstant gehalten wird, bis die Ladespannung einen vorgegebenen Wert erreicht, der oberhalb der Gasungsspannung liegt, daß in einer folgenden zweiten Ladephase diese Ladespannung konstant gehalten wird, bis der Ladestrom auf eine Größe von 60 bis 80 % des bei Brreichen des vorgegebenen Spannungswertes fließenden Ladestromes abgefallen ist
  3. 3) Verfahren zur Ladung von Bleiakkumulatoren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladespannung pro Zelle in der ersten Ladephase einen vorgegebenen Wert zwischen 2,4 und 2,45 V erreicht, daß in einer zweiten Ladephase mit dieser Spannung eine Konstantspannungsladung durchgeführt wird, und daß in einer dritten Ladephase eine konstante Spannung von höchstens 2,
  4. 4 V pro Zelle angelegt wird.
    L-) Sohaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dar vom Netz abgegebene Strom über einen Stromsensor (2) einem Regler (8) als Eingangsgröße zuführbar ist und daß der Ausgang (87) des Reglers (8) mit dem Steuereingang (51) eines elektronischen Schalters (5) verbunden ist, der im Ladestromkreis des Akkumulators (7) angeordnet ist.
  5. 5) Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Akkumulator (7) über den gesteuerten elektronischen Schalter (5) mit einem Gleichrichter (4) verbunden ist, daß der Gleichrichter (4) über einen Transformator (3) an das Wechselspannungsnetz (1) angeschlossen ist und daß zwischen Transformator (3) und Wechselspannungsnetz (1) ein Stromsensor (2) geschaltet ist, der mit dem Eingang (81) des Reglers (8) verbunden ist.
  6. 6) Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (4) über einen Dreiphasen-Transforator (3) an das Wechselspannungsnetz (1) angeschlossen ist und daß die Sekundär-Wicklungen des Transformators als Stern-Dreieck-TZcklungen geschaltet sind.
  7. 7) Schaltungsallordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennbezeichnet, daß als Stromsensor (2) ei.n Shunt-Widerstand eingesetzt ist.
  8. 8) Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Regler (8) über Eingang (83) mit einem Ladestrom-Sensor (6) und über Eingang (82) mit den Polklemmen des Akkumulators (7) verbunden ist.
  9. 9) Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als steuerbarer Schalter (5) ein Gleichstromsteller eingesetzt ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3315923A1 (de) * 1983-05-02 1984-11-08 Industrie Automation Halbleitergerätebau GmbH & Co, 7801 March Ladegeraet fuer batterien und dgl.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3315923A1 (de) * 1983-05-02 1984-11-08 Industrie Automation Halbleitergerätebau GmbH & Co, 7801 March Ladegeraet fuer batterien und dgl.

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