DE2638899C3

DE2638899C3 - Method of charging galvanic elements

Info

Publication number: DE2638899C3
Application number: DE2638899A
Authority: DE
Inventors: Norbert 5790 Brilon Fiedler
Original assignee: Accumulatorenwerk Hoppecke Carl Zoellner and Sohn KG
Current assignee: Accumulatorenwerk Hoppecke Carl Zoellner and Sohn KG
Priority date: 1976-08-28
Filing date: 1976-08-28
Publication date: 1980-05-22
Also published as: DE2638899A1; DE2638899B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden von galvanischen Elementen, insbesondere Bleiakkumulatoren, mit einer Hauptladcstromphasc bis zum Gasungsbereich und einer mit reduziertem Strom durchgeführten Nachladestromphase über eine vorgewählte Zeit, wozu die Zeit der Hauptladestrompha.se bis zur Batteriegasung gemessen und gespeichert wird und die Dauer der Nachladestromphase in einem festen Verhältnis zur Hauptladezeit steht.The invention relates to a method for charging galvanic elements, in particular lead-acid batteries, with a Hauptladcstromphasc up to the gassing area and carried out with a reduced current Recharge current phase over a preselected time, including the time of the main charging current phase up to Battery gas is measured and stored and the duration of the recharge current phase in a fixed Relation to the main charging time.

Es sind verschiedene Verfahren zum Laden von elektrischen Akkumulatorenbatterien bekannt, z. B. Konstantspannungs-, Konstantslrom-, Konstantwiderstandsladung oder Kombinationen aus diesen. Grundsätzlich wird bei den bekannten Ladeverfahren eine Hauptladestromphase durchgeführt, die bei Beginn der Gasung unterbrochen wird, wonach eine Nachladestromphase eingeschaltet wird, die mit einem reduzierten Strom über eine an einem Zeitschalter vorgewählte Zeit erfolgt.Various methods of charging electrical storage batteries are known, e.g. B. Constant voltage, constant current, constant resistance charging or combinations of these. Basically, with the known charging method, a Main charging current phase carried out, which is interrupted at the beginning of the gassing, after which a recharging current phase is switched on with a reduced current via a preset on a timer Time takes place.

Die Nachladezeit wird für jede Batieriewicderaufladung mit fest vorgegebener Zeit gefahren. Die Nachladezeil ist sjmit bei einer Batterie, die 100%ig entladen war, genauso lang wie bei einer Batterie, die nur zu 10% entladen war. Batterien, die zu 100% entladen waren, benötigen eine entsprechend lange Nachladezeit. Batterien, die nur zu 10% entladen waren, benötigen eine entsprechend kürzere Nachladezeit. Bei den bekannten Nachladeverfahren ist jedoch nachteilig, daß die Nachladezeit für die 100%ig entladene Batterie als Bezugsgröße ausgewählt wird. Alle Ladungen die an Batterien erfolgen, die nicht 100%ig entladen waren, enthalten somit eine entprechende Überladung, welche zur Batterielebensdauerverkürzung durch Masseabschlammung und Gitterkorrodierung, zur Erhöhung der Batteriewartungsintervalle (Nachfüllen von destilliertem Wasser) und zur Erhöhung der Betriebskosten (höherer Energieverlusl) führt.The reload time is used for each battery charge driven with a fixed time. The recharging line is sjmit with a battery that is 100% was discharged for the same time as a battery that was only 10% discharged. Batteries that are 100% discharged, require a correspondingly long reload time. Batteries that were only 10% discharged require a correspondingly shorter reload time. In the known reloading process, however, it is disadvantageous that the recharge time for the 100% discharged battery is selected as the reference value. All charges that are carried out on batteries that were not 100% discharged, thus contain a corresponding overcharge, which leads to a reduction in battery life through mass blowdown and grid corrosion, to increase the battery maintenance intervals (refilling of distilled Water) and leads to an increase in operating costs (higher energy loss).

Es sind ferner Ladeverfahren bekannt, bei denen der Ladevorgang durch das Abfragen der Rekombinationstemperatur an einer Rekombinationsvorrichtung erfolgt, in der die beim Akkumulatorenbctrieb entstehenden Wasserstoffgase und Sauerstoffgase wieder zu Wasser rekombinien werden (US-PS 31 02 220). Nachteilig ist hierbei, daß keine Anpassung der Nachladezeit an die Hauptlade/cit vorgesehen ist, um den Volladezustand zu erreichen. Die richtige Erkennung des Volladezustands und eine richtig gcregelie Nachladezeit sind zur Vermeidung von Schaden durch den Ladevorgang von großer Wichtigkeit.There are also known charging methods in which the charging process is carried out by querying the recombination temperature on a recombination device, in which the accumulator operation occurs Hydrogen gases and oxygen gases will recombine to water again (US-PS 31 02 220). Disadvantageous is here that no adjustment of the reload time to the main load / cit is provided to the full charge to reach. The correct detection of the full charge status and a correct reload time are of great importance to avoid damage from the charging process.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ladeverfahren zu entwickeln, das sich bei Baltericladungen dem Ladezustand der Balteric vor der Ladung anpaßt, so daß die Nachladestromphase, die zur Gasdurchmischung benötigt wird, auf ein Mindestmaß beschränkt wird und eine überladung und dadurch eine Schädigung der Balterie vermieden wird.The invention is based on the object of developing a charging method that can be used with Balteric charges adapts to the state of charge of the Balteric before charging, so that the recharge current phase that is required for Gas mixing is required, is limited to a minimum and an overload and thereby a Damage to the balterie is avoided.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Feststellung des Gasungsbereiches die Rekombinationstemperatur der Rekombination von beim Betrieb des Akkumulators entstehenden Sauersioffgase und Wassersloffgase zu Wasser gemessen und als Regelgröße verwendet wird.The object is achieved according to the invention in that the recombination temperature is used to determine the gassing area the recombination of oxygen gases produced during operation of the accumulator and Hydrogen gas is measured to water and used as a control variable.

Es ist festgestellt worden, daß beim Laden von Bleibaticrien bis /um Gasungsbereich der Batterie immer ca. 10% der eingeladenen Kapazität fehlt. 1st beispielsweise die /u ladende Balterie vor Ladebeginn zu 100% entladen, so müssen bis /um Gasungsbercich wieder 100% Energie eingeladen werden. Es fehlen der Batterie bei Erreichung des Gasungsbereiches dann noch ca. 10% an Kapa/.itäl. Würde der Ladungsvorgang bei Erreichen des Gasungsbercichcs beendet werden, könnten der Balterie nur ca. 90 — 92% an Kapazität wieder entnommen werden.It has been found that when charging lead baticria up to / around the gassing area of the battery always about 10% of the loaded capacity is missing. For example, if the / u loading Balterie before the start of loading 100% discharged, 100% energy must be recharged up to / around the gassing area. The When the gassing range is reached, the battery still has approx. 10% capacity. Would the charging process be terminated when the gassing range is reached, the Balterie could only have approx. 90 - 92% of capacity can be removed again.

Würde die zu ladende Batterie vor Ladungsbeginn nur zu 50% entladen sein, müßten bis zum Gasungsbereich 50% Energie wieder eingeladen werden. Der Batterie könnte bei Abschaltung der Ladung zu diesem Zeitpunkt ca. 95 — 96% ihrer Kapazität wieder entnommen werden. Es wurden demzufolge noch ca. 5% an Kapazität fehlen.If the battery to be charged were only 50% discharged before the start of charging, it would have to reach the gassing area 50% energy to be recharged. The battery could switch off the charge to this Time approx. 95 - 96% of their capacity can be removed again. As a result, approx. 5% were still on Lack of capacity.

Diesem ermittelten Sachverhalt trägt das erfindungsgemäße Verfahren durch den Vorschlag Rechnung, die Zeit der Hauptladcstromphase bis zur Batteriegasung zu speichern und diese Zeit /ur Begrenzung der Dauer der Nachladcslroinphase über ein vorgewähltes Übersetzungsvcrhällnis auszunutzen, beispielsweise indem die beim Haupiladevorgang gespeicherte Zeit in der Nachladesiromphase rückwärts wieder abläuft und bei Erreichung des Null-Punktes die Batterieladung ausschaltet. Die Nachladung erfolgt immer im Gasungsbcreich und ist, um die Batterie schonend nachzuladen, mit einem kleinen Ladestrom, z.B. mit 15 —2C Stunden durchzuführen,The method according to the invention takes account of these determined facts through the proposal, which To save the time of the main charging phase up to the battery gassing and this time / ur limitation of the duration the reloading phase via a preselected translation ratio to take advantage of, for example by changing the time saved during the main charging process in the Recharge siromphase runs backwards again and switches off the battery charge when the zero point is reached. The recharge always takes place in the gassing area and is included in order to recharge the battery gently with a small charging current, e.g. with 15-2C hours,

1. um .Säureschichtungen in der Batterie zu vermeiden, 1. to avoid acid build-up in the battery,

2. um die restlichen Bleisulfate wieder chemisch umzusetzen, damit die Batterie wieder ihre Nennkapazitäl erreicht und eine frühe Alterung durch bleibende Sulfatschichten vermieden wird.2. to chemically convert the remaining lead sulphate again so that the battery can recover its Nominal capacity is reached and early aging due to permanent sulphate layers is avoided.

example

Wird die Hauptladung mit dem Strom /5, die Nachladung mit dem Strom /20 durchgeführt, so bedeutet dies, daß bei 100% leerer Batterie und beiIf the main charge is carried out with the current / 5 and the recharging with the current / 20, then this means that with 100% empty battery and with

lirreichung des Gasungsbereiches bei der anschließend durchgeführten Nachladung der Batterie noch 10% an Ladung fehlen, was bei dem Strom h—'h .Stunden Nachladung und bei dem Strom ho-2 Stunden Nachladung bedeutet. Der Rücklauf des Hauptlade/eitspeichers wird so eingestellt, daß der Vorlauf von 5 Stunden nach Umschaltung auf Nachladung in 2 Stunden wieder abläuft und die Nachladesiromphase ausschaltet. Das Verhältnis von Vorlauf »Hauptladezeit« und Rücklauf »Nachladezeit« ist dem entsprechenden Ladegerät und dem Hauptladestrom anzupassen.
Die Speicherung der Vorladezcit kann z. B mecha-After reaching the gassing range when the battery is subsequently recharged, 10% of the charge is still missing, which means recharging hours for the current h-1 and 2 hours recharging for the current ho. The return of the main charging / storage tank is set in such a way that the pre-run of 5 hours after switching to recharging runs again in 2 hours and the recharging siromphase is switched off. The relationship between the advance »main charging time« and the return »reloading time« must be adapted to the corresponding charger and the main charging current.
The storage of the Vorladezcit can, for. B mecha-

nisch durch das Vorlaufen eines Zeitwerkes durchgeführt werden, welches bei Erreichen des Gasungspunktes der Batterie gestoppt wird. Die Feststellung des Gasungspunktes erfolgt durch das Abfragen der Rekombinationstemperatur an einem Rekombinalor, in welchem die beim Betrieb der Batterie entstehenden Sauerstoffgase und Wasserstoffgase exotherm zu Wasser rekombiniert werden. Die Speicherung kann auch durch ein elektronisches Zählwerk durchgeführt werden, welches ebenfalls die Hauptladezeit speichert und mit der gespeicherten Zeit die Nachladestrompha.se mit vorwählbarem Ablaufverhältnis begrenzt.nisch carried out by the advance of a timer which is stopped when the battery reaches the gassing point. The finding of the Gassing point is done by querying the recombination temperature on a recombinalor, in to which the oxygen gases and hydrogen gases generated during operation of the battery are exothermic Water can be recombined. The storage can also be carried out by an electronic counter which also saves the main charging time and the recharging current with the saved time limited with a preselectable expiry ratio.

Claims

Patent claims:

1. Method for charging galvanic elements, in particular lead-acid batteries, with a main charging phase up to the gassing area and one carried out with reduced current Recharge current phase over a preselected time, including the time of the main recharge phase up to Battery gas is measured and stored and the duration of the recharge current phase in a fixed Relation to the main charging time is, thereby characterized in that the recombination temperature is used to define the gassing area the recombination of oxygen gases and hydrogen gas produced during operation of the accumulator is measured in relation to water and used as a controlled variable.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the main loading time is stored mechanically by a timer running ahead is carried out, which is stopped when the gassing area is reached, and that with the saved time the recharge current phase with the preselected drain ratio dr.rch return of the Zeitwerkes is limited.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that an electronic counter is used.