DE2734820A1

DE2734820A1 - Batterie-ladegeraet

Info

Publication number: DE2734820A1
Application number: DE19772734820
Authority: DE
Inventors: William A Boyd; Lowell K Brown; William Albert Newman
Original assignee: UTAH RES DEV CORP
Current assignee: UTAH RES DEV CORP
Priority date: 1976-08-23
Filing date: 1977-08-02
Publication date: 1978-03-09

Description

Batterie-Ladegerät
Die Erfindung betrifft Batterie-Ladegeräte. Insbesondere wird durch die Erfindung ein elektronisches Batterie-Ladegerät geschaffen, dem eingangsseitig Gleichstrom zugeführt wird und das ein vorbestimmtes Ladeprogramm erzeugt, das vom Ladezustand der Batterie abhängig ist, und das insbesondere für Fahrzeuge geeignet ist.
In vielen Fällen werden Batterien als zeitweilige oder Hilfsstromquelle verwendet. So wirken in bestimmten Fahrzeugen (z.B. Luftfahrzeugen) Batterien als Stromquelle für das Starten der Triebwerke und als Hilfsstromquelle für den Fall, daß der normalerweise mit den Triebwerken verbundene Generator des Fahrzeuges ausfällt. In solchen Fällen ist es wichtig, die Batterie nach Gebrauch wieder in ihren Volladezustand zu bringen und in diesem Zustand zu halten. Es ist aber allgemein bekannt, daß das Laden einer Batterie und die Aufrechterhaltung eines vollen Ladezustandes ein zahlreiche Faktoren enthaltendes vielfältiges Problem ist. So sind z.B. der Batterietyp, das Batteriealter, die Lebensdauer, die zur Verfügung stehende Leistung, die physikalische Umgebung und die einige der zu beachtenden Faktoren, die nicht nur bei der Auswahl der zu verwendenden Batterie in Betracht gezogen werden müssen, sondern auch bei der Auswahl des Batterie-Ladegeräts und des Ladeprogramms, wenn eine optimale Ladung und Wiederaufladung der Batterie erreicht werden soll.
Bei einigenAnwendungen ist es wesentlich, daß die Batterie von einem beliebigen Entladezustand der Batterie aus schnell, sicher und vollständig aufgeladen wird, und zwar auch ausgehend von einem Tiefentladezustand. Außerdem ist es auch wichtig, daß die Ladung automatisch und zuverlässig erfolgt. Dies ist insbesondere wichtig für Fahrzeuge, in denen die Batterie für eine sichere Zulieferung von Startenergie verwendet wird und/oder in denen sie als sichere Hilfsenergiequelle verwendet werden, und zwar mit Rücksicht auf die Art der Umgebung des Fahrzeuges oder der Verwendung des Fahrzeugs. Solche Fahrzeuge umfassen Luftfahrzeuge, militärische KamFfwagen, Motorboote, Tragflügel-Wasserfahrzeue, gewisse Freizeit-Fahrzeuge (z.B. für abseits der Straße) und dergleichen. In anderen Anwendungen legt es die verwendete Batterieart nahe, daß die Batterie richtig und wirksam geladen wird, um die Batterielebensdauer zu verlängern und den Batteriewirkungsgrad und die Leistung zu verbessern. Beispielsweise können schwere Einrichtungen (z.B. Bulldozer, Planierfahrzeuge usw.) und andere Dieseleinrichtungen teure Batterien mit hoher Kapazität enthalten, die optimal geladen werden sollten, um die Lebensdauer und den Wirkungsgrad zu verbessern.
Obgleich verschiedene Batterie-Ladegeräte und Ladeprogramme bekannt sind, ist ein* Batterie-Ladegerät, welches Batterien, optirnal insbesondere Batterien mit großer Kapazität,/auflädt und von neuem wieder auflädt, nicht verfügbar.
*geeignetes, sicheres und automatisch arbeitendes Ein Batterie-Ladegerät enthält eine Kontaktvorrichtung, eine Schaltvorrichtung, eine Ladeschaltung und eine Steuerschaltung. Das Ladegerät erhält Gleichstrom von einer äußeren Quelle, und zwar über die Kontaktvorrichtung. Die Schaltvorrichtung erhält Leistung von der Kontaktvorrichtung und liefert diese Leistung an eine Ladeschaltung. Ein Batterie-Spannungsignal und ein Batterie-Temperatursignal werden der Steuerschaltung durch die Batterie und durch einen Temperaturfühler zugeführt, um den Ladezustand der Batterie zu bestimmen. Die Steuerschaltung sendet ein Schaltsignal an die Schaltvorrichtung, um den Schalter zu veranlassen, leitend zu werden. Die Steuerschaltung sendet auch ein Lade-Signal an die Lade-Schaltung, um die Batterie in Ubereinstimmunq mit einem vorbestimmten Ladeprogramm zu laden, das den Ladezustand der Batterie wiedergibt.
Das Batterie-Ladegerät kann auch eine Schutzschaltung enthalten, welche unzulässige Bedingungen feststellt und bei Feststellung solcher Bedingungen die Batterieladung unterbricht.
In einem Ausführungsbeispiel enthält die Steuerschaltung eine Spannungs-Steuerschaltung, eine Lade-Steuerschaltung, eine End-Steuerschaltung und eine Schalter-Steuerschaltung. Die Spannungssteuerung erhält die Batterie-Temperatur- und -spannungssignale und beliefert die Lade-Steuerung, die End-Steuerung und die Schalter-Steuerung mit einem temperaturberechtigten Ladezustands-Signal, welches die Lade-Steuerung, die Eñd-Steuerung und die Schalter-Steuerung veranlaßt, die Batterie in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Ladeprogramm zu laden. Das Ladeprogramm kann aus mehreren Betriebszuständen bestehen, beispielsweise einem ersten Betriebszustand, in welchem die Batterie mit einem Dauerstrom geladen wird, aus einem zweiten Betriebszustand, in welchem die Batterie kurze und hohe Stromstöße erhält, aus einem dritten Betriebszustand, in welchem die Batterie ihre Hauptladung vorzugsweise in Form von wiederholten Stromimpulsen erhält, und aus einem vierten Betriebszustand, in welchem die Batterie eine End-Ladung erhält, vorzugsweise in Form von Stromimpulsen. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Steuerschaltung auch einen fünften Betriebszustand aufweisen, in welchem die Batterie aussetzenden Impuls-Ladeperioden unterworfen ist, um die Batterie in voll geladenem Zustand zu halten.
In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Schutzschaltung eine Vorrichtung enthalten, welche die Temperatur des Ladegerätes feststellt und die mit der Steuerschaltung verbunden ist, um das Ladegerät zu veranlassen, die Ladung zu unterbrechen, wenn eine vorgewählte unzulässige Temperatur des Ladegerätes festgestellt wird. Die Schutzschaltung kann auch eine Vorrichtung enthalten, welche eine vorbestimmte unzulässige Batterietemperatur feststellt, ferner einen Kurzschluß-Batterietemperatur-Fühler und einen Batteriezellen-Kurzschlußfühler, von denen jeder das Ladegerät veranlassen, die Ladung zu unterbrechen, wenn sie unzulässige Bedingungen oder Parameter feststellen. Die Schutzschaltung kann auch eine Vorrichtung enthalten, die vorbestimmte, unzulässige Eingangsspannungsbedingungen feststellt und das Ladegerät veranlaßt, die Ladung zu unterbrechen. Die Schutzschaltung kann auch eine Vorrichtung enthalten, welche das Vorhandensein einer fehlerhaften Bedingung an einem äußeren Indikator anzeigt.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Steuerschaltung eine Relais-Steuerschaltung enthalten, welche Relais ausserhalb des Ladegerätes steuert, um so das Ladegerät mit dem elektrischen System auf seiner Plattform zu verbinden.
Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1: ein vereinfachtes Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Batterie-Ladegerätes, Fig. 2: eine grafische Darstellung des Ladestromes und der Batteriespannung für verschiedene Ladezustände eines Batterie-Ladegerätes, wie es in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, wobei das Ladegerät eine Nickel-Kadmium-Batterie mit 19 Zellen auflädt, Fig. 3 eine praktisch verwendete Schaltungsanordnung eines und 4 Batterie-Ladegerätes nach der Erfindung, und Fig. 5: ein vereinfachtes Diagramm, das die Verbindungskomponenten zwischen einem erfindungsgemäßen Batterie-Ladegerät, einer Batterie und dem zugehörigen elektrischen System eines Luftfahrzeuges wiedergibt.
Das vereinfachte BLockschaltbild nach Fig. 1 zeigt ein Batterie-Ladegerät gemäß der Erfindung. Das Ladegerät enthält eine Kontaktvorrichtung 10, eine Schaltvorrichtung 12, eine Lade-- ~ Schaltung 14 und eine Steuerschaltung I. Die Kontaktvorrichtung 10 ist mit einer äußeren Gleichstromquelle 16 verbindbar, die z.B. eine Gleichspannung von 25 bis 28,5 V aufweist. Die Kontaktvorrichtung 10 kann irgendeine Kontaktvorrichtung sein, die geeignet ist, die auftretenden Spannungen und Ströme zu führen. Es ist vorzugsweise eine mit einem Stiftstecker und eine Steckdose versehene Kupplungsvorrichtung verwendet.
Die Schaltvorrichtung 12 ist mit der Kontaktvorrichtung 10 durch einen Leiter 18 verbunden, welcher die Leistung zuführt. Der Schalter 12 ist ebenfalls mit der Steuerschaltung I durch einen Leiter 20 verbunden, welcher Schaltsignale zuführt, die den Schalter 12 veranlassen, verschiedene Schaltzustände einzunehmen, und zwar einen leitenden Zustand, einen abgewandelten und einen nicht leitenden nicht leitendern ustand, wie es im folgenden näher erläutert wird.
Die Ladeschaltung 14 ist mit der Schaltvorrichtung 12 durch einen Leiter 22 verbunden, über den die elektrische Leistung zugeführt wird. Die Lade-Schaltung 14 ist mit der Steuerschaltung I durch einen Leiter 24 verbunden, welcher Lade-Signale führt.
Die Lade-Schaltung 14 verarbeitet die Eingangsleistung, die über die Schaltvorrichtung 12 zugeführt wird, in Lade-Stromsignale und liefert diese über einen Leiter 28 an eine zu ladende Batterie 26. Die Lade-Stromsignale verändern sich nach Größe und Form in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Ladeprogramm, wie es im folgenden näher erläutert wird.
Ein Temperaturfühler 30 ist an der Batterie 26 so angebracht, daß er die Temperatur der Batterie 26 fühlt. Obgleich der Fuler 30 außerhalb des Batteriegehäuses 22 angeordnet werden kann, ist er zweckmäßig innerhalb angeordnet, um die Genauigkeit und die Ansprechzeit des Fühlers 30 zu verbessern. Der Temperaturfühler 30 kann irgendeine übliche Temperaturmeßeinrichtung sein, welche in der Lage ist, ein elektrisches Signal zu erzeugen, das der gemessenen Temperatur entspricht. Vorzugsweise ist der Temperaturfühler 30 ein elektrischer Widerstand, dessen Widerstandswert sich linear mit der Temperatur verändert.
Die Steuerschaltung I ist durch Leiter 34 und 36 mit dem Temperaturfühler 30 verbunden, um von diesem ein die Temperatur widergebendes Signal zu erhalten. Die Steuerschaltung I ist ebenfalls durch einen Leiter 38 mit dem Ausgang 39 der Batterie 26 verbunden, um von der Batterie ein Spannungssignal zu erhalten. Die Steuerschaltung I stellt den temperaturberechtigten Ladezustand der Batterie 26 fest, und zwar aus dem Batterie-Spannungssignal und dem die Temperatur wiedergebenden Signal. Es ist dem Fachmann bekannt, daß der Ladezustand einer Batterie der Batterieausgangsspannung und der Temperatur der Batterie direkt proportional ist. Die Steuerschaltung I liefert Schaltsignale und Lade-Signale, um automatisch Ladestromsignale zu erzeugen, die der Batterie zugeführt werden und die nach Größe und Form entsprechend dem vorbestimmten Ladeprogramm in Abhängigkeit vom Ladezustand der Batterie 26 geändert werden.
Wie in Fig. 1 dargestellt, enthält die Steuerschaltung I verschiedene Schaltungen einschließlich einer Spannungs-Steuerschaltung 40, einer Lade-Steuerschaltung 42 und einer Schalter-Steuerschaltung 44. Die Spannungssteuerschaltung 40 erhält die Spannungs- und Temperatursignale über die Leiter 38 und 36 und liefert ein Ausgangssignal, das den temperaturberechtigten Ladezustand der BatteriE. 26 wiedergibt, an die Lade-Steuerung 42 und die Srhalter-Steuerung 44 über die Leiter 46 und 48. Die Schalter-Steuerung 44 sendet Schaltsignale an die Schaltvorrichtung 12, um diese durchzuschalten, wenn der Ausgang der Spannungssteuerung einen Ladezustand wiedergibt, für den eine Ladung entsprechend dem vorbestimmten Ladeprogramm erwünscht ist. Die Lade-Steuerung 42 erzeugt Lade-Signale und führt diese der Lade-Schaltung 14 zu,um diese zu veranlassen, Ladestromsignale der Batterie 26 zuzuführen, die sich nach Grösse und Form entsprechend dem vorbestimmten Ladeprogramm verändern.
Die Steuerschaltung I kann auch eine End-Steuerschaltung 52 enthalten, die über einen Leiter 54 angeschlossen ist und den Ausgang der Spannungs-Steuerschaltung 40 erhält. Die End-Steuerung 52 ist ebenfalls mit der Schalter-Steuerung 44 über einen Leiter 50 verbunden. Die End-Steuerung 52 veranlaßt die Schaltersteuerung 44, ein Schaltsignal an die Schaltvorrichtung 12 zu senden, um die Schaltvorrichtung 12 zu veranlassen durchzuschalten, wenn die Batterie nahezu vollständig geladen ist, wie es durch den Ausgang der Spannungssteuerung 40 angezeigt wird.
Gleichzeitig veranlaßt die End-Steuerung 52 die Lade-Steuerung 42,Ladesignale zu erzeugen, die wiederum die Lade-Schaltung 14 veranlassen, der Batterie 26 in Übereinstimmung mit dem vorgewählten Ladeprogramm Ladestromsignale zu liefern.
Ein Ladeprogramm kann als ein Verfahren zur Zuführung elektrischer Energie zu einer elektrischen Speicherbatterie betrachtet werden, in welchem der Strom und/oder die Spannung eines Ladesignals über die Zeit verändert wird, um die Batterie in einen vollgeladenen Zustand zu bringen. Verschiedene Ladeprogramme sind bekannt, nämlich 1) Konstantstrom, 2) Konstantspannung, 3) Impulsstrom, 4) Dauerstrom und 5) Mischschaltungen oder Kombinationen. Die Auswahl eines besonderen Programms ist nicht nur vom Batterietyp vorbestimmt (z.B. Blei-Zink Säure, Nickel-Kadmium Alkali), sie geladen werden soll, sondern auch von anderen Faktoren einschließlich der Batterieumgebung und der Batteriebenutzung, und auch von den Möglichkeiten des Batterie-Ladegerätes.
In vielen Anwendungen, insbesondere Anwendungen von Batterien der Größe oder Art, wie sie in Fahrzeugen (z.B. Luftfahrzeugen, Kraftfahrzeugen, Motorbooten, militärischen Kampfwagen usw.) verwendet werden, ist es erwünscht, daß die Batterie in einem möglichst vollgeladenen Zustand gehalten wird und auch in diesen Zustand zurückgebracht wird, nachdem sie voll oder teilweise entladen worden ist, und zwar so schnell wie möglich,ohne daß die Batterie oder die Plattform gefährdet werden. Das heißt, es können eine schnelle Wiederaufladung oder eine übermäßige Uberladung der Batterie gefährlich werden. So kann beispielsweise eine solche Ladung zu einer Erzeugung von wesentlichen Mengen an explosivem Gas (z.B. Wasserstoff) führen. Ferner können eine schnelle Wiederaufladung oder eine übermäßige Überladung die Batterie bis zu einem Punkt überhitzen, so daß die Batterie thermisch durchgeht und explodiert. Eine ungeeignete oder schnelle Wiederaufladung oder eine zu starke Überladung können auch andere nachteilige Folgen haben, wie einen übermäßigen Wasserverbrauch und eine Plattenzerstörung, wodurch wiederum die Batteriekapazität und die Batterielebensdauer nachteilig beeinflußt werden können.
Zusätzlich zu den oben genannten Begrenzungen muß ein zwangsläufiges Ladeprogramm insbesondere die praktischen Charaktistiken der zu ladenden Batterie feststellen und auf diese ansprechen. Das sind die verschiedenen Größen und Arten der Batterien, von denen jede eine verschiedene Spannung, verschiedenen Strom und verschiedene Kapazitätscharakteristiken zusätzlich zu verschieden niedriger Spannung oder Zellenumkehr und vollgeladenen Charakteristiken aufweist. Ferner ist der Entladungsgrad oder die Ladungsmenge, die der Batterie zugeführt werden muß, ein weiterer kritischer Faktor, der für die Frage in Betracht gezogen werden muß, welches Ladeprogramm zu bevorzugen ist.
Die Auswahl eines Ladeprogramms wird ferner eingeengt durch den Typ oder die Art des zur Verfügung stehenden Batterie-Ladegerätes. Ein besonderes hybrides Ladeprogramm kann das zweckmässigste sein. Nichtsdestoweniger kann es praktisch nicht erreichbar sein, weil ein Batterie-Ladegerät, welches das Programm aufweist, nicht zur Verfügung steht. Das heißt, bekannte automatische Batterie-Ladegeräte, sind typisch so konstruiert, daß sie ein vereinfachtes Ladeprogramm ausführen. Solche Programme können ein starker oder wesentlicher Kompromiß sein, und/oder sie können der Batterie und der Fahrzeugplattform gefährlich sein, weil sie beispielsweise durch Überladung gefährliche Bedingungen bewirken können. Das Batterie-Ladegerät nach der Erfindung erlaubt es aber, ein Ladeprogramm vorzuwählen, das den Charakteristiken der zu ladenden Batterie besonders angepaßt ist und das automatisch ihrem Entladezustand angepaßt ist, während gleichzeitig ein Schutz der Batterie und ihrer Plattform vorgesehen ist. Außerdem erlaubt es das erfindungsgemäße Ladegerät, die Batterie schnell in einen vollgeladenen Zustand wieder aufzuladen, während die Lebensdauer der Batterie verbessert wird.
Beispielsweise sind 24 V-Nickel-Kadmium-Batterien, die insbesondere an Bord von Flugzeugen verwendet werden, im höchsten Maße wünschenswert, um eine übermäßige Gaserzeugung zu vermeiden, und zwar mit Rücksicht auf den beschränkten Raum und auf die elektrisch-mechanische Funkenumgebung. Es ist ferner in höchstem Maße wünschenswert, ein thermisches Durchgehen zu vermeiden, und zwar mit Rücksicht auf die Schweregefahr, die hierdurch für ein FLugzeug und seine Fähigkeit, im Flugzustand zu bleiben, besteht. Gleichzeitig ist es besonders wünschenswert, die Batterie in voll geladenem Zustand zu halten und/oder in diesen Zustand zurückzubringen, und zwar nicht nur um beispielsweise das Triebwerk zu starten, sondern auch um eine Hilfsleistung für den Fall zur Verfügung zu haben, daß ein elektrischer Generator während des Fluges ausfällt. Außerdem legen die Kosten solcher Batterien die Zweckmäßigkeit nahe, die Lebensdauer der Batterien zu verlängern.
Um eine solche Batterie zu laden, ist das Ladeprogramm des erfindungsgemäßen Ladegerätes eine Mischschaltung, die verschiedene Betriebsarten umfaßt, von denen jede sich auf den Ladezustand der Batterie oder die Ladungsmenge, die der Batterie zugeführt werden muß, bezieht. Infolgedessen kann der Ladestrom bei irgendeinem Entladewert so ausgewählt werden, daß die Batterie optimal in den vollgeladenen Zustand zurückgebracht wird.
Die erste Betriebsart des Programms ist in Betrieb, wenn der Ausgang der Spannungssteuerschaltung 40 einen Batterie-Ladezustand einer tatsächlichen Totalentladung wiedergibt. Das heißt, die Batterie ist tatsächlich tot und kann sogar eine Zellenumkehr aufweisen. Für die 24 V-Nickel-Kadmium-Flugzeugbatterie würde die mittlere Zellenspannung geringer als 0,95 V sein entsprechend einer Batterie-Klemmenspannung von etwa 18 V für eine Batterie mit 19 Zellen.
In der ersten Betriebsart sendet die Schaltersteuerung 44 ein Schaltsignal an die Schaltvorrichtung 12, so daß diese einen eingeschränkt nicht leitenden Zustand einnimmt. Das heißt, daß die Schaltvorrichtung 12 eine geringe Leistung durchläßt, um einen geringen Dauerladestrom in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung zu entwickeln: (1) I, = Vin - Vbatt wobei: ITC der Dauerladestrom ist, während V. die Spannung TC in der Eingangsleistung von der äußeren Quelle 16 ist. Vbatt ist die Batteriespannung am Batterieausgang 39, und es ist RTC ein Widerstandswert, der so gewählt ist, daß der Dauerladestrom in Übereinstimmung mit den Charakteristiken der Batterie begrenzt ist.
Für die beschriebene Batterie mit 19 Zellen ist der Widerstand RTC vorzugsweise mit 35 Ohm gewählt. Infolgedessen lädt der Dauerladestrom (ITC) schnell die Batterie 26 und bewirkt einen Anstieg der Batteriespannung, wodurch wiederum ITC auf einen fällt kleinen Wert von etwa 0,2 bis 0,4 Ampre/, und zwar in über einstimmung mit der Gleichung (1), wenn die Batteriespannung (Vbatt) den Wert von etwa 18 V erreicht. Die Lade-Schaltung 14 läßt den Dauerladestrom ohne Abwandlung entsprechend einem Lade-Signal hindurch, der durch die Lade-Steuerung 44 in Abhängigkeit vom Ausgang der Spannungssteuerung 40 gesendet wird. Wenn der Ausgang der Spannungssteuerschaltung 40 anzeigt, daß die Batteriespannung etwa 18 V beträgt, sendet die Schaltersteuerung 44 ein Schaltsignal an die Schaltvorrichtung 12, wodurch die Schaltvorrichtung veranlaßt wird, durchzuschalten bzw. leitend zu werden und die zweite Betriebsart der Ladung zu beginnen.
Diejzweite Betriebsart lädt die Batterie, wenn die Batterie wesentlich entladen ist. Das heißt, die Batterie hat keine Zellenumkehr erlitten, ist aber nichtsdestoweniger tief entladen worden, so daß eine sehr geringe verwendbare Kapazität verbleibt.
In der zweiten Betriebsart wird die Eingangsleistung von der äußeren Quelle 16 direkt mit der Batterie 26 verbunden, und zwar über die Lade-Schaltung 14, um die Batterie 26 schnell zu laden. Die Ladesteuerung 42 sendet ein Ladesignal, um die Lade-Schaltung 14 zu veranlassen, den Strom ohne Abwandlung durchzulassen. Der Ladestrom ist zu Beginn der Betriebsart II, das heißt wenn die Batteriespannung gerade die Spannung erreicht hat, die in der Dauerladung erreicht worden ist, ziemlich hoch und kann möglicherweise einen Wert von 5 C Ampere annehmen, wobei C der numerische Wert der Amperestundenkapazität der zu ladenden Batterie ist. Jedoch nimmt der Ladestrom schnell ab, wenn die Batteriespannung ansteigt. Für die 24 V-Batterie mit 19 Zellen, wie sie beschrieben ist, kann der anfängliche Ladestrom in der Betriebsart II 50 Ampere betragen, wenn die Batteriespannung am Ende der Betriebsart I gerade ungefähr 18 V erreicht hat. Wenn die Batteriespannung um etwa 1 V der Eingangsspannung in der Betriebsart II zugenommen hat, bewirkt der Ausgang der Spannungssteuerung 40 eine Umschaltung des Ladegerätes in die dritte Ladebetriebsart.
Die dritte Ladebetriebsart ist erwünscht, wenn die Batterie einen Ladezustand erreicht hat, der irgendwo zwischen einem niedrigen Ladezustand und einem nahezu vollen Ladezustand liegt. In dieser dritten Betriebsart sendet die Schaltersteuerung 44 weiterhin ein Schaltsignal, welches die Schaltvorrichtung 12 veranlaßt, leitend zu bleiben. Die Lade-Steuerung 42 sendet aber ein Ladesignal, welches die Ladeschaltung 14 veranlaßt, die ihr von der Schaltvorrichtung 12 zugeführte Leistung zu verarbeiten und ein Ladesignal zur Batterie 26 zu senden, das aus wiederholten Stromimpulsen besteht, die einen Spitzenwert von ungefähr 3 C und einen mittleren Wert von ungefähr 1 C haben. Betriebsart III kann als Haupt-Ladebetriebsart für die Ladung der Batterie 26 angesehen werden, wenn der Batterieladezustand zwischen etwa 20% und etwa 95% der Batterie-Nennkapazität liegt. Für die beschriebene Nickel-Kadmium-Batterie mit 19 Zellen weisen die Stromimpulse einen Spitzenwert von ungefähr 60 Ampere auf. Wenn der Ausgang der Spannungssteuerung 40 anzeigt, daß die Batteriespannung etwa 95% einer vollgeladenen Batterie annimmt (etwa 29,4 V für die beschriebene Flugzeugbatterie), schaltet das Ladegerät auf die vierte Ladebetriebsart um.
In der vierten Betriebsart ist die Batterie nahezu voll geladen. Die Schaltvorrichtung 12 bleibt in leitendem Zustand, und es erhält die Lade-Steuerung 42 ein End-Signal von der End-Steuerung 42, um ein Lade-Signal zu erzeugen, das die Ladeschaltung veranlaßt, einen konstanten Ladestrom mit etwa einem Drittel der Batterie-Ampère-Stundenkapazität (1/3 C) während einer Zeitspanne zu liefern, die auf etwa die Hälfte der Zeit eingestellt ist, die das Ladegerät in der Betriebsart III gearbeitet hat. Auf diese Weise wird eine End-Ladung (z.B. eine abschließende Zeitladung) zugeführt, die etwa eine 15%Die Uberladung bei einer ausreichend niedrigen Rate bewirkt, die eine übermäßige Gasentwicklung vermeidet. Bei der Nickel-Kadmium-Batterie mit 19 Zellen beträgt der Ladestrom etwa 6 Ampere.
Die Betriebsart V, die als Ladungsaufrechterhaltung betrachtet werden kann, beginnt mit dem Ende der Betriebsart IV. Die Schaltersteuerung 44 erzeugt ein Schaltsignal, um die Schaltvorrichtung zu veranlassen abzuschalten, und zwar bei Beendigung der Betriebsart IV. Wie dem Fachmann bekannt ist, fällt dann die Batteriespannung exponentiell auf die mittlere Batteriespannung entsprechend der mittleren Zellenspannung ab. Wenn der Ausgang der Spannungssteuerung 40 anzeigt, daß die Batteriespannung auf einen vorbestimmten Wert (z.B. 2,5 V) abgefallen ist, bewirkt die Schaltersteuerung 44, daß die Schaltvorrichtung 12 eingeschaltet wird und somit leitend wird, und es bewirkt die Ladesteuerung 42, daß die Lade-Schaltung die Arbeitsweise wie in der Betriebsart III beginnt. Natürlich ist dann die Betriebsart III sehr kurz, weil nicht viel Energie erforderlich ist, um die Batteriespannung auf den Punkt anzuheben, in welchem das Ladegerät in die Betriebsart IV umschaltet. Die Dauer der Betriebsart IV wird auch abgekürzt (nur die Hälfte der Zeit, während welcher das Ladegerät in Betriebsart III gearbeitet hat). Das Ladegerät setzt den Zyklus in Betriebsart auf V fort, bis eine Entladung das Ladegerät veranlaßt,/eine andere Betriebsart als die Betriebsarten III bis V umzuschalten.
Die verschiedenen Betriebsarten, wie sie oben beschrieben sind, sind in Fig. 2 grafisch dargestellt. Die grafische Darstellung I zeigt die Batterie-Klemmenspannung als Funktion des Ladezustandes der Batterie oder der Zeit während der Zuführung einer Ladung mit einem Batterieladegerät gemäß der Erfindung. Die grafische Darstellung II nach Fig. 2 zeigt den mittleren Ladestrom als Funktion des Ladezustandes oder der Zeit während der Zuführung einer Ladung mit einem Batterieladegerät nach der Erfindung. Die in den grafischen Darstellungen I und II der Figur gezeigten Werte gelten für ein Batterieladegerät gemäß der Erfindung, wie es in den Fig. 1, 3 und 4 dargestellt ist, wobei das Gerät eine Eingangsspannung von 28 V besitzt und eine Nikkel-Kadmium-Batterie mit 19 Zellen geladen wird, die sich auf einer Temperatur von etwa 250 C befindet.
Nach Fig. 1 besitzt das Batterie-Ladegerät nach der Erfindung vorzugsweise eine Schutzschaltung II. Die Schutzschaltung II enthält Schaltungen, welche das Batterie-Ladegerät und die Batterie 26 vor unzulässigen Bedingungen schützt. Die Schutzschaltung II karn eine Meßschaltung 60 für die Temperatur des Batterie-Ladegerätes, einen Kurzschlußfühler und eine Meßschaltung 62 für die Batteriewärme, eine Meßvorrichtung 64 für einen Zellenkurzschluß und einen Eingangs-Spannungsfühler 66 enthalten.
Die Meßschaltung 60 für die Batterie-Ladegerät-Temperatur enthält eine Vorrichtung, welche eine unzulässige Temperatur des Batterie-Ladegerätes feststellt. Diese Vorrichtung ist in oder am Chcssis und Komponenten des Ladegerätes selbst angeordnet. Die Meßschaltung 60 enthält auch Schaltungselemente, die ein Signal für eine hohe Temperatur des Ladegerätes erzeugen und es der Schalter-Steuerung 44 über Leiter 68 und 70 zuführen. Bei Erhalt eines Signals für eine hohe Ladegerät-Temperatur sendet die Schaltersteuerung 44 ein Schaltsignal zur Schaltvorrichtung 12, um die Schaltvorrichtung zu veranlassen abzuschalten bzw. nicht leitend zu werden. Mit der Schaltvorrichtung 12 in nicht leitendem Zustand hört das Batterie-Ladegerät auf, Ladestrom zu liefern, und es unterbricht die Erzeugung von Wärme aufgrund der Erzeugung und der Übertragung eines solchen Ladestromes. Nachlbkühluna wird das die hohe Ladegerättemperatur anzeigende Signal weggenommen, und es kann das Ladegerät automatisch in die normale Arbeitsweise zurückkehren. Wenn ein Ladegerät der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Art eine Nickel-Kadmium-Batterie mit 19 Zellen lädt, wird das ein heißes Batterie-Ladegerät anzeigendes Signal vorzugsweise erzeugt, wenn die Temperatur von etwa 820 C angezeigt wird. Das Signal wird weggenommen, wenn sich das Ladegerät auf eine Temperatur von ungefähr 790 C abgekühlt hat.
Der Kurzschlußfühler und die Meßschaltung 62 für eine heiße Batterie ist durch Leiter 34 und 72 mit dem Temperaturfühler 30 verbunden. Bei Erhalt eines Signals von dem Temperaturfühler 30, welches eine unzulässige Batterietemperatur wiedergibt, sendet die Meßschaltung 62 ein eine heiße Batterie wiedergebendes Signal zur Schaltersteuerung 44, und zwar über die Leiter 74 e a n a 1 und 70. Die Schaltersteuerung 44 wiederum sendet ein Schaltsignal zu der Schaltvorrichtung 12,um diese zu veranlassen auszuschalten bzw. nicht leitend zu werden. Infolgedessen wird die Ladung unterbrochen, so daß die Batterie 26 abkühlen kann. Wenn das Signal vom Temperaturfühler 30 die Rückkehr zu einer zulässigen Batterietemperatur (z.B. 460 C) wiedergibt, wird das eine heiße Batterie anzeigende Signal entfernt. Die Schaltersteuerung 44 wiederum ermöglicht es der Schaltvorrichtung 12, in einen leitenden Zustand zurückzukehren.
Die Schutzschaltung II kann auch eine Meßschaltung 64 für einen Zellenkurzschluß enthalten. Sie ist so geschaltet, daß sie ein Zellenkurzschlußsignal von der Batterie 26 über einen Leiter 76 erhält. Der Leiter 76 ist mit dem elektrischen Mittelpunkt der Batterie 26 verbunden. Für eine Nickel-Kadmium-Batterie mit 19 Zellen würde der Leiter 76 elektrisch mit der positiven Klemme der zehnten Zelle verbunden werden, wobei die Zellen numerisch von der negativen zur positiven Klemme der Batterie gezählt werden. Die Meßschaltung 76 stellt die Existenz irgendeiner Spannungsungleichheit zwischen den Hälften der Batterie 26 fest. Wenn somit eine Zelle eine Überspannung oder eine Unterspannung aufweist, tritt eine Spannungsungleichheit auf, und es stellt die Zellenkurzschlußmeßschaltung die Ungleichheit fest und liefert ein Zellenkurzschlußsignal zur Schaltersteuerung 44, und zwar über die Leiter 78 und 70. Die Schaltersteuerung 44 wiederum veranlaßt die Schaltvorrichtung 12 abzuschalten bzw. nicht leitend zu werden.
Der Spannungsfühler 66 ist über den Leiter 80 so angeschlossen, daß er ein Eingangsleistungs-Spannungssignal erhält. Bei Feststellung einer hohen Eingangsleistungs-Spannungsbedingung sendet der Spannungsfühler 66 ein Überspannungssignal zur Schaltersteuerung über die Leiter 82 und 70 und veranlaßt die Schaltvorrichtung 12 abzuschalten bzw. nicht leitend zu werden. Beispielsweise beträgt die Einganqsleistungsspannung bei dem Batterie-Ladegerät nach den Fig. 3 und 4, das eine Nikkel-Kadmium-Batterie mit 19 Zellen lädt, vorzugsweise zwischen 25 und 28,5 V Gleichspannung. Wenn die Gleichspannung einen Wert von 29,0 V übersteigt, wird die Ladung beendet, bis die Spannung unter 28,5 V abfällt.
Die Schutzschaltung II kann auch eine Fehleranzeigeschaltung 84 enthalten. Die Fehleranzeigeschaltung 84 erhält alle Fehlersignale von dem Spannungsfühler 66, der Ladegerät-Temperaturmeßschaltung 60, der Meßschaltunq 62 für eine heiße Batterie und der Zellenkurzschluß-Meßschaltung 64 über einen Leiter 86. Die Fehleranzeigeschaltung 84 liefert ein Signal an einen äußeren Indikator (z.B. ein sichtbares oder hörbares Alarmsignal), um das Vorhandensein einer Fehlerbedingung anzuzeigen.
Die Steuerschaltung I kann auch eine Relais-Steuerschaltung 90 enthalten, die wahlweise arbeitet, um verschiedene Relais zu steuern, die zu dem Batterie-Ladegerät und zu dem Gleichstromsystem der Batterie-Ladegerät-Plattform gehören, wie es im folgenden näher erläutert wird.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine praktische Schaltungsanordnung eines Batterie-Ladegerätes nach der Erfindung, wobei Komponentenbezeichnungen und Werte angegeben sind. Insbesondere bei der Schaltung nach Fig. 3 wird die Leistung zugeführt von dem Leistungsstecker 10 (1) über einen Leiter 18 zum Schalter 12. Die Eingangsleistung w½rd durch einen Eingangsfilter 100 gefiltert, um eine Reflexion des in dem Ladegerät erzeugten Schaltungsrauschens zurück durch die Kontaktvorrichtung 10 (Fig. 1) in die äußere Quelle 16 (Fig. 1) zu verhindern. Das Eingangsfilter 100 schützt auch das Ladegerät vor irgendwelchen kurz andauernden vorübergehenden Signalen, die auf der Leitung 18 für die Eingangsleistung von der äußeren Quelle 16 (Fig. 1) vorhanden sein können.
Der Schalter 12 enthält drei Hochstrom-Transistoren 102, 104, 106 mit niedriger Sättigunpspannung, deren Aufgabe es ist, den Stromweg von der Kontaktvorrichtung 10 zur Lade-Schaltung zu unterbrechen, wenn ein Ladestrom nicht erwünscht ist. Der Widerstand 108 (35 Ohm) ist parallel zum Schalter angeordnet und bewirkt in der Betriebsart I eine Dauerladung (modifizierter nicht leitender Zustand), wenn die Batterie 26 zu tief entladen ist, um eine normale Ladung mit den Betriebsarten II, III und IV zu ermöglichen.
In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein innerer Filter 110 vorgesehen, der einen Kondensator 112 mit hoher Kapazität (16 000 ßF) aufweist. Der Filter 110 bewirkt eine Leitungsstabilisierung für die Eingangsleistungsleitung 18 über den Schalter 12. Der Filter 110 wirkt auch als innere Quelle hoher Energie impulse für die Ladung der Batterie 26 über die Lade-Schaltung 14 in Betriebsart III. Der Filter 110 wirkt ferner als Hauptfilter für Einschalt- und Ausschaltschwingungen und elektromagnetische Schwingungen.
Die Lade-Schaltung 14 besteht in erster Linie aus Transistoren 114, 116 und 118, Dioden 120 und 122 und der Induktionsspule 124. Der Transistor 118 treibt die Schalttransistoren 114 und 116. Wenn die Transistoren 114 und 116 eingeschaltet sind, fließt ein Strom durch die Induktionsspule 124. Wenn sie ausschalten, wird der Wert des Stromes, der durch die Induktionsspule 124 geflossen ist, multipliziert mit dem Wicklungsverhältnis der Induktionsspule 124, durch die Dioden 120 und 122 in die Batterie 26 übertragen. Die aus der Diode 126, dem Widerstand 128 und dem Kondensator 130 bestehende Schaltung wirkt als Filternetzwerk, welches die Vorderkante eines Batterie-Ladestromimpulses (z.B. Betriebsart III) filtert und glättet und welches ferner eine elektromagnetische Schwingung auf den Batterie-Ladestromimpulsen verrinqert. Hohe Spannungsspitzen, die durch Streuinduktivitäten bewirkt sein können, werden durch die Diode 132, den Widerstand 134, die Zl/nerdiode 136 und den Kondensator 138 ausgefiltert.
Die Lade-Steuerschaltung 42 (Fig. 4) besteht in erster Linie aus Verstärkern 140 und 142 und dem Transistor 144. Der Verstärker 140 fühlt den Spannungsabfall über dem Strommeßwiderstand 146 in der Lade-Schaltung 14 (Fig. 3) über den Leiter 148.
Wenn der den Strommeßwiderstand 146 durchfließende Strom einen geeigneten Wert erreicht, veranlaßt die Spannung am Ausgang (Stift 6) des Verstärkers 140 den Verstärker 142 und den Transistor 144 abzuschalten, wodurch das Treibsignal vom Transistor 118 in der Lade-Schaltung 14 über den Leiter 24 entfernt wird.
Dieses wiederum veranlaßt die Leistungstransistoren 114, 116 der Ladeschaltung 14 (34) abzuschalten, so daß der Strom durch die Induktionsspule 124 (Fig. 3) und durch den Strommeßwiderstand 146 etwa auf den 2,5-fachen Wert des Abschaltstromwertes ansteigt und dann abnimmt. Wenn der Strom durch den Strommeßwiderstand 146 (Fig. 3) auf eine vorbestimmte Höhe abnimmt, schaltet der Verstärker 140 ab, und es beginnt seine Ausgangsspannung (Stift 6) abzusinken. Die Abnahmegeschwindigkeit wird durch den Kondensator 150 (0,0047 Mikrofarad) und den Widerstand 152 (der Wert ist bei der Prüfung eingestellt) gesteuert.
Wenn der Pegel der Ausgangsspannung (Stift 6) des Verstärker 140 unter seine Vorspannung absinkt, schaltet der Verstärker 142 von neuem ein, und es wird der Zyklus wiederholt, um eine Impulsladung (Betriebsart III) zu bewirken. Die Amplitude des Ladestromimpulses wird durch den Vorwiderstand 154 gesteuert, dessen Wert in der Prüfung (SIT) gewählt worden ist. Der Widerstand 152 steuert den Wert des mittleren Ladestromes in Betriebsart III. Wenn die Batteriespannung ansteigt, steigt die Impulsfrequenz, um so eine Konstantstromladung zu bewirken.
Ein wahlweises Merkmal des dargestellten Ladegerätes, das bisher nicht erwähnt ist,ist die Sperrwirkung. Das heißt, das Ladegerät kann elektrisch von der Ladung abgeschaltet oder gesperrt werden. Durch Erdung seiner Basis schaltet der Transistor 156 ein und hält den Ausgang (Stift 6) des Verstärkers 140 auf hohem Wert. Dies wiederum hindert den Verstärker 142 und den Transistor 144 einzuschalten. Infolgedessen erhält der Transistor 118 (Fig. 3> kein Treibsignal, so daß die Transistoren 114 und 116 den Stromfluß durch die Induktionsspule 124 (Fig. 3) abschalten. Das Erdungssignal kann von einer sauberen Stelle über den Leiter 158 und den Entkopplungswiderstand 160 geliefert werden.
Die Schaltungsanordnung der Lade-Steuerung 42 (Fig. 3), die aus der Diode 162, der Zehnerdiode 164 und dem Widerstand 166 besteht, fühlt die offenen Batterieleitungen und hindert das Ladegerät daran, eine übermäßig hohe Ausgangsspannung zu erzeugen, die für das Ladegerät und für eine Person, die die Ladegerät-Ausganqsleitungen berühren könnte, schädlich sein könnte. Der Spannungsmeßwiderstand 168 (510 Kiloohm) fühlt die Differenzspannung zwischen der Batterie 26 und der Eingangsleistung (Leitung 18) und steuert die Impulsfrequenz des Ladegerätes in Betriebsart III derart, daß ein konstantes mittleres Ladestromsignal aufrechterhalten wird.
Die Spannungssteuerschaltung 40 (Fig. 3 und 4) enthält einen Funktionsverstärker 170, welcher die Batteriespannung über den Leiter 38 und die Batterietemperatur über den Leiter 36 feststellt. Der Temperaturfühler 30 ist ein Widerstand mit einem Widerstandswert von 3 000 Ohm bei 250 C und mit einem positiven Temperaturkoeffizienten. Sie bildet ein Spannungsteilernetzwerk mit den Widerständen 172, 174 und 176, um ein Signal zu bewirken, das proportional der temperaturberechtigten Spannung ist. Der Verstärker 170 stellt das Signal fest, um die Ladebetriebsart zu bestimmen. In den Betriebsarten I, II und III bleibt der Ausgang des Verstärkers 170 hoch. Wenn die erreicht Batteriespannung die 95%-Volladespannung/(29,5 V für die in Fig. 2 beschriebene Batterie), wird der Ausgang (Stift 8) des Verstärkers 170 niedria. Bei der Erniedrigung nehmen die Diode 178 und der Vorwiderstand 180 einen Teil des dem Verstärker 140 der Lade-Steuerschaltung 42 zugeführten Vormagnetisierungsstromes auf. Dies wiederum erniedrigt die Amplitude der Ladestromimpulse auf etwa 1/3 ihrer vorherigen Amplitude.
Die End-Steuerung 52 besteht im wesentlichen aus einem Transistor 182 und einer E-Zelle 184. Die E-Zelle 184 steuert die Zeit, während welcher das Ladegerät in dem End-Ladebetriebszustand (Betriebszustand IV) verbleibt. Die E-Zelle 184 ist eine Galvanisiereinrichtung mit einem Silbergehäuse und einer inneren Goldanode. Wenn der Ausgang des Verstärkers 170 hoch ist, wird die E-Zelle 184 mit ihrer Anode negativ vorgespannt. Es fließt somit Strom durch den Strombegrenzungswiderstand 186, welcher bewirkt, daß das Silber die Goldanode der E-Zelle galvanisiert. Die Galvanisation wird fortgesetzt, bis der Ausgang (Stift 8) des Verstärkers 170 niedrig wird. Der Galvanisationsvorgang wird dann umgekehrt, und es wandert dann das Silber von der Anode zurück auf das Gehäuse der E-Zelle 184. Wenn alles Silber von der Anode der E-Zelle 184 entfernt ist, steigt die Spannung über der E-Zelle an, bis der Transistor 182 einschaltet. Bei der Einschaltung hält der Transistor 182 den Ausgang des Lade-Steuerverstärkers 140 hoch, um die Ladung zu beenden. Der Transistor 182 bewirkt auch ein Signal zur Schaltersteuerung 44 über den Leiter 50, welches den Schalter 12 öffnet (der Schalter wird nicht leitend). Der Spannungsteiler, der aus den Widerständen 188 und 190 sowie der Zenerdiode 192 besteht, bewirkt eine Vorspannung für die E-Zelle 184 derart, daß sie in ungefähr einem Drittel der Zeit entladen wird, während welcher geladen worden ist. Das heißt Betriebsart IV bleibt für etwa 1/3 der Zeit in Betrieb, während welcher die Betriebsart III in Betrieb gewesen ist.
Die Schalter-Steuerschaltung nach Fig. 3 enthält Transistoren 194, 196 und 198. Wenn die Batteriespannung niedriger als etwa 18 V (Tiefentladung) beträgt, liefert der aus den Widerständen 200 und 202 bestehende Spannungsteiler ein Signal, welches den Transistor 198 einschaltet. Wenn der Transistor 198 eingeschaltet ist, wird der Transistor 194 an der Einschaltung gehindert, wodurch der Schalter 12 in einem modifizierten nicht leitenden Zustand gehalten wird. Das heißt, der Schalter 12 wird offen gehalten, während ein Dauerladestrom den Widerstand 108 des Schalters 12 durchsetzt, um den Kondensator 112 des inneren Filters 110 aufzuladen und die Batterie 26 über die Induktionsspule 124 und die Dioden 120 und 122 mit einem Dauerstrom zu laden (Betriebsart I). Wenn die Batteriespannung etwa 18 V erreicht, kann der Transistor 194 einschalten und den Schalter 12 in den leitenden Zustand bringen. Der Widerstand 108 wird somit überbrückt, und es fließt ein Ladestrom von bis zu etwa 50 bis 60 (etwa 3 C Ampere) über die Induktionsspule 124 und die Dioden 120 und 122 zur Batterie (Betriebsart II).
Wenn die Batteriespannung ansteigt, nimmt der Ladestrom bis auf etwa 20 Ampere (etwa 1 C) ab, und es beginnt die lade-Steuerung 42 mit der Impulsladung bei einer niedrigen Impulsfolgefrequenz.Wenn die Batteriespannung weiter ansteigt, steigt die Impulsfolgefrequenz an, um einen konstanten mittleren Ladestrom von etwa 20 Ampere (1 C) in der Betriebsart III aufrechtzuerhalten. Die Schaltersteuerung 44 stellt auch die Arbeitsweise der Schutzschaltung II und der Relaissteuerung 90 fest und veranlaßt den Schalter 12 abzuschalten bzw. nicht leitend zu werden, wie es im folgenden erläutert wird.
Die Meßvorrichtung 60 für die Temperatur des Ladegerätes besteht aus einem temperaturempfindlichen Widerstand 204 und einem Transistor 206. Der Meßwiderstand 204 ist ein Widerstand mit 50 000 Ohm mit einem negativen Temperaturkoeffizienten.
Wenn die Temperatur des Batterieladegerätes etwa 820 C erreicht, wird sein Widerstand auf etwa 2 700 Ohm verringert. Der vergrößerte Strom fließt durch den Meßwiderstand 204 und bewirkt die Abschaltung des Transistors 206. Dies wiederum veranlaßt den Transistor 208 in der Schaltersteuerunq 44 einzuschalten. Transistor 208 veranlaßt den Transistor 198 einzuschalten und den Transistor 194 auszuschalten, wodurch der Schalter 12 in einem nicht leitenden Zustand gehalten wird. Der Transistor 206 kehrt in den Einschaltzustand zurück und ermöglicht es dem Schalter 12, leitend zu werden, wenn die Temperatur des Ladegerätes abgenommen bzw. das Ladegerät auf etwa 79" C abgekühlt ist.
Der Kurzschlußfühler und die Meßvorrichtung 62 für eine heiße Batterie enthalten einen Funktionsverstärker 210, welcher ein Temperatur wiedergebendes Signal vom Temperaturfühler 30 über Leiter 34 und 72 erhält. Der Vorpannungswiderstand 212 ist so gewählt, daß der Verstärker 210 eingeschaltet wird, wenn der Temperaturfühler 30 eine Temperatur von etwa 54 bis 570 C anzeigt. Der Haltewiderstand 214 hält den Verstärker 210 eingeschaltet,bis die angezeigte Temperatur unter etwa 460 C i 2,80 C abgefallen ist.
Der Spannungsfühler 66 dieses Ausführungsbeispiels besteht aus einem Hochspannungsfühler 66a und einem Niederspannungsfühler 66b. Der Hochspannungsfühler 66a enthält einen Spannungsteiler, der aus Widerständen 220, 222 und 224 und einem Funktionsverstärker 226 besteht. Bei Feststellung einer Hochspannung (29,0 V) auf der Eingangsleitung über die Leiter 80 und 228 erscheint am Ausgang des Verstärkers 226 (Stift 8) ein niedriger Pegel, der es dem Transistor 198 ermöglicht einzuschalten, und es wird der Schalter 12 nicht leitend.
Der Zellenkurzschluß-Detektor 64 enthält Transistoren 230 und 232. Die Basis des Transistors 230 ist an eine Anzapfung an der positiven Klemme der zehnten Zelle der geladenen Nickel-Kadmium-Batterie mit 19 Zellen geführt. EIn Spannungsteiler, der aus den Widerständen 234 und 236 besteht, bewirkt eine Spannung, die gleich der Spannung an der Anzapfung ist. Wenn die über den Leiter 76 erhaltene Anzapfungsspannung sich um etwa 1 V ändert, werden die Transistoren 230 und 232 leitend und veranlassen den Verstärker 226 des Spannungsfühlers 66b, einen niedrigen Ausgang anzunehmen, was wiederum den Schalter 12 veranlaßt, nicht leitend zu werden.
Die Fehleranzeigeschaltung 84 besteht aus einem Transistor 283.
Wenn die Schaltersteuerung 44 ein Fehlersignal erhält, wird der Transistor 238 eingeschaltet und bildet einen 40 Milliampere-Pfad zur Masse und schaltet damit einen entfernt angeordneten Gleichstrom-Fehleranzeiger (z.B. eine Lampe) ein.
Es wird bemerkt, daß die Figuren 3 und 4 tatsächlich getrennte Hälften eines einzelnen Schaltbildes sind, die zusammen gelesen werden sollten. Die elektrischen Leiter 24, 48, 54, 148, 158, 282, 286, 320, 322, 324, 326, 328, 330, 332 und 334 sind die Verbindungsleiter zwischen den Fig. 3 und 4.
Wie bereits angedeutet, ist das erfindungsgemäße Batterie-Ladegerät insbesondere für die Verwendung an Bord eines Luftfahrzeuges geeignet. DAs Bedürfnis nach einem Batterie-Ladegerät, das automatisch, zuverlässig und sicher die Batterie des Luftfahrzeuges lädt und diese in vollgeladenem Zustand hält, ist allgemein bekannt. Das in den Fig. 3 und 4 gezeigte Ladegerät ist ein solches Gerät. Das heißt, es ist insbesondere geeignet für die Verwendung an Bord eines Luftfahrzeuges, das mit einer Nickel-Kadmium-Batterie mit 19 Zellen ausgerüstet ist.
Wenn man davon ausgeht, daß die Plattform (Luftfahrzeug) des Batterie-Ladegerätes gewisse funktionelle Erfordernisse und Merkmale aufweist, die in Betracht gezogen werden sollten, so ist es in höchstem Maße zweckmäßig, Verbindungskomponenten einzuschließen und eine Schaltungsanordnung in dem Batterie-Ladegerät vorzusehen, um diese Erfordernisse und Merkmale zu verwirklichen. Die Notwendigkeit für getrennte Komponenten, um das Ladegerät mit dem elektrischen System des Luft fahrzeuges zu verbinden, ist dabei ausgeschaltet. Ferner können Einsparungen in den Unterhaltskosten zusätzlich zu Einsparungen an Raum und Gewicht auftreten, die häufig kritische Faktoren bei einem Luftfahrzeug sind.
Fig. 5 zeigt in vereinfachter Weise die Verbindungsforderungen und Merkmale, die bei dem Batterie-Ladegerät der Erfindung vorgesehen sind, wie es im einzelnen in den Fig. 3 und 4 erläutert ist. In Fig. 5 ist die äußere Quelle 16 als Generator dargestellt, der in üblicher Weise mit einem Triebwerk an Bord des Luftfahrzeuges vereinigt ist. Die Quelle 16 enthält eine Vorrichtung zur Gleichrichtung und zur Regelung, wie es für die Lieferung eines Gleichstrom-ausganges an die Gleichstromleitung 250 des Luftfahrzeuges erforderlich ist. Die Leitung 250 liefert üblicherweise Leistung zu verschiedenen Verbrauchern des Luftfahrzeuges, von denen viele als Sicherheitsanordnungen oder Hilfsschaltungen angesehen werden können. Leistung wird von der Leitung 250 auch über die Leiter 252 dem Batterie-Ladegerät zugeführt. Wenn die äußere Quelle 16 nicht arbeitet (z.B.
bei einem Generatorfehler), kann Leistung von der Batterie 26 der Gleichstromleitung 250 zugeführt werden. Obgleich es möglich ist, die Batterie 26 an der Gleichstromleitng parallel zur Quelle 16 zu puffern, ist dies in vielen Fällen nicht erwünscht, und zwar aus einer Vielzahl von Gründen einschließlich der Tatsache, daß die Batterie 26 nicht notwendigerweise optimal geladen wird und auch nicht optimal geladen werden kann.
Infolgedessen ist ein Batterierelais 254 vorgesehen, das die Batterie 26 automatisch mit der Gleichstromleitung 250 verbindet oder von dieser trennt. Ein Batterie-Handschalter 256 ist ebenfalls vorgesehen, welcher dazu verwendet werden kann, die Masseverbindung für das Relais 254 wegzunehmen und das Relais 254 zu entregen und somit die Batterie 26 von der Leitung 250 zu isolieren. Das Relais 254 wird durch das Ladegerät gesteuert, wie es beschrieben ist. Im Falle eines Fehlers des Ladegerätes jedoch, wird ein von Hand betätigter Hilfs-Batterieschalter 258 an die Batterie 26 angeschaltet, um so eine andere Hilfsstromquelle vorzusehen, welche das Batterie-Relais 254 betätigt.
In Fig. 4 besteht die Relais-Steuerschaltung 90 aus einem Funktionsverstärker 270 und zwei Transistoren 272 und 274. Der Niederspannungsfühler 66b ist ein Spannungsteilernetzwerk, das aus Widerständen 276, 278 und 280 besteht. Wenn die Spannung an der Eingangsleitung 18 unter etwa 24 V Gleichspannung absinkt, erzeugt der Niederspannungsfühler 66b ein Grundsignal, das der Relais-Steuerschaltung 90 über einen Leiter 282 zugeführt wird. Bei Feststellung des Grundsignals gibt der Verstärker 270 ein niedriges Signal ab, das die Transistoren 272 und 274 veranlaßt einschalten und einen Strom zu liefern, der über den Leiter 284 das Batterierelais 254 betätigt, wenn der Batterieschalter 256 geschlossen ist, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Gleichzeitig wird ein Signal über den Leiter 286 (Fig. 3 und 4) zur Schaltersteuerung 44 gesandt, um den Schalter 12 zu veranlassen, nicht leitend zu werden.
In Fig. 5 ist ein normalerweise erregtes und offenes Relais 288 vorgesehen, das den Betrieb des Generators der Quelle 16 überwacht. Das Kontrollinstrument selbst kann irgendeine Vorrichtung sein (z.B. ein Stromtransformator am Generatorausgang), die ein Stromsignal an das Relais 288 bindet, solange der Generator arbeitet. Bei einem Fehler ist das Stromsignal nicht vorhanden, und es schließt das Relais und sendet ein Grundsignal an die Relais-Steuerschaltung 90 in dem Ladegerät, und zwar über die Leiter 290 und 292, was die gleiche Wirkung und das gleiche Ergebnis hat wie das Grundsignal vom Niederspannungsfühler 66b.
Beim Starten eines Luftfahrzeugtriebswerkes kann Leistung von einer äußeren Kraftquelle aus getrennten Startbatterien oder von der Batterie 26 geliefert werden. Wenn die Startleistung zugeführt wird, kann es wünschenswert oder notwendig sein, die Gleichstromleistung 250 zu erregen und mit einer konstanten sicheren Leistungsquelle erregt zu halten. Infolgedessen ist ein Startrelais 294 vorgesehen, das ein Stromsignal erhält, wenn die Startschaltungen erregt sind. Das Stromsignal veranlaßt das Relais 294 zu schließen und ein Grundsignal zur Relaissteuerung 90 des Ladegeräts über einen Leiter 296 zu senden, und zwar zu dem gleichen Zweck und mit der gleichen Wirkung wie das Grundsignal vom Niederspannungsfühler 66b.
Fig. 5 zeigt auch einen Sperrschalter 298 für das Ladegerät, das ein Sperr-(Grund)-Signal über den Leiter 158 an das Ladegerät sendet. Fig. 5 zeigt ferner eine Fehlerlampe 302 und eine Generator-Fehlerlampe 304. Diese Lampen 302, 304 sind jeweils über Leitungen 306 und 308 an positive Fehlerleitungen angeschlossen. Wenn der Transistor 238 (Fig. 3) des Fehlerindikators einschaltet und ein Grundsignal bewirkt, leuchtet die Fehlerlampe auf. Wenn das Generatorüberwachungsrelais 288 arbeitet, vervollständigt die durch dieses bewirkte Masseverbindung einen Kreis, welcher die Generator-Fehlerlampe aufleuchten läßt. Sowohl die Fehlerlampe als auch die Generatorfehlerlampe sind vorzugsweise im Cockpitbereich des Luftfahrzeuges angeordnet.
Es wird bemerkt, daß das dargestellte Ausführungsbeispiel in bezug auf eine Nickel-Kadmium-Batterie mit 19 Zellen für eine Anwendung im Flug beschrieben worden ist. Es ist aber für einen Fachmann selbstverständlich, daß die Prinzipien der dargestellten und beschriebenen ERfindung auch für einen weiten Bereich von Batterien und verschiedenen Anwendungen anwendbar sind.
Insbesondere die automatische Umschaltung einer Vielzahl von Betriebszuständen macht das Ladegerät für die Verwendung in militärischen Kampfwagen, Tragflügel-Wasserfahrzeugen, in Luftkissenfahrzeugen, Motorbooten sowie schweren Einrichtungen (z.B.
Bulldozern) und dergleichen geeignet. Das erfindungsgemäße Ladegerät kann auch mit Hilfs-Sicherheitsoder Schutzsystemen verwendet werden, um die zugehörigen Batterien in einem optimalen Ladezustand zu halten.
L e e r s e i t e

Claims

P A T E N T A N S P R U C II E .1. Batterie-Ladegerät, qekennzeichnet durch eine eine lösbare Verbindung mit einer äußeren Gleichspannungsquelle herstellende Kontaktvorrichtung (10), durch eine mit der Kontaktvorrichtunq (10) leitend verbundene Schaltvorrichtung (12), durch eine mit der Schaltvorrichtung (12) leitend verbundene Ladeschaltung (14), welche mit einer zu ladenden Batterie (26) in Verbindunq steht, durch einen die Temperatur der Batterie (26) feststellenden Temperaturfühler (60), welcher ein der Temperatur entsprechendes Signal erzeugt, und durch eine Steuerschaltung (I), die mit der Batterie (26) in Verbindung steht und von dieser ein Batterie-Spannungssignal erhält, die ferner mit der Schaltvorrichtung (12) in Verbindung steht und dieser ein Schaltsignal zuführt, die weiter mit der Ladeschaltung (14) verbunden ist und dieser ein Ladesignal zuführt, und die schließlich mit dem Temperaturfühler (60) verbunden ist und von diesem ein temperaturabhängiges Signal erhält, wobei die Steuerschaltung (I) das Batterie-Signal und das der Temperatur entsprechende Signal erhält, um den temperaturberichtigten Ladezustand der Batterie zu bestimmen, wobei ferner die Steuerschaltung (I) das Schaltsignal liefert, welches die Schaltvorrichtung (12) veranlaßt, der Ladeschaltung (14) entsprechend einem vorbestimmten, dem Batterie-Zustand angepaßten Ladeprogramm Leistung zuzuführen, und wobei schließlich die Steuerschaltung (I) der Ladeschaltunq (14) das Ladesignal zuführt, um die Ladeschaltung zu veranlassen, der Batterie (26) Ladestromsignale zuzuführen, die sich entsprechend dem vorbestimmten, dem Ladezustand der Batterie angepaßten Ladeprogramm nach Größe und Form verändern.
2. Batterie-Ladegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung folgende Teile enthält: a) eine Spannungssteueranordnung (40), welche das Batterie-Spannungssignal und das der Temperatur entsprechende Signal aufnimmt und ein dem temperaturberichtigten Ladezustand der Batterie entsprechendes Ausgangssignal liefert, b) eine Lade-Steuerschaltung (42), welche das Ausgangssignal der Spannungssteueranordnung (40) aufnimmt, das Lade-Signal liefert und ein End-Signal aufnimmt, c) eine End-Steuerschaltung (52), welche das Ausgangssignal der Spannungs-Steueranordnunq (40) aufnimmt und an die Lade-Steuerschaltung (42) ein End-Signal liefert, d) eine Schalter-Steuerschaltung (44), welche ein End-Signal von der End-Steuerschaltung (52) und das Ausgangssignal der Spannungs-Steueranordnung (40) aufnimmt und welche das Schaltsignal liefert, wobei das vorbestimmte Ladeprogramm eine Mehrzahl von Lade-Betriebszuständen enthält, die durch die Steuerschaltung (I) entsprechend dem Ladezustand der Batterie selbsttätig ausgewählt werden.
3. Batterie-Ladegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vorbestimmte Ladeprogramm folgende Betriebszustände einschließt: a) einen ersten Betriebszustand, in welchem der temperaturberichtigte Ladezustand der Batterie einen Batterie-Ladezustand einer effektiven vollständigen Entladung wiedergibt, wobei die Schaltersteuerung (44) und die Lade-Steuerung (42) Ladesignale bzw. Schaltsignale erzeugen, welche die Schaltvorrichtung (12) und die Lade-Schaltung (14) veranlassen, der Batterie einen Dauerladestrom zuzuführen; b) einen zweiten Betriebszustand, in welchem der temperaturberichtigte Ladezustand der Batterie einen Batterie-Ladezustand einer wesentlichen Entladung wiedergibt, wobei die Schaltersteuerung (44) ein Schaltsignal erzeugt, welches die Schaltvorrichtung (12) durchschaltet, so daß der Lade-Schaltung (14) die volle Leistung zugeführt wird, und wobei die Lade-Steuerung (42) ein Lade-Signal erzeugt, welches die Lade-Schaltung (14) veranlaßt, der Batterie einen großen Ladestrom zuzuführen, welcher sich in einem vorbestimmten Maße verringert, bis der temperaturberichtigte Ladezustand der Batterie einen niedrigen Ladezustand der Batterie wiedergibt; c) einen dritten Betriebszustand, in welchem der temperaturberichtigte Ladezustand der Batterie einen niedrigen Ladezustand der Batterie wiedergibt, in welchem ferner die Schaltersteuerung (44) ein Schaltsignal erzeugt, das den Schalter (12) durchschaltet und die llauptleistung der Lade-Schaltung (14) zuführt, und in welchem die Lade-Steuerung (42) ein Lade-Signal erzeugt, welches die Lade-Schaltung (14) veranlaßt, der Batterie (26) ein Lade-Signal zuzuführen, das aus einzelnen, voneinander zeitlich getrennten Gleichstromimpulsen besteht, und zwar solange, bis der temperaturberichtigte Ladezustand der Batterie nahezu vollen Ladezustand der Batterie wiedergibt; d) einen vierten Betriebszustand, in welchem der temperaturberichtigte Ladezustand einen nahezu vollen Ladezustand der Batterie wiedergibt, in welchem ferner die Schaltersteuerung (44) ein Signal erzeugt, welches den Schalter (12) durchschaltet, so daß die Hauptleistung der Lade-Schaltung (14) zugeführt wird, und in welchem die End-Steuerung (52) ein End-Signal erzeugt, welches die Lade-Steuerung (42) veranlaßt, ein Lade-Signal zu erzeugen, das wiederum die Lade-Schaltung (14) veranlaßt, ein aus zeitlich voneinander getrennten Gleichstromimpulsen bestehendes Ladesignal zu liefern, in welchem die Gleichstromimpulse während einer vorbestimmten Zeitspanne einen Dauerladungs-Mittelwert haben.
4. Batterie-Ladegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ladeprogramm einen fünften Betriebszustand enthält, in welchem der temperaturberichtigte Ladezustand der Batterie einen vorbestimmten Ladezustand wiedergibt, der niedriger ist als der nahezu vollgeladene Zustand und höher ist als ein niedriger Ladezustand, wobei die Steuerschaltung (I) so arbeitet, daß wiederholt in dem dritten Betriebszustand und dann während einer vorgewählten Zeitspanne in dem vierten Betriebszustand geladen wird.
5. Batterie-Ladegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lade-Steuerung (42) ein Lade-Steuersignal erzeugt, welches die Lade-Schaltung (14) veranlaßt, der Batterie in dem dritten Betriebszustand ein Ladesignal zuzuführen, das aus zeitlich voneinander getrennten Gleichstromimpulsen besteht, deren Frequenz so zunimmt, daß ein konstanter mittlerer Ladestrom aufrechterhalten wird, während der Batterie-Ladezustand zunimmt.
6. Batterie-Ladegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Schutzschaltung (II) vorgesehen ist, welcher Signale zugeführt werden, die Parameter des Ladegerätes und der Batterie wiedergeben, und die mit der Steuerschaltung (I) verbunden ist, daß dieser ein Schutzsignal zugeführt wird, wobei die Schutzschaltung Vorrichtungen (60,62,64) enthält, welche das die Parameter der Batterie und des Ladegerätes wiedergebende Signal aufnehmen und Schutzsignale erzeugen, welche vorgewählte unzulässige Parameter wiedergebende Signale erzeugen, um die Steuerschaltung (I) zu veranlassen, ein Schaltsignal auszusenden, welches die Schaltvorrichtung (12) in den nicht leitenden Zustand bringt.
7. Batterie-Ladegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschaltung (II) einen mit der Kontaktvorrichtung (10) elektrisch leitend verbundenen Spannungsfühler (66) aufweist, welcher die Einganqsspannung feststellt, und daß der Spannungsfühler (66) mit der Schalter-Steuerung (44) in Verbindung steht, um diese Schalter-Steuerung zu veranlassen, ein Schaltsignal zu erzeugen, welches die Ausschaltung des Schalters bewirkt, wenn die Eingangsspannung von einem vorgewählten Wert abweicht.
8. Batterie-Ladegerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschaltung (II) einen Fühler (60) für die Temperatur des Ladegerätes enthält, der mit der Schaltersteuerung (44) in elektrisch leitender Verbindung steht und ein Hochtemperatur-Signal erzeugt, wenn die Temperatur des Ladegerätes einen ersten vorbestimmten Temperaturwert erreicht und oberhalb eines zweiten vorbestimmten Temperaturwertes verbleibt, der unterhalb des ersten vorbestimmten Temperaturwertes liegt, wobei dieses Signal der Schaltersteuerung (44) zugeführt und diese veranlaßt wird, der Schaltvorrichtung (12) ein Schaltsignal zuzuführen, welches die Abschaltung bewirkt.
9. Batterie-Ladegerät nach Aspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschaltung (II) eine Kurzschluß- und Batterie-Wärmemeßschaltung (62) enthält, die mit dem Temperaturfühler (30) leitend verbunden ist und von diesem Signale erhält, und die ferner mit der Schaltersteuerung (44) verbunden ist,wobei die Kurzschluß- und Batterie-Wärmemeßschaltung (62) ein Schutzsignal erzeugt, wenn der Temperaturfühler (30) ein die Temperatur wiedergebendes Signal erzeugt, welches anzeigt, daß die Batterie (26) eine vorbestimmte Temperatur erreicht hat, und wenn der Temperaturfühler (30) ein Signal liefert, welches anzeigt, daß der Temperaturfühler elektrisch kurzgeschlossen ist und ein Schutzsignal zur Schalter-Steuerung (44) liefert, um ein Schaltsignal zu erzeugen, welches eine Abschaltung der Schaltvorrichtung (12) bewirkt.
10. Batterie-Ladegerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschaltung (II) einen mit der Batterie (26) leitend verbundenen Zellenkurzschluß-Detektor (64) enthält, welcher ein eine Zellenkurzschlußbedingung wiedergebendes Signal erhält und elektrisch leitend mit der Schaltersteuerung (44) verbunden ist und der ein Schutzsignal erzeugt, wenn ein eine Zellenkurzschluß-Bedingung wiedergebendes Signal erhalten wird, und der ferner dieses Schutzsignal der Schaltersteuerung zuführt, um diese zu veranlassen, ein Schaltsignal an die Schaltvorrichtung (12) zu senden, welches die Schaltvorrichtung nichtleitend macht.
11. Batterie-Ladegerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschaltung (II) eine Fehler-Anzeigeschaltung (84) enthält, die mit folgenden Elementen leitend verbunden ist: a) mit dem Spannungsfühler (66) , um ein eine Uberspannung der Eingangsleistung wiedergebendes Uberspannungssignal zu erhalten; b) mit dem Ladegerät-Temperaturfühler (60), um das die hohe Temperatur des Ladegerätes anzeigende Signal zu erhalten; c) mit dem Kurzschluß fühler und dem Detektor für eine heiße Batterie (62), um dessen Schutz-Ausgangssignal zu erhalten; wobei die Fehler-Anzeigeschaltung (84) ein Fehlersignal erzeugt und es bei Erhalt eines Eingangssignals einer äußeren Anzeigevorrichtung zuführt.
12. Batterie-Ladegerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (I) die in Anspruch 2 angegebenen Elemente enthält.
13. Batterie-Ladegerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgewählte Ladeprogramm die in Anspruch 3 angegebenen Betriebsarten enthält.
14. Batterie-Ladegerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Ladeprogramm einen fünften Betriebszustand enthält, in welchem der temperaturberichtigte Ladezustand der Batterie einen vorbestimmten Ladezustand wiedergibt, der niedriger ist als der nahezu vollgeladene Zustand und höher ist als ein niedriger Ladezustand, wobei die Steuerschaltung (I) so arbeitet, daß in dem dritten Betriebs zustand und dann während einer vorgewählten Zeitspanne in dem vierten Betriebszustand geladen wird.
15. Batterie-Ladegerät nach Anspruch 14 mit den in Anspruch 5 enthaltenen Merkmalen.
16. Batterie-Ladegerät nach Anspruch 15, dadurch gckennzeichtlet, daß die Steuerschaltung (I) eine Relais-Steuerschaltung (90) enthält, die mit folgenden Elementen leitend verbunden ist: a) mit der Schutzschaltung (II), um von dieser ein Einqanc1sleistungs-Niederspannungssignal zu erhaltene b) mit der Schaltersteuerung (44), um dieser ein Relais-Signal zuzuführen; c) mit äußeren Eingängen, um von diesen ArbeitssicTnale zu erhalten, und d) mit äußeren Relais, um diesen Arbeitssignale zuzuführen, wobei die Relais-Steuerschaltung (90) Signale erzeugt, welche außerhalb des Ladegerätes vorgesehene Relais betätigt, und ferner Relais-Signale erzeugt, welche die Schaltvorrichtung (12) in Abhängigkeit von vorbestimmten Relais-Arbeitshedinclunclen nichtleitend macht.
17. Batterie-Ladegerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Lade-Steuerschaltung (42) mit einem äußeren Signalgenerator (298) verbunden ist, welcher dieser ein von Stand erzeugtes Sperrsignal zuführt, welches die Arbeit der Lade-Steuerschaltung (42) beendet.
18. Batterie-Ladeqerät nach Anspruch 3 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung des GErätes in Verbindung mit einem eine Batterie hoher Leistung enthaltenden Fahrzeug das Ladegerät einen weiteren ersten Betriebszustand enthält, in welchem die Schaltvorrichtung (12) und die Lade-Schaltung (14) der Batterie (26) einen konstanten Dauerladestrom zuführen, wenn die Batterie sich in oder unter einem Zustand totaler Entladung befindet.
19. Batterie-Ladegerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung in Verbindung mit einem eine Batterie hoher Leistung enthaltenden Fahrzeug die äußeren Eingänge der Relaissteuerung ein Signal einschließen, welches einen Fehler der äußeren Quelle anzeigt, und ferner ein Signal, welches den Start der Antriebsmaschine anzeigt, und daß die Fehlerschaltung eine Vorrichtung enthält, welche eine äußere Anzeigelampe aufleuchten läßt, die für das Bedienungspersonal des Fahrzeuges sichtbar ist.