DE2753514C2

DE2753514C2 - Steuerschaltung für eine Batterieladegerät

Info

Publication number: DE2753514C2
Application number: DE2753514A
Authority: DE
Inventors: Ward Martin Sierra Madre Calif. Calaway
Original assignee: LESTER ELECTRICAL OF NEBRASKA Inc LINCOLN NEBR US
Current assignee: LESTER ELECTRICAL OF NEBRASKA Inc LINCOLN NEBR US
Priority date: 1976-12-09
Filing date: 1977-12-01
Publication date: 1982-07-01
Also published as: GB1589030A; FR2373906A1; US4097792A; JPS5372140A; DE2753514A1; FR2373906B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für ein Batterieladegerät gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Eine derartige Steuerschaltung ist bereits aus der US-PS 38 86 472 bekannt, die während langer Lagerungszeiten periodisch Aufladevorgänge auslöst. Hierzu werden 10 Hz Taktimpulse an einen ersten Zähler gelegt, der zur Messung der Batteriespannung dienj. Seine Ausgaben werden an einen zweiten Zähler gelegt, der die Anderungsgeschwindigkeit der Batteriespannung solange mißt, bis ein vorgegebener Zählerstand in etwa 2'Λ Tagen erreicht wird. Die Ausgangssignale des zweiten Zählers dienen dabei zur Auslösung der Aufladezyklen. Ein Nachteil der bekannten Steuerschaltung besteht jedoch darin, daß sich während der Winterzeit im Freien gelagerte und dort auch aufzuladende Batterien nicht in einem erwünscht hohen Ladezustand halten lassen, der eine Beschädigung der Batterie verhindern würde.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Steuerschaltung für ein Batterieladegerät zu schaffen, die mittels einer Winterschaltung eine Erwärmung der Batterie bezweckt und einen geringen Schaltungsaufwand zur Einrichtung unterschiedlich langer Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden Ladevorgängen aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale.

Dadurch wird erreicht, daß die Arbeitsweise der Steuerschaltung mit Hilfe eines einfachen Wahlschalters zwischen Sommerbetrieb und Winterbetrieb umschaltbar ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt eine Steuerschaltung 10 für ein Batterieladegerät 12, das an eine Batterie 14 angeschlossen ist. Mit Hilfe der Steuerschaltung 10 ist die Batteriespannung meßbar und bei voll aufgeladener Batterie 14 das Batterieladegerät 12 abschaltbar. Die Steuerschaltung 10 umfaßt außerdem eine Sommer/ Winter-Schaltung 16, mit deren Hilfe im Winter automatisch alle 2'/2 Stunden ein Ladevorgang zur Erwärmung der Batterie sowie zur Aufrechurhaltung

to ihres Ladezustandes auslösbar ist.

Das Batterieladegerät 12 und die zugehörige Steuerschaltung 10 dienen vorzugsweise zur Aufladung von batteriegetriebenen Fahrzeugen, beispielsweise Golfwagen. Derartige Batterieladegeräte und Steuerschaltungen sind in der US-PS 37 94 905 und 38 86 427 beschrieben. Obgleich das Batterieladegerät 12 und die Steuerschaltung 10 im wesentlichen zur Aufladung von batteriebetriebenen Fahrzeugen verwendet werden, sind sie auch für andere Arten von Batterien oder Akkumulatoren verwendbar.

Zur Steuerung des Batterieladegerätes 12, im folgenden kurz Ladegerät genannt, umfaßt die Steuerschaltung 10 einen Meßzähler 60, einen Multivibrator 62, einen Digital/Analog-Wandler 58, einen Komparator 55, einen Zeitzähler 73 und eine Ladegerät-Schalteinheit 22. Der Zeitzähler 73 wird im folgenden lediglich als »Zähler 73« bezeichnet.

Der Meßzähler 60, der Digital/Analog-Wandler 58, der Multivibrator 62 und der Komparator 55 messen die Spannung der Batterie 14 und liefern digitale Information über die Veränderung der Batteriespannungswerte von einem Bezugsspannungswert auf einen anderen, welche an den Zähler 73 übertragen werden. Der Zähler 73 ist an die Ladegerät-Schalteinheit 22 angeschlossen und liefert an diese Signale, um ein weiteres Aufladen der voll aufgeladenen Batterie zu verhindern. Der Volladezustand der Batterie 14 wird dadurch angezeigt, daß die Zeit, welche für die Spannungserhöhung von einem Bezugsspannungswert auf einen nächsten erforderlich ist, größer als eine bestimmte 3ezugszeit ist.

Die Steuerschaltung 10 umfaßt ferner eine Schaltung gemäß US-PS 37 94 905 und 38 86 427 für die Aufnahme von Signalen, die aus irgendeinem der Anschlüsse des Meßzählers 60 stammen. Angesteuert durch diese Signale erzeugt eine interne Logik Ausgabebefehle sowohl für den Zähler 73 als auch für die Ladegerät-Schalteinheit 22 zur Durchführung verschiedener Funktionen, nämlich beispielsweise

1. zur Abschaltung des Batterieladegeräts 12 beim Ansteigen der Batteriespannung über eine vorgegebene Maximalspannung;

2. zur Auswahl einer Zeitbasis für die Feststellung einer geringen Spannungsänderungsgeschwindigkeit;

5> 3. zur Schaffung eines Bereitschaftsschutzes für lange Abschaltzeiten; und

4. zur Dekodierung der Ausgabe des Zählers 73 zu bestimmten Zeiten, in denen die kodierte Ausgabe nicht in der damit anzusteuernden Schaltung verwendbar ist.

Zum An- und Abschalten des Ladegeräts 12 weist die Schalteinheit 22 Schalter auf, die durch über eine Leitung 30 vom Zähler 73 und über eine Leitung 35 vom NAND-Glied 74 aufgenommene Signale angesteuert werden, wobei die Steuerung des Ladegeräts durch die zur Schalteinheit 22 führende Leitung 36 angedeutet ist. Die Schalteinheit 22 ist ferner über eine Leitung 38 mit der Spannung der Batterie 14 beaufschlagt, die

einerseits als Bezugsspannung und andererseits als Spannungsquelle für verschiedene in der Schalteinheit 22 durchzuführende Schaltvorgänge dient.

Obgleich in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Steuerschaltung 10 die Spannung der Batterie 14 mißt und das Ladegerät 12 in Abhängigkeit von der gemessenen Spannung steuert, ist auch eine Steuerschaltung für ein Batterieladegerät herstellbar, weiche sich statt der [,adespannungsmessung der Ladestrommessung bedient. Die hierzu erforderlichen Schaltungs-Veränderungen sind für den Fachmann leicht durchführbar.

Der Zähler 73 weist einen mit einer Leitung 27 verbundenen Rückstellehigang, einen an die Leitung 75 angeschlossenen Zähleingang, einen an die Leitung 33 angeschlossenen Startausgang zum Beginn eines Ladezyklus und einen an die Leitung 30 angeschlossenen Abschaiiausgang für das Batterieladegerät auf.

Wenn der Zähler 73 während eines Ladevorganges zählt, werden Taktimpulse über die Leitung 75 an seinen Zähleingang gelegt, wodurch etwa 40 Minuten nach einem Zählbeginn ein Signal auf der I situng 30 erscheint, sofern nicht ein positiver Rückstellimpuls auf der Leitung 27 auftritt. Die Taktimpulse haben vorzugsweise eine Frequenz von 1,72Hz, was 4096 Impulse in etwa 40 Min. ergibt; es sind jedoch auch andere Frequenzen möglich. Hierdurch mißt der Zähler 73 die Zeit zwischen Rückstellimpulsen und damit die zur Steigerung der Batteriespannung um einen Bezugsspannungswert erforderliche Zeit und liefert ein Abschaltsignal an das Ladegerät, wenn diese Zeit so lang geworden ist, daß sie einen unterhalb eines vorgegebenen Wertes liegenden Aufladevorgang anzeigt. Ein zweiter Abschaltausgang dient zur Beendigung eines Aufladevorganges in kürzerer Zeit, beispielsweise 5 Minuten nach dem Beginn eines Aufladevorganges, wie dies beispielsweise für zu Beginn des Ladevorgangs nur gering entladene Batterien gemäß den erwähnten US-Patentschriften zweckmäßig ist.

Zur Erzeugung von Rückstellimpulsen beim Überschreiten eines letzten Bezugsspannungswertes durch die Batteriespannung ist der als Komparator geschaltete Operationsverstärker 55 mit einem Eingang 61 über eine Leitung 24 an die Batterie 14 und mit seinem anderen Eingang 63 über eine Leitung 64 an den Ausgang des Digital/Analog-Wand.'srs 58 angeschlossen.

Die Bezugsspannungswerte sind diskrete Spannungsamplituden, die einen vorgegebenen Abstand im Sinne vorgegebener Spannun^serhöhungsschritte einhalten. Der jeweilige Bezugsspannungswert entspricht dabei der jeweilig letzten Batteriespannung, und zwar in einzelnen Spannungsschritten ausgedrückt. Beispielsweise sind für eine 36-Volt-Batterie Spannungsschritte von 0,012VoIt gewählt, so daß etwa 1024 diskrete Bezugsspannungswerte mit einem Abstand von 0,012VoIt vorliegen, die einen Spannungsbereich von 36 V bis 48,288 V überdecken. Es sind jedoch auch andere Bezugsspannungswert-Abstände denkbar.

Zur Erzeugung der Bezugsspannungswerte weist der Meßzähler 60 eine Anzahl von Ausgangsklemmen, z, B. 72/4 bis 72/ auf, von denen einige mit verschiedenen Eingängen des Digital/Analog-Wandlers 58 in der Weise verbunden sind, daß vom Digital/Analog-Wandler 58 eine dem Zählerstand des Meßzählers 60 entsprechende Spannung an den Eingang 63 des Komparators 55 gelegt w'rd.

Erhöht sich der Zählerstand im Meßzähler 60 beim Ansteigen der Batteriespannung auf der Leitung 24 über den letzten auf der Leitung 64 auftretenden Wert, dann wird der Multivibrator 62 über die Leitung 66 angesteuert. Dabei erzeugt der Multivibrator 62 Impulse, die über die Leitung 68 in den Meßzähler 60 gelangen und seinen Zählerstand erhöhen. Erhöht sich der Zählerstand im Meßzähler 60, dann treten neue Bezugsspannungswerte am Ausgang des Digital/Analog-Wandlers 58 solange auf, bis die Spannung am Eingang 63 gleich oder größer als die Spannung am Eingang 61 des Komparators 55 ist und dieser den Multivibrator 62 durch ein abfallendes Signal anhält

Die Ausgänge 72A bis 72/des Meßzählers 60 liefern den jeweils nächsthöheren Bezugsspannungswert anzeigende Signale beim Durchlaufen eines Ladevorganges. Diese Signale geben somit die Ladespannung an, die u. a. zur Steuerung der internen Lcgik des Ladegeräts und der Steuerschaltung verwendbar ist.

Eine wesentliche, steuerbare logische Funktion stellt das Auslösen eines Ladevorgang.? dar, nachdem die Batterie 14. das Ladegerät 12 und ei« Steuerschaltung 10 beispielsweise während des Stillstands von batteriegetriebenen Fahrzeugen etwa 2V2 Tage lang abgeschaltet waren. Andere ähnliche Funktionen sind in den erwähnten US-Patentschriften angeführt.

Zum Anlegen einer dem letzten vom Meßzähler 60 gelieferten Bezugsspannungswert entsprechenden Spannung an den positiven Eingang des Komparators oder Operationsverstärkers 55 weist der Digital/Analog-Wandler 58 eine Anzahl von Eingangsklemmen auf, die alle jeweils mit verschiedenen Ausgängen des Meßzählers 60 verbunden sind. Der Digital/Analog-Wandler 58 wandelt die vom Meßzähler 60 empfangenen digitalen Signale in entsprechende Spannungswerte um und legt den jew. eils erhaltenen Spannungswert über die Leitung 64 an den negativen Eingang des Operationsverstärkers 55. Der Digital/Analog-Wandler 58 ist vorzugsweise eine Widerstandsleiter. Es sind aber auch andere Digital/Analog-Wandler verwendbar.

Zum Anlegen einer 1,72 Hz Zählimpulsfolge an den Zähler 73 ist ein als Zeitgeber arbeitender, gegateter Multivibrator 29 mit einem Eingang über eine Leitung 28Can den Ausgang 72£des Meßzählers 60 und über eine Leitung 121 mit einem anderen Eingang an das Ladegerät 12 angeschlossen, wobei die Leitung 121 immer dann aktiviert ist, wenn das Ladegerät 12 zum Anlegen einer Spannung an die Batterie 14 angeschaltet ist. Der Ausgang 72E des Meßzählers 60 liefert dann eine Spannung auf der Leitung 28C, wenn die Batteriespannung für eine 36-V-Batterie 39,7 Voll erreicht hat. Der gegatete Multivibrator 29 wird in Abhängigkeit von den Spannungen auf den Leitungen 121 und 28C₁ die die Aktivierung des Ladegerätes 12 und tine über 39,7 Volt liegende Batteriespannung anzeigen, aktiviert und liefert 1,72 Hz-Impulse über die Leitung 32, über das ODEk-Glied 77 und die Leitung 75 an den Zähler 73.

Zur Aufrechterhaltung des Ladezustandes von Batterien, die auch in im Winter im Freien befindliche Fahrzeuge eingesetzt sind, sowie zur Verhinderung einer vollständigen Entladung von lange Zeit in der Kälte aufbewahrten Batterien lösen der Meßzähler 60 und der Zähler 73 nach vorgegebenen Abschaltzeiten in Zusammenarbeit neue Ladevorgänge aus. Für im Winter im Freien hefind.'iche Fahrzeuge bestimmte Batterien ist vorzugsweise eine Schaltung vorgesehen, die nach der Beendigung eines Aufladevorganges ein Zeitintervall von 2'ATaeen mißt, um danach die

Schalteinheit 22 für einen neuen Aufladevorgang zu aktivieren. Das gleiche gilt für im Winter im Freien gebrauchte und geladene, also nicht lediglich aufbewahrte Batterien, bei denen ebenfalls alle 2'/2Tage mit Hilfe der Sommer/Winter-Schaltung 16 Ladevorgänge ausgelöst werden.

Während der Zeitmessung vor dem Beginn eines Aufladevorganges ist der gegatete Multivibrator 29 inaktiv, da über die Leitung 121 kein Spannungswert vom Ladegerät 12 aufgenommen wird. Obgleich die Batteriespannung dabei höher als 39,7 Volt ist. wird die mittels des Multivibrators 29 erfolgende Erzeugung von Impulsen verhindert.

Zum Zusammenwirken des Meßzählers 60 und des Zählers 73 enthält die Sommer/Winter-Schaltung 16 der I.adegerät-Steuerschaltung 10 einen dreipoligen Sommer/Winter-Schalter 31, einen einpoligen Ein/Aus Schalter 25 und einen Temperaturschalter 37. Der dreipolige Sommer/Winter-Schalter 31 ist mit einem ersten feststehenden Kontakt über die Leitung 28/} an den Ausgang 72/ des Meßzählers 60 angeschlossen, während ein zweiter feststehender Kontakt über die Leitung 28/: mit dem Ausgang 72Cdes Meßzählers 60 verbunden ist. Der feststehende Pol des schwenkbaren Schaltkontakts ist über eine Leitung 39 mit einem Eingang des ODER-Glieds 77 verbunden.

In einer anderen Ausführung der Erfindung wird anstelle der Sommer/Winter-Schalter 16, 25 und 37 ein einziger Sommer/Winter-Schalter mit einem internen elektronischen Schalter verwendet. In der Winterstellung aktiviert der Sommer/Winter-Schalter ein Reed-Relais, das die Leitung 28/Γ mit dem Eingang des ODER-Glieds 77 verbindet oder in der Sommerstellung das Reed-Relais abschaltet, wodurch die Leitung 28/f vom Eingang des ODER-Glieds 77 getrennt wird.

Der schwenkbare .Schaltkontakt des Schalters 31 ist an die Leitung 39 angeschlossen und steht damit in Verbindung mit:

1. dem an den Ausgang 72/des Meßzählers 60 über die Leitung 28D angeschlossenen feststehenden Kontakt zur Messung einer Vh Tage-Periode für ein automatisches Auslösen eines Ladevorgangs während der Lagerung:

2. dem über die Leitung 28/f an den Ausgang 72C angeschlossenen feststehenden Kontakt zur Messung einer 2V? Stunden-Periode vor dem Beginn eines neuen Aufladevorgangs zur Wartung der Batterie im Winter; und

3. dem offenen Kontakt zum Abschalten der Winterladevorgänge und der nicht temperaturgesteuerten Wartungsladevorgänge.

Es wird darauf hingewiesen, daß auch andere Zeitintervalle als 2V2 Tage bzw. 2V2 Stunden möglich sind.

Anstelle des Handschalters 31 können der Temperaturschalter 37 und der einpolige Ein/Aus-Schalter 25 die Leitungen 28£und 39 verbinden. Als Temperaturschalter 37 ist beispielsweise ein Bimetallschalter geeignet, der bei 4⁵C einen Wartungsladevorgang auslöst Ein derartiger Schalter greift nicht in die vom Meßzähler und Digital/Analog-Wandler bewirkte Steuerung der Schaltung, da er lediglich einen einzigen Impuls für jeden Aufladevorgang an den Zähler 73 legt. Dies ist ein sehr kleiner Prozentsatz im Verhältnis zur Gesamtanzahl der während eines Ladevorganges angelegten Impulse. Der Temperaturschalter 37 wird zur Winterwartung entweder anstelle oder in Verbindung mit dem Sommer/Winter-Schalter 3! verwendet. Eine Klemme des Temperaturschalters 37 ist mit der Leitung 28/f beaufschlagt, während eine andere Klemme am feststehenden Kontakt des Ein/Aus-Schalters 25 hängt. Der schwenkbare Schaltkontakt des Schalters 25 ist mit der Leitung 39 verbunden, so daß bei geschlossenem Ein/Aus-Schalter 25 durch den Temperaturschalter 37 alle 272 Stunden ein Ladevtirgang ausgelöst wird. Dies erfolgt während der Winterlagerung der Batterie.

Die Winterwartung ist für Batterien vorgesehen, die eine maximale Kapazität erfordern und innerhalb weniger Stunden oder Tage aufgeladen werden müssen. Zum periodischen Starten eines Aufladevorganges während der Wartung, vorzugsweise alle 2V₂ Stunden /ur Aufrechterhaliung des Ladezustandes der Batterie, liefert ein Ausgangssignal von einer Klemme des

υ Meßzählers 60 einen Impuls über den dreipoligen Schalter 31 oder den Temperaturschalter 37 und den Ein/Aus-Schalter 25 über das ODER-Glied 77 und die Leitung 75 an den Zähler 73. so daß dessen Zählerstand jeweils um I erhöht wird, wenn der Meßzähler 60

Zählerstand aufwärts gezählt hat. der dem den Impuls an die Schalter 31 oder 37 liefernden Ausgang entspricht. Zu Beginn jedes Aufladevorganges wird der Meßzähler 60 durch eine Rückstellschaltung 89 gemäß

■?i USPS 38 86 427 zurückgestellt.

Zur Auslösung von Aufladevorgängen in jeweils 2'/2Tagesabständen zählt der Meßzähler 60 bis zum Ausgang 72/ hoch, wenn der dreipolige Schalter 31 mit der L'.'ung 28D verbunden ist. Anschließend wird der

jn Meßzähler 60 zur Auslösung eines neuen Zählvorganges zurückgestellt und ein Impuls über die Leitung 28D. den dreipoligen Schalter 31, die Leitung 39, das ODER-Glied 77 und die Leitung 75 an den Zähler 73 gelegt.

Ji Bei beiden Zählvorgängen werden die Impulse in gleicher Weise wie während eines Ladevorganges an den Zähler 73 geführt, die Frequenz ist jedoch wesentlich geringer, da die Impulse jeweils nur einmal während jedes Zählzyklus des Meßzählers 60 entweder am Ausgang 72Codcr am Ausgang 72£auftreten. Wenn der Zähler 73 an seinem Ausgang einen Zählerstand von 512 aufweist, dann erscheint ein Impuls auf einer zu einem NAND-Glied 74 führenden Leitung 33, wodurch ein Impuls auf einer Leitung 35 zur Schalteinheit 22

Ji geliefert und ein Aufladevorgang ausgelöst wird. Die Zählfrequenz des Zählers 73 während des Zählens zum Impuls 512 ist 32mal höher, wenn der dreipolige Schalter 31 statt mit der Leitung 28D für den 2'Λ Tageszyklus mit der Leitung 28/f für den kurzen

in 2'/₂ Stundenzyklus verbunden ist.

Zur periodischen Auslösung von Aufladezyklen bei über lange Zeiträume in der Kälte gelagerten Br >erien oder bei der im Freien erfolgenden Aufladung der Batterien während der Winterzeit stellen Rücksteli-

ϊϊ schaltungen den Meßzähler 60 und den Zähler 73 am Ende jedes Aufladevorganges zurück. Der in der Zeichnung dargestellte und Impulse an den Meßzähler 60 legende Multivibrator 62 bleibt aktiviert und liefert Impulse nach einem Aufladevorgang an den Meßzähler

'■1 60, wobei der Meßzähler 60 und der Zähler 73 derart zusammengeschaltet sind, daß immer dann ein Zählimpuls an den Zähler 73 gelegt wird, wenn der Meßzähler 60 bis zu der vom Sommer/Winter-Schalter 31 gewählten Stellung gezählt hat Bei Erreichen eines

<■-, vorgegebenen Zählerstandes im Zähler 73 gibt dieser eine Ausgangsspannung an die Schalteinheit 22 zur Auslösung eines Aufladevorganges ab. Zur Rückstellung des Meßzählers 60 am Ende eines normalen Ladezvklus

dient eine MeBzähler-Rückstellschaltung 89.

Das Ladegerät 12 wird vor dem Anklemmen der Batterie 14 eingeschaltet, wobei die zur Batterie 14 führenden Anschlüsse außerdem die notwendigen Leitungen zi,m Anschluß der Steuerschaltung 10 an die > Batterie 14 umfassen.

Während des Ladens der Batterie 14 wird deren Batteriespannung gemessen, und beim Erreichen eines r^-erhalb eines sich langsam ändernden Spannungsbereiohs liegenden Spannungswertes fängt der Zähler 73 an diese Spannungsänderungsgeschwindigkeit zu messen, bis bei vollgeladener Batterie die Aufladegeschwindigkeit unter einen vorgegebenen minimalen Änderungswert abfällt, bei dem der Ladevorgang beendet wird. ι·

Zur Messung der Batteriespannung zählt der Meßzähler 60 bis zu einem Wert aufwärts, der der Batteriespannung entspricht, und folgt hierauf diesem Spannungswert in stufenweisen Erhöhungsschritten. u;r>b<M immer dann ein Allsgangssignal auf die Ausgabeleitung 26 gelegt wird, wenn die Batteriespannung über den zuletzt vom Meßzähler 60 gebildeten Bezugsspannungswert ansteigt.

Um den Meßzähler 60 gerade bis über den über der Batteriespannung liegenden Bezugsspannungswert zäh- 2ί len zu lassen, wird die Batteriespannung an den nicht invertierenden Eingang 61 des Operationsverstärkers oder !Comparators 55 gelegt, in dem sie mit einer Ausgangsspannung vom Digital/Analog-Wandler 58 verglichen wird. Die Ausgangsspannung des Digital/ Analog-Wandlers 58 wird über die Leitung 64 an den ivertierenden Eingang 63 geführt.

Zu Beginn eines Ladevorganges liefert der Digital/ Analog-Wandler 58 eine niedere Spannung, so daß der Komparator 55 eine positive Ausgangsspannung an den Multivibrator 62 liefert, der seinerseits eine Folge von Taktimpulsen über die Leitung 68 an die Eingangsklemme des Meßzählers 60 legt. Diese Taktimpulse lassen den Meßzähler 60 aufwärts zählen.

Zur Aufnahme einer analogen Spannung am invertierenden Eingang 63 des !Comparators 55 nimmt der Digital/Analog-Wandler 58 den digitalen Zählerstand des Meßzählers 60 auf und wandelt ihn in einen äquivalenten Analogwert um. Auf diese Weise vergleicht der Komparator 55 kontinuierlich die Batteriespannung mit dem den letzten Bezugsspannungswert darstellenden analogen Spannungswert vom Meßzähler 60, wobei die Batteriespannung über die Leitung 24 und die Bezugsspannung über die Leitung 64 an den Komparator 55 geführt sind.

Zu Beginn eines Ladevorgangs befindet sich der Zähler 73 in zurückgestelltem Zustand. Dabei erscheinen keine Zählimpulse über die Leitung 32 am Eingang des Zählers 73. Dadurch wird ein Zählbeginn im Zähler 73 verhindert, solange die Spannung am Komparator 55 von der Batterie 14 langsamer ansteigt als der Beginn eines Ladevorgangs; dies verhindert somit ein zu frühes Abschalten des Ladevorgangs.

Oberschreitet die Batteriespannung einen vorgegebenen Bezugsspannungswert, der vorzugsweise 39,7 Volt für 36-Volt-Batterien ist, dann aktiviert der Meßzähler 60 seinen Ausgang 72£und legt eine Ausgangsspannung über die Leitung 28Can den gegateten Multivibrator 29. Der Multivibrator 29 liefert seinerseits 1,72 Hz-Impulse über die Leitung 32, das ODER-Glied 77 und die Leitung 75 an den Eingang des Zählers 73, wodurch dieser aufwärts zählt, immer wenn die Batteriespannung einen vom Meßzähler 60 vorgegebenen Bezugsspannungswert um einen vorgegebenen Betrag überschreitet, erscheint ein positiver Rückstellimpuls über die Leitung 27 am Rückstelleingang des Zeitzählers 73, wodurch dieser zurückgestellt wird.

Der Zähler 73 liefert ein Signal auf der Leitung 30. und zwar in einer bevorzugten Ausführung 40 Minuten nach dem letzten Rückstellimpuls, also wenn ein Zählerstand von 4096 erreicht ist. Dieses Signal gelangt in die Batterieladegerät-Schalteinheit 22 und veranlaßt die Schalteinheit 22, das Ladegerät 12 abzuschalten.

Bei abgeschaltetem Ladegerät 12 werden der Meßzähler 60 und der Zeitzähler 73 durch ihre zugehörigen Rückstellschaltungen 89 bzw. 85 zurückgestellt. Zum Zurückstellen des Meßzählers 60 erzeugt die Rückstellschaltung 89 einen positiven Rückstellimpuls. Zur Zurückstellung des Zählers 73 fragt die Rückstellschaltung 85 an den Rückstelleingang des Meßzählers 60 gelegten Rückstellimpulse ab und legt einen entsprechenden positiven Impuls an den Rückstell· eingang des Zählers 73.

Wird kein neuer Aufladevorgang von Hand gestartet und steht der Sommer/Winter-Schalter 31 in der gezeigten Stellung, bei der die Leitungen 39 und 28D verbunden sind, dann bleiben das Ladegerät und die Batterie für längere Zeit miteinander verbunden und es wird ein neuer Aufladevorgang automatisch etwa alle 2V2 Tage ausgelöst. Dadurch wird eine beispielsweise in einem Golfwagen untergebrachte Batterie mit Hilfe des erfindungsgemäßen Ladegeräts periodisch geladen und zur Verhinderung von Sulfatbildung ausreichend gewartet.

Wenn kein neuer Aufladevorgang von Hand gestartet wird, während der Sommer/Winter-Schalter 31 oder der Temperaturschalter 37 und der Ein/Aus-Schalter 25 die Leitung 28Cmit der Leitung 39 verbinden und das Ladegerät und die Batterie aneinanderhängen, dann wird ein neuer Aufladevorgang etwa alle 2'/? Stunden automatisch ausgelöst. Für eine in einem Fahrzeug auch während der Winterzeit im Freien geladene Batterie werden mit Hilfe des erfindungsgemäßen Ladegeräts periodische Aufladevorgänge ausgelöst, die die Batterie trotz der kurzen Abschaltperioden in bestem Ladezustand halten.

Zur Abstimmung der 2V₂ Tage oder der 2V₂ Stunden vor der Aktivierung des Ladegeräts 12 liegt der Multivibrator 62 über die Leitung 66 am Ausgang der Rückstellschaltung 85, die immer dann eine Aktivierungsspannung an den Multivibrator 62 liefert, wenn die Batteriespannung höher als die Ausgabe des Digital/ Analog-Wandlers 58 ist, oder wenn der Komparator 55 deaktiviert ist. Da der Komparator 55 immer bei abgeschaltetem Ladegerät 12 deaktiviert ist. liefert der Multivibrator 12 Impulse mit einer Frequenz von 10 Hz während dieser Zeit über die Leitung 68 an den Meßzähler 60.

Der Ausgang 72/des Meßzählers 60 wird immer dann aktiviert, wenn der Multivibrator 62 vom Meßzähler 60 zu zählende 4096 Impulse liefert, während der Ausgang 72C immer dann aktiviert wird, wenn der Multivibrator 62 vom Meßzähler 60 zu zählende 128 Impulse liefert Wird einer der beiden Ausgänge 72/oder 72C aktiviert, dann erscheint ein Impuls auf der Leitung 39 über das NOR-Glied 77 und die Leitung 75 am Zähleingang des Zeitzählers 73 und läßt dessen Zählerstand immer dann um 1 erhöhen, wenn der Multivibrator 62 entweder 4096 oder 128 Impulse an den Meßzähler 60 gelegt haL

Zählt der Zähler 73 bis zu seiner Ausgangsklemme, also 512 Zählschritte von seinem niedersten Zähler-

stand, — dies entspricht 2 097 152 Zählschritte zwischen Null und Ausgang 72/oder 65 536 Zählschritte zwischen Null und Ausgang 72Cdes Meßzählers —, dann liefert der Zähler 73 einen positiven Impuls an das NAND-Glied 74, das gleichzeitig einen Impuls von der

Meßzähler-Rückstellschaltung 89 aufnimmt. Dies führt zu einem negativ«.·. Impuls am Ausgang des NAND-Glieds 74, der an den Eingang der Schalteinheit 22. Dadurch wird dss Ladegerät 12 für einen neuen l.adevorgang angeschaltet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuerschaltung für ein Batterieladegerät mit einem Analog/Digitalwandler zur Erzeugung einer Vielzahl von digitalen Ladezustandssignalen der Batterie aus der Messung der Batteriespannung, mit einem in der Ladephase von einem ersten Multivibrator getriebenen Zeitzähler, der die zwischen bestimmten Ladezustandssignalen verstrichene Zeit mißt und einen Schalter steuert, der den Ladestrom unterbricht, wenn die gemessene Zeitspanne einen vorgegebenen Maximalwert überschreitet, und wobei der Analog/Digitalwandler einen von einem zweiten Multivibrator getriebenen Meßzähler aufweist, der zwischen den Ladephasen als Frequenzteiler zwischen den ihn treibenden zweiten Multivibrator und den Zeitzähler geschaltet ist, gekennzeichnet durch einen Wahlschalter (16) mit mindestens einer ersten und einer zweiten Schaltstellung, wobei in der ersten Schaltstellung ein Stellenwert fjoher Anschluß (72/^des Meßzählers (60) an den Eingang des Zeitzählers (73) angeschlossen ist, und wobei in der zweiten Stellung ein stellenwertniederer Anschluß (72Qdes Meßzählers (60) an den Eingang des Zeitzählers (73) angeschlossen ist.

2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durrh einen temperaturabhängigen Schalter (37), der den stellenwertniederen Anschluß (72Q des Meßzählers (60) über einen Handschalter (25) mit dem Zeitzähler (73) verbindet.