DE2936321C2 - Ladegerät für Blei-Akkumulatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ladegerät für Blei-Akkumulatoren mit einem Leistungsteil, einer Ladezeitsteuerung mit einem Nachladezeitschaltwerk und einem Spannungsrelais zu dessen Steuerung.

Blei-Akkuiuulatoren lassen sich auf verschiedene Art laden. Ein technisch bes anders .infaches Ladeverfahren ist das Laden nach der WvKennlinie (DIN 41 774). Hier hat sich als eines der wirtschaf ichsten Verfahren die Zeit- und Spannungssteuerung erwiesen, für die das Ladegerät vorgesehen ist.

Dabei ist es bekannt, den Ladevorgang in zwei Phasen durchzuführen. In einer Hauptladephase werden 80% der Kapazität eingeladen. Das Ende dieser Hauptladephase, die ohne feste Zeitbegrenzung abläuft, wird von dem Ladezustand, beispielsweise einem elektronischen Spannungsrelais, bestimmt. Dieses Relais spricht an, wenn die Gasungsspannung von 2.4 V/Zelle erreicht ist. und startet das Nachladezeitschaltwerk. Dessen Zeitsteuerung kann mechanisch, elektrisch oder elektronisch ausgeführt sein. Unter zeitlich beschränkter Steuerung durch das Nachladezeitschaltwerk läuft die Nachladephase ab, in der die restlichen 20% der Akkumulatorkapazität eingeladen werden. Die Nachladephase dauert je nach Einstellung des Nachladezeitschaltwerkts beispielsweise 2 h bis 6 h. Nach Ablauf dieser Zeit schaltet das Ladegerät ab.

Solche Ladegeräte arbeiten an sich zufriedenstellend. Überraschend hat sich aber in der Anwendung gezeigt daß Fehler auftreten. Beispielsweise werden Akkumula loren in Elektrostaplern entladen und dann in eine Ladestation gebracht. Dabei zeigt sich vielfach, daß keine ordnungsgemäße Aufladung erfolgt. Bei anschließender Inbetriebnahme und abermaliger Entladung des Akkumulators ergibt sieh dabei eine nur begrenzte Benutzungsdauer Und vielfach eine Schädigung des Akkumulators.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen und das Ladegerät so auszuführen, daß im üblichen Betrieb mit Sicherheit eine ordnungsgemäße Aufladung erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindiingsgemäß im Ladegerät durch ein Zeitglied gelöst, welches die Einschaltfähigkeit des Nachladezeitschaltwerkes nach Einschaltung des Ladegerätes verzögert Hierbei handelt es sich um ein zusätzliches Zeitglied zu der Zeitsteuerung für die Nachladephase.

Es hat sich überraschend gezeigt, daß durch den

Einsatz eines solchen Zeitgliedes beispielsweise mit einem Verzögerungswert in der Größenordnung von 0,5—3 h die automatische Aufladung von Ahkumulatoren in Ladestationen immer ordnungsgemäß erfolgt Dieses überraschende Ergebnis kann dadjrch erklärt

werden, daß ein Blei-Akkumulator, der nicht sofort nach der Entladung wieder aufgeladen wird und noch einige Zeit in Ruhe steht, muhr oder weniger stark sulfatieren kann. Dadurch ergibt sich ein erhöhter Innenwiderstand des Akkumulators. Wenn ein solcher Akkumulator an ein Ladegerät angeschlossen wird, steigt wegen des erhöhten Innenwiderstandes die Akkumulatorspannung auf einen Wert oberhalb der Gasungsspannung an.

Dadurch spricht das Spannungsrelais an und schaltet sogleich auf die zeitlich begrenzte Nachladephase, an deren Ende der Ladevorgang automatisch abgeschaltet wird. Dabei verläßt man sich auf den automatischen Ladevorgang durch das Ladegerät, so daß die unzureichende Aufladung nicht bemerkt wird.

Durch die Erfindung wird die hinschaltfähigkeit des Nachladezeitschslters eine genügend lange Zeit verzögert. Hierbei ist davon auszugehen, daß auch bei mehr oder weniger stark sulfatierten Akkumulatoren die anfangs hohe Spannung abnimmt und insbesondere unter 2,4 V/Zei!t fällt, während der Ladestrom ansteigt Dadurch genügt es, für diese Zeit eine Sperre für die Umschaltung auf die Nachladephase einzusetzen, um die Fehlerscheinungen, die zu erheblichen Ausfällen geführt haben, zu vermeiden.

Hierbei besteht die Möglichkeit, durch das Zeilglied auch die Empfindlichkeit des Spannungsrelais herabzusetzen. Zweckmäßig ist das Zeitglied Teil des Spannungsrelais und verzögert dessen Schaltfähigkeit bei einer Spannung in der Größe der Casungsspannung und darüber.

Gemäß einer anderen zweckmäßigen Ausführung ist das Zeitglied Teil der Ladezeitsteuerung. Ferner kann das Zeitglied ein Teil einer im Ladeschalter vorhande-■*5 nen Zeitsteuerung sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Beschreibung des Ladevorganges und durch ein Beispiel für ein Ladegerät erläutert. In der Zeichnung zeigi Fig. 1 ein Diagramm mit Strom- und Spannungskennlinien für zwei Akkumulatoren.

F i g. 2 ein Blockschaltbild einer Ausiührungsform eines Ladegerätes.

Das Diagramm in Fig. I zeigt über einer die Zeit

darstellenden Abszisse 1 Ladestrom- und Spannungs-

M werte, wobei die den Ladestrom darstellende Ordinate mit 3 und die die Zellenspannung darstellende Ordinate mit 4 bezeichnet ist. Wenn ein normal entladener Akkumulator (Resikapazität ca. 20%) sofort an das Ladegerät angeschlossen wi,-d, ergibt sich ein Strom- und Spannungsverlauf, wie er gestrichelt eingezeichnet ist. Die Spannungskurve 5 seUt bei einem Wert unterhalb der durch die Linie 6 angegebenen Gasungs* spannung ein, der Ladestrom verläuft nach der Kurve 7.

Bei Durchgang der Kurve 5 durch die Gasungsspannung

erfolgt eine Umschaltung auf die Nachladcphasc, so daß

sich für diesen Akkumulator eine Hauptladephase 8 und eine Nachladephase 9 ergeben.

Bei einem bereits leicht sulfatierten Akkumulator

fliSiif^

ergibt sich eine Zellenspannung entsprechend der Kurve 10 und ein Ladestrom entsprechend der Kurve 11. Es ist erkennbar, daß durch den erhöhten Innenwiderstand nach Einschaltung ein anderer Verlauf als bei den Kurven 5 und 7 vorliegt. Insbesondere die Zellenspannung liegt entsprechend der Kurve 10 nach Einschaltung über der Gasungsspannung 6. Beispielsweise ist für dieses Gerät durch ein Zeitglied eine Zeitsperre entsprechend der Zeit 12 vorgesehen, in welcher die Umschaltung auf die Nachladephase verhindert wird. Es ist erkennbar, daß die Zellenspannung entsprechend der Kurve 10 innerhalb der Zeit 12 unter die Gasungsspannung fällt. Dadurch ergibt sich für diesen Akkumulator entsprechend dem Kurvenverlauf eine Hauptladephase 13 und entsprechend der Einstellung des Nachladezeitschaltwerkes eine Nachladephase 14.

GerräB Fig.2 ist an die Klemmen 15, 16 eines im ganzen mit 17 bezeichneten Ladegerätes ein Akkumulator 18 angeschlossen. Diese Klemmen stehen direkt mit einem Leistungsteil 19 des Ladegerätes in Verbindung, der über ein Nachiadezeitschaltwerk 20 und eine Abschaltungseinrichtung 21 steuerbar ist, wobei die Abschaltungseinrichtung von dem Nachladezeitschaltwerk gesteuert wird. Der gesamte Vorgang wird durch ein Sicherheitszeitschaltwerk 22 überwacht.

Dem Nachiadezeitschaltwerk 20 ist das beschriebene Spannungsrelais 23 vorgeschaltet, das bei Gasungsspannung anspricht und das Nachladezeitschaitwerk Pinschaltet. In dem gezeigten Beispiel ist diesem Spannungsrelais 23 ein Zeitglied 24 mit Sperre vorgeschaltet, wobei die Funktion durch die Zeit 12 in Fig. 1 zum Ausdruck gebracht wird.

Das Ausführungsbeispiel zeigt, daß Geräte mit Spannungsrelais leicht nachgerüstet werden können.

Die Zeitsteuerung wird elektronisch, elektrisch oder mechanisch ausgeführt

Bei der elektronischen Ausführung kann ein Impulsgeber ausgelöst werden, dessen Impulse durch eine Zähleinrichtung gezählt werden, wobei nach einer vorgegebenen Anzahl dann die Sperre aufgehoben wird. Eine elektrische Verzögerung kann durch Vorschaltung eines Kondensators geschaffen werden. Bei mechanischer Ausführung besieht die Möglichkeit, ein Uhrwerk vorzusehen, das mit der Bewegung des Einschalte« des Ladegerätes aufgezogen wird und nach seinem Ablauf die Erregung bzw i\e Stromzufütirung für das Nachiadszeiischallwerk freigib*

Das Nachiadezeitschaltwerk startet dann aber noch nicht, sondern wird erst durch das Spannungsrelais eingeschaltet

Fülrvngsschlitz lift in der rechten Seitenwand 2b und

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Ladegerät für Blei-Akkumulatoren mit einem Leistungsteil, einer Lade zeitsteuerung mit einem Nachladezeitschaltwerk, das bei Erreichen der Gasungsspannung anspricht, gekennzeichnet durch ein Zeitglied (24), das die Einschaltfähigkeit des Nachladezeitschaltwerkes (20) nach Einschaltung des Ladegerätes verzögert

2. Ladegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (24) Teil des Spannungsrelais (23) ist und dessen Schaltfähigkeit verzögert.

3. Ladegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (24) Teil der Ladezeitsteuerung ist

4. Ladegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (24) ein Teil einer im Ladeschalter vorhandenen Zeitsteuerung isL

5. Ladegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (24) mit einem Verzögerungswert in der Größenordnung von 0,5 — 3 h ausgeführt ist