DE2852625A1 - secondary batteries ratings test appts. - uses discharging resistors as regulating elements and has control unit connected to discharge current circuit - Google Patents

secondary batteries ratings test appts. - uses discharging resistors as regulating elements and has control unit connected to discharge current circuit

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Abstract

To determine storage battery rating, and more partic. the ratings of several batteries being tested simultaneously, under conditions of constant discharge power and constant discharge current, without incurring high labour costs and time, several regulating units are provided for selective switching into the battery discharge current circuit. The regulating units are designed, e.g., as discharging resistors arranged in parallel, in dual-staggered array. A control unit is connected, via the measurement leads to the discharge current circuit, as well as via the control leads to the regulating unit(s), to measure process and, as required indicate the drive factors as well as to adjust the required resistance value in relation to the qualities being measured.

Description

B e s c h r e i b u n g Vorrichtung zur Prüfung von Akkumulatoren Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Prüfung von Akkumulatoren mit wenigstens einem an die Pole des Akkumulators anschließbaren Entladewiderstand. D e c h r e i n g Device for testing accumulators The invention relates to a device for testing accumulators with at least a discharge resistor that can be connected to the poles of the accumulator.

Eine wichtige Kenngröße von Akkumulatoren ist die Kapazität.An important parameter of accumulators is the capacity.

Sie gibt an, wieviel Strom dem Akkumulator innerhalb eines bestimmten Zeitraumes entnommen werden kann. Jedoch hängt die Kapazität von Höhe und Dauer des Entladestromes sowie von weiteren veränderlichen Größen ab. Deshalb hat man für die sogenannte Nennkapazität feste Bezugsgrößen eingeführt. Bei der Prüfung von Akkumulatoren müssen diese Bezugsgrößen eingehalten werden.It indicates how much current the accumulator has within a certain Period can be taken. However, the capacity depends on the amount and duration the discharge current as well as other variable quantities. That's why you have Fixed reference values introduced for the so-called nominal capacity. During the exam These reference values must be observed for accumulators.

Zur Prüfung von Akkumulatoren und zur Bestimmung der Nennkapazität werden diese üblicherweise mit einem konstanten Entladestrom über einen Entladewiderstand bis zu einer vorgegebenen Entladespannung oder aber während einer vorgegebenen Zeitspanne entladen. Weil sich während des Entladens auch die Spannung ändert, ist es erforderlich, von Zeit zu Zeit den Entladewiderstand nachzustellen. . Der dafür #rforderliche Personalaufwand ist nicht unerheblich, insbesondere dann, wenn mehrere Akkumulatoren gleichzeitig geprüft werden. Aus den gemessenen Anfangs- und Endwerten von Strom und Spannung des jeweiligen Akkumulators läßt sich dann die Nennkapazität bestimmen. Will man weitere Informationen über das Verhalten des Akkumulators während des Entladens erhalten, dann müssen zwischenzeitlich weitere Messungen durchgeführt werden. Der dazu erforderliche Aufwand vergrößert sich ganz erheblich, wenn das Entladeverhalten eines Akkumulators nicht nur bei konstantem Entladestrom, sondern auch nach anderen Kriterien, z. B. bei konstanter Entladeleistung bestimmt werden soll.For testing accumulators and determining the nominal capacity these are usually charged with a constant discharge current via a discharge resistor up to a specified discharge voltage or during a specified period of time unload. Because the voltage also changes during discharge, it is necessary to adjust the discharge resistance from time to time. . The #required for it Personnel expenses are not insignificant, in particular then if several Accumulators are checked at the same time. From the measured start and end values The nominal capacity can then be determined from the current and voltage of the respective accumulator determine. One wants more information about the behavior of the accumulator during received after the discharge, further measurements have to be carried out in the meantime will. The effort required for this increases considerably if that Discharge behavior of a battery not only with a constant discharge current, but also according to other criteria, e.g. B. can be determined at constant discharge power target.

Bevorzugte Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Prüfung von Akkumulatoren und Batterien insbesondere unter Berücksichtigung unterschiedlicher Kriterien ohne großen Personal-und Zeitaufwand und in urkundenfähiger Form zu ermöglichen.It is therefore a preferred object of the invention to test accumulators and batteries especially taking into account different criteria without to enable a large amount of personnel and time and in a form suitable for documents.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe sowie vorteilhafte Ausgestaltung derselben ergeben sich aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung vorangestellt sind.The inventive solution to the problem and advantageous embodiment the same result from the content of the claims which this description are prefixed.

Die an einen Akkumulator angeschlossene Vorrichtung mißt während der Entladung die betrieblichen Parameter, nämlich Spannung, Strom sowie Zeit und errechnet daraus die jeweiligen Kriterien, nach denen die Entladung gesteuert bzw. geregelt werden soll. In Abhängigkeit von den gemessenen Parametern bzw. dem ausgewählten Kriterium schaltet das Steuergerät die für eine gewünschte Entladung jeweils benötigten Entladewiderstände in den Entladestromkreis. Die Genauigkeit der Steuerung bzw. Regelung hängt von der Zahl der dual gestaffelten Entladewiderstände ab und läßt sich mit einer verhältnismäßig geringen Zahl von Entladewiderständen so einrichten, daß sie für technische Zwecke ausreichend ist. Beispielsweise erreicht man mit sechs Entladewiderständen, denen die dualen Werte 1, 2, 4, 8, 16, 32 zugeordnet sind, einen kleinsten Stufensprung von 1,6 % des maximalen Bereiches (63). Wenn nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Schaltung zur Minimierung der Regelabweichung vorgesehen ist, welche die aufgrund der binären Struktur des Stellgliedes entstehen Schwankung der Stellgröße verursacht, wobei die Minimierung auf etwas mehr als die Hälfte dieser Schwankung erfolgt, ist eine Regelabweichung von nur etwas mehr als 0,8 % erreichbar. Die einzelnen Entladewiderstände werden mit gesonderten Schaltern in den Entladestromkreis geschaltet, wobei diese Schalter je nach Größe des vorhandenen Widerstandes als elektronische Schalter oder als Schaltschütze ausgebildet sein können.The device connected to an accumulator measures during the Discharge the operational parameters, namely voltage, current and time and calculated from this the respective criteria according to which the unloading is controlled or regulated shall be. Depending on the measured parameters or the selected one The control unit switches the criteria required for a desired discharge Discharge resistors in the discharge circuit. The accuracy of the control resp. Regulation depends on the number of dual staggered discharge resistors and leaves set up with a relatively small number of discharge resistors, that it is sufficient for technical purposes. For example, one achieves with six Discharge resistors to which the dual values 1, 2, 4, 8, 16, 32 are assigned, a smallest increment of 1.6% of the maximum range (63). If, according to a preferred embodiment of the invention, a circuit for minimizing the control deviation is provided, which is due to the binary structure of the Actuator arise causing fluctuation of the manipulated variable, whereby the minimization occurs to a little more than half of this fluctuation, is a control deviation achievable by only slightly more than 0.8%. The individual discharge resistors are switched with separate switches in the discharge circuit, these switches Depending on the size of the existing resistance, as an electronic switch or as a contactor can be formed.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, anstelle von mehreren dual gestaffelten Entladewiderständen einen veränderlichen Entladewiderstand beispielsweise in Form eines an ein Netz anschließbaren, im Wechselrichterbetrieb arbeitenden Stromrichters zu verwenden, der vom Steuergerät so gesteuert wird, daß der vom Akkumulator abgegebene Entladestrom direkt ins Netz rückgespeist wird.But there is also the possibility of dual staggered instead of several Discharge resistors a variable discharge resistance, for example in the form a power converter that can be connected to a grid and works in inverter mode to be used, which is controlled by the control unit so that the output from the accumulator Discharge current is fed back directly into the network.

Zweckmäßig werden die gemessenen betrieblichen Parameter zunächst digitalisiert und dann vom Rechenwerk des Steuergerätes verarbeitet. Dazu kann das Rechenwerk gesonderte Verarbeitungspfade für die Bestimmung des jeweils gewünschten Kriteriums aufweisen. Das gewünschte Kriterium kann z. B. mit einem Betriebsartwahlschalter an der Außenseite des Steuergerätes eingestellt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, das Rechenwerk mit einem Programm zu steuern. Eine komplette Entlademessung wird in der Regel mit einer Betriebsart durchgeführt. Ein Wechsel der Betriebsart während der Messung ist jedoch möglich.The measured operational parameters are expedient first digitized and then processed by the arithmetic unit of the control unit. This can do Arithmetic unit separate processing paths for determining the required Have criterion. The desired criterion can e.g. B. with an operating mode selector switch can be set on the outside of the control unit. But there is also the Possibility to control the calculator with a program. A complete discharge measurement is usually carried out with one operating mode. A change in the operating mode however, during the measurement it is possible.

Alle Anfangs- und Endgrößen der Kenndaten des zu prüfenden Akkumulators sowie alle Anfangs- und Endgrößen der betrieblichen Parameter werden fälschungssicher gespeichert und können zur Erstellung eines dadurch urkundenfähigen Meßprotokolls ausgedruckt werden. Während der Messung werden die gemessenen betrieblichen Parameter sowie weitere, daraus errechnete Größen in zyklischem Wechsel angezeigt und können bei Bedarf über Tastenbetätigung als Zwischenwerte abgerufen werden. Im übrigen können sie zur Erstellung eines vollständigen Meßprotokolls in bestimmten Zeitabständen ausgedruckt werden.All initial and final sizes of the characteristics of the accumulator to be tested as well as all initial and final values of the operational parameters are forgery-proof saved and can be used to create a certifiable Measurement protocol can be printed out. During the measurement, the measured operational Parameters and other values calculated from them are displayed in cyclical change and can be called up as intermediate values by pressing a button. In addition, they can be used to create a complete measurement protocol in certain Can be printed out at intervals.

Im einzelnen lassen sich hauptsächlich die folgenden Betriebsarten mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwirklichen: Eine Kapazitätsmessung mit konstantem Entladestrom. Das entspricht der üblichen Bestimmung der Kapazität eines Akkumulators mit konstantem Entladestrom. Dabei schaltet das Steuergerät die Entladewiderstände so in den Entladestromkreis, daß trotz sich ändernder Spannung der Strom innerhalb der Grenzen der Regelgenauigkeit konstant bleibt. Ziel ist die Ermittlung der Kapazität, wobei das Ende der Messung entweder durch eine vorwählbare minimale Entladespannung oder eine vorwählbare Zeit bestimmt wird.In detail, the following operating modes can mainly be found Realize with the device according to the invention: A capacitance measurement with constant discharge current. This corresponds to the usual determination of the capacity of a Accumulator with constant discharge current. The control unit switches the discharge resistors so in the discharge circuit that, despite the changing voltage, the current within the limits of the control accuracy remains constant. The aim is to determine the capacity the end of the measurement either by a preselectable minimum discharge voltage or a preselectable time is determined.

Eine Messung mit konstantem Entladewiderstand. Dies entspricht der Entladung des Akkumulators mit einer konstanten Belastung, z. B. beim Betrieb einer Notbeleuchtung. Hier bleibt ein bestimmter Widerstand eingeschaltet, das Steuergerät regelt nicht, sondern mißt bzw. errechnet die betrieblichen Parameter bzw. weitere Größen. Das Ende der Messung wird durch eine vorgegebene minimale Spannung oder durch eine vorgegebene Zeit bestimmt.A measurement with a constant discharge resistance. This corresponds to the Discharge of the battery with a constant load, e.g. B. when operating a Emergency lighting. Here a certain resistor remains switched on, the control unit does not regulate, but measures or calculates the operational parameters and others Sizes. The end of the measurement is indicated by a predetermined minimum voltage or determined by a predetermined time.

Eine Messung mit konstanter Leistung. Dieser Fall liegt vor, wenn der Akkumulator z. B. einen Wechselrichter speist, der eine konstante Last mit konstanter Spannung versorgt, z. B.A measurement with constant power. This is the case if the accumulator z. B. feeds an inverter that has a constant load with constant Power supplied, e.g. B.

eine Notstromversorgung von elektronischen Anlagen. Hierbei regelt das Steuergerät die Einschaltung der Entladewiderstände so, daß der Augenblickswert der Leistung, also das Produkt von Spannung und Strom, innerhalb der Grenzen der Regelgenauigkeit konstant gehalten wird. Das Ende der Messung wird durch eine vorgegebene minimale Spannung oder durch eine vorgegebene Zeit bestimmt.an emergency power supply for electronic systems. This regulates the control unit switches on the discharge resistors so that the instantaneous value of the power, i.e. the product of voltage and current, within the limits of the control accuracy is kept constant. The end of the measurement will be determined by a predetermined minimum voltage or by a predetermined time.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aber auch zur Messung des Ladebetriebes des Akkumulators eingesetzt werden. Hierbei wird der Akkumulator aus einer Ladestromquelle geladen. Das Steuergerät kann über einen Digital-Analog-Wandler die Ladestromquelle steuern, mißt aber in jedem Fall und errechnet die betrieblichen Parameter bzw. die daraus abgeleiteten Größen. Bei ordnungsgemäßer Ladung kann durch einen anschließenden Entladevorgang der Wirkungsgrad des Akkumulators ermittelt werden.The device according to the invention can, however, also be used to measure the charging operation of the accumulator. In this case, the accumulator is made from a charging current source loaded. The control unit can control the charging current source via a digital-to-analog converter control, but always measures and calculates the operational parameters or the quantities derived from it. If properly charged, a subsequent Discharge process the efficiency of the accumulator can be determined.

Darüber hinaus lassen sich aber auch weitere Anwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung absehen, z. B. zur Messung und Datenerfassung akkumulatorgespeister Systeme im weiteren Sinn, z. B. akkumulatorgetriebener Fahrzeuge, bei der Dauerprüfung von Solarzellen und dergleichen, zur Ermittlung und Protokollierung von Systemcharakteristiken unter Berücksichtigung von Rückspeisung (Fahrzeuge) oder Leistungsausbeute von Solarzellen über lange Zeit, ferner zur Untersuchung von Sonnenkollektoren und dergleichen, wobei auch die Erfassung von Wechselgrößen durch geeignete Meßwertumformer, z. B. Thermokreuze, nicht ausgeschlossen ist. In allen Fällen erfolgt die Prüfung bzw. Datenerfassung mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung automatisch, wobei die Vorrichtung ein ausgedrucktes Meßprotokoll liefert.In addition, there are also other possible uses refrain from the device according to the invention, for. B. for measurement and data acquisition accumulator-fed systems in the broader sense, e.g. B. battery-powered vehicles, in the endurance test of solar cells and the like, for determination and logging of system characteristics taking into account feedback (vehicles) or Power output of solar cells over a long period of time, also for the investigation of solar collectors and the like, whereby the acquisition of alternating quantities by suitable transducers, z. B. thermal crosses, is not excluded. The examination takes place in all cases or data acquisition with the aid of the device according to the invention automatically, wherein the device delivers a printed test report.

Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert; es zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung ein Blockschaltbild einer an einen Akkumulator angeschlossenen Vorrichtung, Fig. 2a, 2b den Gegenstand nach Fig. 1 mit weiteren Einzelheiten, Fig. 3 die Schaltung der Entladewiderstände mit weiteren Einzelheiten.In the following an embodiment shown in the drawing is shown the invention explained; show it: Fig. 1 in a schematic representation a block diagram of a device connected to an accumulator, FIG. 2a, 2b the object of FIG. 1 with further details, FIG. 3 the circuit the discharge resistors with further details.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient zur Prüfung von Akkumulatoren 1. Sie besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem Steuergerät 2, das über einen Netzanschluß 3 oder beispielsweise auch aus dem Prüfling selbst versorgt wird und von dem aus Steuerleitungen 4 zu Entladewiderständen 5 führen, die in den Entladestromkreis 6 des Akkumulators 1 schaltbar sind. Außerdem ist das Steuergerät 2 über Meßleitungen 7 an den Entladestromkreis 6 angeschlossen.The device shown in the figures is used to test Accumulators 1. Its basic structure consists of a control unit 2, via a network connection 3 or, for example, from the test item itself is supplied and from which control lines 4 lead to discharge resistors 5, which can be switched into the discharge circuit 6 of the accumulator 1. Besides, this is Control unit 2 is connected to the discharge circuit 6 via measuring lines 7.

Es versteht sich, daß die Steuerleitungen 4 bzw. die Meßleitungen 7 und die Leitungen des Entladestromkreises 6 über Steckverbindungen 8 an die jeweiligen Teile angeschlossen sein können. Im übrigen kann das Steuergerät 2 auch an eine Fernbedienung 9 angeschlossen und von dieser seinerseits gesteuert sein.It goes without saying that the control lines 4 or the measuring lines 7 and the lines of the discharge circuit 6 via plug connections 8 to the respective Parts can be connected. In addition, the control device 2 can also be connected to a Remote control 9 connected and controlled by this in turn.

Aus Figur 3 entnimmt man den Aufbau des Entladestromkreises 6 im einzelnen. Der Entladestromkreis 6 weist zwei Anschlußklemmen 10, 11 auf, die an die nicht dargestellten Pole des Akkumulators 1 gelegt werden. Außerdem weist der Entladestromkreis 6 eine Hilfsklemme 12 auf, die beim Laden des Akkumulators an eine nicht dargestellte Ladestromquelle angeschlossen wird und gewährleistet, daß der Ladestrom über den Meßshunt fließt, weil nur dann sichergestellt ist, daß die interessierenden Werte unter gleichbleibenden Bedingungen und mit zufriedenstellender Genauigkeit, z. B. bei Dauerversuchen zur Ermittlung von quasi-stetigen Änderungen mit dem gleichen Steuergerät 2 erfaßt werden.The structure of the discharge circuit 6 can be seen in detail from FIG. The discharge circuit 6 has two terminals 10, 11 which are not connected to Poles of the accumulator 1 shown are placed. In addition, the discharge circuit has 6 an auxiliary terminal 12, which when charging the battery to a not shown Charging current source is connected and ensures that the charging current over the Measurement shunt flows because only then is it ensured that the values of interest under constant conditions and with more satisfactory Accuracy, e.g. B. in long-term tests to determine quasi-continuous changes can be detected with the same control unit 2.

In den Entladestromkreis 6 sind mehrere, beim dargestellten Ausführungsbeispiel 6 Entladewiderstände 13 - 18 schaltbar.In the discharge circuit 6 are several, in the illustrated embodiment 6 discharge resistors 13 - 18 switchable.

Die Entladewiderstände 13 - 18 besitzen dual gestaffelte Widerstandsbeiwerte in der Reihenfolge 1, 2, 4, 8, 16 und 32. Jedem Entladewiderstand 13 - 18 ist ein vom Steuergerät 2 betätigbarer Schalter 19 - 24 zugeordnet. Bei den Schaltern 19 - 21 der Entladewiderstände 13 - 15 handelt es sich um elektronische Schalter, nämlich Transistoren, deren Emitter 25 bzw. Kollektor 26 in den Entladestromkreis 6 geschaltet sind, während ihre jeweilige Basis 27 an einem zugeordneten Ausgang des Steuergerätes 2 liegt. Sofern als elektronische Schalter Thyristoren verwendet werden, ist ein weiterer Kommutierungsanschluß 28 zwischen Steuergerät und Thyristor vorgesehen.The discharge resistors 13 - 18 have dual staggered resistance coefficients in the order 1, 2, 4, 8, 16 and 32. Each discharge resistor 13-18 is one Switches 19-24 which can be actuated by the control device 2 are assigned. At switches 19 - 21 of the discharge resistors 13-15 are electronic switches, namely Transistors, the emitter 25 or collector 26 of which is connected to the discharge circuit 6 are, while their respective base 27 at an associated output of the control unit 2 lies. If thyristors are used as electronic switches, a further commutation connection 28 is provided between control unit and thyristor.

Bei den Schaltern 22 - 24 der Entladewiderständ- 16 - 18 handelt es sich um Schütze, deren Steuerleitung29 an einem zugeordneten Ausgang des Steuergerätes 2 anliegen. Außerdem können zum Steuergerät 2 führende Rückmeldeleitungen 30, 31 vorgesehen sein, über die das Steuergerät 2 Informationen über den jeweiligen Schaltzustand der Schalter 22 - 24 erhält. Die Schalter (Schütze) 22, 23 werden mit einer Betriebsspannung von 24 V betrieben, während der Schalter (Schütz) 24 mit einer Betriebsspannung von 220 V betrieben wird. Damit der Schalter 24 dennoch mit der gleichen Spannung betätigt werden kann wie die anderen Schalter, ist in den Steuerkreis dieses Schalters 24 ein Hilfsschütz 32 geschaltet. Alle Anschlüsse der Schalter 19 - 24 sind in einem Steuerstecker zusammengefaßt.The switches 22 - 24 of the discharge resistors 16 - 18 are involved contactors whose control line29 is connected to an assigned output of the control unit 2 are present. In addition, feedback lines 30, 31 leading to control device 2 be provided via which the control device 2 information about the respective switching state the switch 22-24 receives. The switches (contactors) 22, 23 are supplied with an operating voltage operated by 24 V, while the switch (contactor) 24 with an operating voltage operated by 220 V. So that the switch 24 still has the same voltage can be operated like the other switches, this switch is in the control circuit 24 an auxiliary contactor 32 switched. All connections of the switches 19 - 24 are in one Control connector summarized.

Der Steuerstecker nimmt auch die Anschlüsse für eine an den Entladestromkreis 6 gelegte Kontrollschleife 33-bzw. 34 auf.The control plug also takes the connections for one to the Discharge circuit 6 placed control loop 33 or. 34 on.

Alle insoweit beschriebenen Anschlüsse bzw. Leitungen sind zu der in Figur 1 dargestellten-Steuerleitung 4 zusammengefaßt.All connections and lines described so far are to the The control line 4 shown in FIG. 1 is summarized.

Einzelheiten der Meßleitung 7, die mit einem Meßstecker endet, sind im linken Teil der Figur 3 dargestellt. Man erkennt Leitungen 35, 36 für die Spannungsmessung und Leitungen 36, 37 für die Strommessung. Außerdem sind im Bereich dieser Meßleitung 7 eine Vielzahl von weiteren Anschlußpunkten angedeutet, die zu Kodierschleifen unterschiedlicher Spannung bzw. unterschiedlichen Stromes im Steuergerät führen.Details of the measuring line 7, which ends with a measuring plug, are shown in the left part of FIG. Lines 35, 36 for voltage measurement can be seen and lines 36, 37 for current measurement. Also in the area of this measuring line 7 indicated a large number of further connection points which form coding loops lead to different voltages or different currents in the control unit.

Die Figur 2a gibt im oberen Teil eine vereinfachte Darstellung der Schaltung der Entladungswiderstände wieder, während der untere Teil der Figur 2a zusammen mit der Figur 2b Einzelheiten des Steuergerätes 2 wiedergeben. Das Steuergerät 2 weist ein Netzgerät 38 mit dem Netzanschluß 3 auf, sowie ferner Meßpfade 39, 40 für Spannung und Strom, ein Rechenwerk 41 mit Speicher 42 und schließlich ein zentrales Steuerwerk 43 sowie eine Anzeige 44 und einen Drucker 45.In the upper part, FIG. 2a gives a simplified representation of the Circuit of the discharge resistors again, while the lower part of Figure 2a together with FIG. 2b, details of the control device 2 are reproduced. The control unit 2 has a network device 38 with the network connection 3, and also measuring paths 39, 40 for voltage and current, an arithmetic unit 41 with memory 42 and finally a central one Control unit 43 as well as a display 44 and a printer 45.

Das Netzteil 38-ist in üblicher Weise aufgebaut und liefert die zum Betrieb der übrigen Einrichtungen erforderlichen Spannungen. Alle diese Einrichtungen sind über Anschlüsse Z an das zentrale Steuerwerk 43 angeschlossen und können dadurch zentral gesteuert werden.The power supply 38 is constructed in the usual way and supplies the Operation of the other facilities required voltages. All of these facilities are connected to the central control unit 43 via connections Z and can thereby be controlled centrally.

Mit einem Nennspannungs-Schalter werden das Netzteil 38, eine Spannungs-Bereichsüberwachung 47 und der Meßpfad 39 der Nennspannung des zu prüfenden Akkumulators 1 angepaßt, so daß die vorhandenen Einrichtungen optimal genutzt werden können und systembedingte Fehler minimal bleiben.With a rated voltage switch, the power pack 38, a voltage range monitor 47 and the measuring path 39 adapted to the nominal voltage of the accumulator 1 to be tested, so that the existing facilities can be used optimally and system-related Errors remain minimal.

Die zu den Meßpfaden 39 bzw. 40 gelangenden Meßwerte werden zunächst verstärkt und dann in Digitalvoltmetern 48, 49 digitalisiert. Die digitalen Meßwe#rte gelangen dann in den Rechner 41, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel verschiedene Verarbeitungspfade enthält. Der eingehende Spannungsmeßwert wird in einem Komparator 50 mit einem vorgegebenen Spannungsendwert 51 verglichen.The measured values arriving at the measuring paths 39 and 40 are initially amplified and then digitized in digital voltmeters 48, 49. The digital measured values then get into the Computer 41, in the illustrated embodiment contains different processing paths. The incoming voltage reading is shown in a comparator 50 is compared with a predetermined final voltage value 51.

Ein Leitwertrechner 52 bildet aus den jeweiligen Meßwerten von Spannung und Strom den Ist-Widerstand 53, der in einem Komparator 54 mit einem vorgegebenen Soll-Widerstand 55 verglichen wird.A conductance computer 52 forms the respective measured values of voltage and current the actual resistance 53, which is in a comparator 54 with a predetermined Target resistance 55 is compared.

Ein Leistungsrechner 56 errechnet die jeweilige Ist-Leistung 57, die in einem Komparator 58 mit einer vorgegebenen Soll-Leistung verglichen wird. Die Ist-Leistung 57 wird in einem Integrator 60 integriert, an dessen Ausgang am Ende der Messung der Wert der elektrischen Arbeit ansteht.A performance calculator 56 calculates the respective actual performance 57, the is compared in a comparator 58 with a predetermined setpoint power. the Actual power 57 is integrated in an integrator 60, at its output at the end the measurement of the value of the electrical work is pending.

Der gemessene Strom wird in einem Komparator 62 mit einem Soll-Strom 63 verglichen. Der gemessene Strom wird außerdem in einem Integrator 64 integriert, an dessen Ausgang 65 nach Beendigung der Messung die saldierten Amperestunden anstehen.The measured current is in a comparator 62 with a target current 63 compared. The measured current is also integrated in an integrator 64, at the output 65 of which the accumulated ampere-hours are pending after the measurement has ended.

Die Komparatoren 54, 58 und 62 sind über ein in der Figur 2b gestrichelt dargestelltes Leitungssystem 66 an einen Steuerschalter 67 (Figur 2a) angeschlossen, der die Schaltsignale für die Schaltung einer bestimmten Kombination der Entladewiderstände 13 - 18 erhält und diese über eine Trennstufe 68 und Treiber 69 an die Schalter 19 - 24 weitergibt.The comparators 54, 58 and 62 are dashed over a in Figure 2b The line system 66 shown is connected to a control switch 67 (FIG. 2a), which the switching signals for the switching of a certain combination of the discharge resistors 13-18 and this via a separator 68 and driver 69 to the switch 19 - 24 passes.

Die Trennstufe 68 hat die Aufgabe eines Signalformers und Pegelumsetzers, sie bewirkt eine galvanische Trennung über Optokoppler zwischen den Spannungspegeln der Elektronik.The separation stage 68 has the task of a signal shaper and level converter, it creates a galvanic separation between the voltage levels via optocouplers of electronics.

Symbolische Anzeigen 70 auf der Frontseite des Steuergerätes geben den jeweiligen Schaltzustand der Entladewiderstände 13 - 18 an.There are symbolic displays 70 on the front of the control unit the respective switching status of the discharge resistors 13-18.

Die dargestellte Vorrichtung arbeitet wie folgt: An einem im einzelnen nicht dargestellten Tasten- und Bedienungsfeld des zentralen Steuerwerks 43 mit Bedienungstasten 71, Betriebsartschaltern 72 und Tasten 73 für die Dateneingabe wird die Vorrichtung eingeschaltet, die gewünschte Be-Betriebsart gewählt und werden die Daten des zu überprüfenden Akkumulators sowie weitere Betriebsdaten, wie z. B. Sollwerte, eingetastet und im Speicher 42 gespeichert.The device shown operates as follows: On one in detail Not shown key and control panel of the central control unit 43 with Operation keys 71, mode switches 72 and keys 73 for data input the device is switched on, the desired operating mode is selected and the data of the battery to be checked and other operating data, such as B. setpoints, keyed in and stored in memory 42.

Ferner werden die Schalter 74, 75 geschlossen, so daß auch die Anfangswerte von Spannung und Strom sowie die daraus errechneten weiteren Größen in den Speicher 42 übernommen werden können. Im folgenden werden dann in bestimmten Zeitabständen nach Maßgabe eines Zeitgebers 76, dessen Zeitangaben selbstverständlich auch in den Speicher übernommen werden, die Ist-Werte von Spannung und Strom gemessen und verarbeitet, wobei gegebenenfalls der Steuerschalter 67 von den Ausgängen der Komparatoren 54, 58 oder 62 Informationen derart enthält, daß die Kombination der in den Entladestromkreis 6 zu schaltenden Entladewiderstände zu verändern ist.Furthermore, the switches 74, 75 are closed, so that the initial values of voltage and current as well as the other values calculated from them in the memory 42 can be adopted. The following are then at certain time intervals in accordance with a timer 76, whose time information is of course also in the memory are taken over, the actual values of voltage and current are measured and processed, where appropriate, the control switch 67 from the outputs of the comparators 54, 58 or 62 contains information such that the combination of the in the discharge circuit 6 to be switched discharge resistors is to be changed.

Sämtliche gemessenen und errechneten Werte werden zunächst im Speicher 42 gesammelt. Während der Messung können diese Werte über die Anzeige 44, die über eine Anzeigesteuerung 77 an das zentrale Steuerwerk 43 angeschlossen ist, in zyklischem Wechsel angezeigt werden. Bei Bedarf können über Tastenbetätigung auch Zwischenwerte abgerufen werden.All measured and calculated values are initially stored in the memory 42 collected. During the measurement, these values can be displayed on the display 44, which is shown over a display control 77 is connected to the central control unit 43, in a cyclical manner Change are displayed. If necessary, intermediate values can also be entered by pressing a key can be retrieved.

Es besteht auch die Möglichkeit, die abgerufenen Zwischenwerte über den Drucker 45, der über eine Druckersteuerung 78 an das zentrale Steuerwerk 43 angeschlossen ist, zwischenzeitlich oder laufend auszudrucken.There is also the option of using the retrieved intermediate values the printer 45, which is sent to the central control unit 43 via a printer control 78 is connected to print out temporarily or continuously.

Am Ende der Messung, das entweder durch den Ausgang des Komparators 50 oder auf andere Weise bestimmt ist, werden die Endwerte ausgedruckt und anschließend die Vorrichtung abgeschaltet. Im Störfall liefert das zentrale Steuerwerk 43 eine optische oder akustische Anzeige 79.At the end of the measurement, either through the output of the comparator 50 or otherwise determined, the final values are printed out and then the device switched off. In the event of a malfunction, the central control unit 43 delivers a optical or acoustic display 79.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist mit allen notwendigen Sicherungen und Vorkehrungen versehen, die verhindern, daß durch falsche Polung oder Wahl einer falschen Betriebsart Beschädigungen oder Zerstörungen auftreten können. Dazu gehört die Spannungs-Bereichsüberwachung 47 sowie ein elektronisches Umschalt-Relais 80 im Bereich des Meßpfades 40 für den Strom sowie weitere im einzelnen nicht dargestellte Bauelemente und Einrichtungen.The device according to the invention has all the necessary safeguards and take precautions to prevent incorrect polarity or choice of one incorrect operating mode, damage or destruction can occur. That includes the voltage range monitoring 47 and an electronic switchover relay 80 in the area of the measuring path 40 for the current and others not shown in detail Components and facilities.

Die in der Beschreibung, den Patentansprüchen und der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.Those disclosed in the description, the claims and the drawing Features of the invention can be used individually or in any combination among themselves for the implementation of the invention in its various embodiments be essential.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (14)

P a t e nt a n s p r ü c h e 1) Vorrichtung zur Prüfung von Akkumulatoren mit wenigstens einem an die Pole des Akkumulators anschließbaren Entladewiderstand, gekennzeichnet durch beispielsweise als Entladewiderstand ausgebildetes Stellglied oder mehrere dual gestaffelte, parallel und wahlweise in den Entladestromkreis (6) schaltbare Stellglieder (13 - 18) und durch ein über Meßleitungen (7) an den Entladestromkreis (6) sowie über Steuerleitungen (4) an das bzw. die Stellglieder (13 - 18) angeschlossenes Steuergerät (2) zum Messen, Verarbeiten und gegebenenfalls Anzeigen der betrieblichen Parameter sowie zum Einstellen des jeweils erforderlichen Widerstandswertes in Abhängigkeit von den gemessenen Parametern. P a t e nt a n s p r ü c h e 1) Device for testing accumulators with at least one discharge resistor that can be connected to the poles of the accumulator, characterized by an actuator designed, for example, as a discharge resistor or several dual staggered, parallel and optionally in the discharge circuit (6) switchable actuators (13-18) and by means of measuring lines (7) to the discharge circuit (6) and via control lines (4) to the actuator or elements (13-18) Control unit (2) for measuring, processing and, if necessary, displaying the operational Parameters as well as for setting the required resistance value depending on of the measured parameters. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Stellglied (13 - 18) ein gesonderter, an eine Steuerleitung (4; 27, 29) angeschlossener Schalter (19 - 24) zugeordnet ist, der vom Steuergerät (2) betätigbar ist und mit dem das betreffende Stellglied (13 - 18) in den Entladestromkreis (6) schaltbar ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that each Actuator (13-18) is a separate one connected to a control line (4; 27, 29) Switches (19 - 24) is assigned, which can be actuated by the control unit (2) is and with which the relevant actuator (13 - 18) in the discharge circuit (6) is switchable. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (19 - 21) ein elektronischer Schalter ist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the switch (19 - 21) is an electronic switch. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (22 - 24) ein Schaltschütz ist.4. Apparatus according to claim 2, characterized in that the switch (22 - 24) is a contactor. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied ein an ein Netz anschließbarer, im Wechselrichterbetrieb arbeitender Stromrichter ist.5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the actuator a power converter that can be connected to a grid and works in inverter mode is. 6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (2) ein Rechenwerk (41) aufweist, an dessen Eingang gegebenenfalls über Digitalvoltmeter (48, 49) oder Analog-Digital-Wandler die Meßleitungen (7; 35, 36, 37) liegen und dessen Ausgang (54, 58, 62) einen Steuerschalter (67) steuert, der an die Steuerleitungen (4; 27, 29) angeschlossen ist.6. Device according to one or more of claims 1-5, characterized characterized in that the control unit (2) has an arithmetic unit (41) on which Input via digital voltmeter (48, 49) or analog-digital converter if necessary the measuring lines (7; 35, 36, 37) lie and its output (54, 58, 62) a control switch (67) which is connected to the control lines (4; 27, 29). 7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechenwerk (41) und ein zentrales Steuerwerk (43) korrelativ gekoppelt sind, wobei das Rechenwerk (41) Ausgänge für eine Anzeige (44) und/oder einen Drucker (45) aufweist, die gegebenenfalls an das Steuerwerk (43) gekoppelt sind.7. Device according to one or more of claims 1-6, characterized characterized in that the arithmetic unit (41) and a central control unit (43) are correlative are coupled, the arithmetic unit (41) having outputs for a display (44) and / or a printer (45), which is optionally coupled to the control unit (43) are. 8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rechenwerk (41) ein Speicher (42) zugeordnet ist.8. Device according to one or more of claims 1-7, characterized characterized in that the arithmetic unit (41) is assigned a memory (42). 9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rechenwerk (41) ein Zeitgeber (76) zugeordnet ist.9. Device according to one or more of claims 1-8, characterized characterized in that the arithmetic unit (41) is a timer (76) assigned is. 10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche# 5 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß an den Steuerschalter (67) zur Steuerung des Stromrichters ein Digital-Analog-Wandler angeschlossen ist.10. The device according to one or more of claims # 5-9, characterized characterized in that the control switch (67) for controlling the converter is a Digital-to-analog converter is connected. 11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 1 0, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechenwerk (41) gesonderte Verarbeitungspfade für Strom und/oder Spannung und/oder Widerstand und/oder Leistung und/oder Ladung mit jeweils einem den Ausgang zum Steuerschalter (67) bildenden Vergleicher (54, 58, 62) aufweist ~und daß die Verarbeitungspfade wahlweise vom zentralen Steuerwerk (43) aus in den zwischen Entladestromkreis (6) und Steuergerät (2) gebildeten Regelkreis schaltbar sind.11. The device according to one or more of claims 1 - 1 0, characterized characterized in that the arithmetic unit (41) has separate processing paths for electricity and / or voltage and / or resistance and / or power and / or charge with each a comparator (54, 58, 62) forming the output to the control switch (67) ~ and that the processing paths optionally from the central control unit (43) into the between the discharge circuit (6) and control unit (2) formed control circuit switchable are. 12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung als kommunikatives System ausgebildet ist, indem sie in zwangsläufiger Reihenfolge die Betriebsparameter erfragt und auf ihre Verarbeitbarkeit überprüft und gegebenenfalls zurückweist.12. The device according to one or more of claims 1-11, characterized characterized in that the device is designed as a communicative system by it asks for the operating parameters in an inevitable order and for their processability checked and if necessary rejects. 13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 11, gekennzeichnet durch eine Schaltung zur Minimierung der Regelabweichung, die die aufgrund der binären Struktur des Stellgliedes entstehende Schwankung der Stellgröße verursacht, und zwar auf etwas -mehr als die Hälfte dieser Schwankung.13. Device according to one or more of claims 1-11, characterized by a circuit to minimize the control deviation, which is due to the binary Structure of the actuator causing fluctuations in the manipulated variable, and to a little more than half of this fluctuation. 14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 11, gekennzeichnet durch eine bei Stellgrößenänderungen den kleineren Strom bevorzugende Vergleicherschaltung.14. Device according to one or more of claims 1-11, characterized by a comparator circuit that prefers the smaller current when the manipulated variable changes. Beschreibung description
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