DE29608142U1 - Vorrichtung zur Messung der Kapazität von Akkumulatoren - Google Patents
Vorrichtung zur Messung der Kapazität von AkkumulatorenInfo
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-
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Description
A Einleitung der GebraüühsmusierschMtz-Änm'eldung
Thomas Krohn Meisenweg
53359 Rheinbach 01.05.1996
Betr.: Vorrichtung zur Messung der Kapazität von Akkumulatoren (Universal-Akkukapazitätsmeßgerät)
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Kapazität von Akkumulatoren mit den
Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Derartige Meßgeräte sind bekannt, beispielsweise Geräte, die Nickel-Cadmium-Akkus mit diskret
einstellbaren Entladestromstufen entladen. Handelsübliche, einschlägige Meßgeräte können die
elektrischen Kenndaten jeweils eines definierten Typs von Akkumulator bestimmen. Diese Geräte
können jeweils nur kleine Akkumulatoren vom Nickel-Cadmium- oder Nickel-Metallhydrid-Typ mit
geringen Stromstärken bis etwa 1 Ampere entladen.
Die nach dem derzeitigen Stand der Technik bekannten Geräte bieten keine Möglichkeit, den
Entladestrom über große Meßbereiche variabel einzustellen. Darüberhinaus ist es nicht möglich, die
für jeden Akkutyp unterschiedliche Entladeschlußspannung vorzuwählen. Diese Meßgeräte sind jeweils nur für einen bestimmten Akkumulatortyp geeignet. Es gibt aber
verschiedene Bauarten, beispielsweise Nickel-Cadmium-, Nickel-Metallhydrid-, Blei-Säure-, Blei-Gel-
und Lithium-Ionen-Akkumulatoren, diese jeweils mit verschiedenen Spannungen und Zellenzahlen.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Meßgerät zu schaffen, mit dem die Kapazität
hinsichtlich Bauart und Größe verschiedener Akkumulatoren zuverlässig bestimmt werden kann.
Diese Aufgabe wird von einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Weil Mittel zum Einstellen des Entladestroms und/oder Mittel zum'Einstellen der
Entladeschlußspannung vorgesehen sind, kann einerseits der Entladestrom an die im Betrieb
bevorzugte Stromabgabe des Akkumulators angepaßt werden und so eine realistische Messung der
nutzbaren Kapazität erfolgen; andererseits kann die je nach Bauart (Typ oder Zellenzahl)
erforderliche Entladeschlußspannung festgelegt werden.
Wesentliches Merkmal der Vorrichtung ist die Möglichkeit der einstellbaren Entladestromstärke im
Bereich von 45 Milliampere bis 7,2 Ampere in Verbindung mit der Möglichkeit, die
Entladeschlußspannung entweder in diskreten Stufen von 2 bis 12 Volt oder im Bedarfsfall auch
stufenlos im Bereich von 0 bis 15 Volt einstellen zu können. Mittels einer geeigneten elektronischen
Schaltung kann der Meßbereich des Entladestroms um den Faktor zehn verkleinert werden, weiterhin
kann die Auflösung der elektrischen Speicherfähigkeit ebenfalls um das Zehnfache verkleinert
werden.
• ·
B Beschreibung der GebtüuchsmUstetschtäz-Änmeldung
Thomas Krohn Meisenweg
53359 Rheinbach 01.05.1996
1. Meßprinzip
Es wird die Zeit gemessen, für die ein Akkumulator in der Lage ist, einen konstanten Strom
vorgegebener Stärke zu liefern, bis die Spannung zwischen den Akkumulatorklemmen einen
vorgegeben Mindestwert erreicht hat. Bei Unterschreitung dieser Mindestspannung wird die
Entladung automatisch abgebrochen. Die Stromstärke wird über die gesamte Meßdauer elektronisch
so konstant wie möglich gehalten. Ein präziser Oszillator-gesteuerter Taktgeber veranlaßt ein
Zählwerk, nach jeder abgeflossenen Milliamperestunde (mAh) den Inhalt seines Zählregisters um 1 zu
erhöhen. Die Kapazität ergibt sich schließlich als Produkt aus Stromstärke in Ampere und Meßdauer
in Stunden.
2. Prinzip der Schaltung
Die erforderliche Taktfrequenz 1 / At wird aus der vorgegebenen konstanten Stromstärke I errechnet
nach 1 /At [s"1] = 1000 [A] / (I [A] * 3600 [s]) bzw. 1 /At = 1 /( 3,6 * I).
Der Meßvorgang wird von einem RS-Flipflop gesteuert. Der Setzimpuls (S) wird manuell über einen
Start-Taster gegeben. Solange der Ausgang des Flipflops aktiviert ist, zählt das Zählermodul im
Stromstärke-abhängigen Takt weiter. Gleichzeitig wird die elektronisch geregelte Entladestufe
eingeschaltet, die dem Akkumulator Strom der vorgegebenen Stärke entnimmt.
Die Stromstärke wird über einen Stufenschalter eingestellt. Der Schalter verfugt über fünf
verschiedene Positionen, die einen Stromstärkebereich von 450 niA bis 7,2 A umfassen. Über einen
zusätzlichen Schalter kann der damit eingestellte Meßbereich nochmals um den Faktor 10 verkleinert
werden. Auf diese Weise kann letztlich ein Stromstärkenbereich von 45 mA bis 7,2 A abgedeckt
werden. Für die Praxis bedeutet dies, daß von sehr kleinen Akkumulatoren geringer Kapazität bis zu
großen Akkumulatoren hoher Kapazität - eben 100 Ah - mit einem einzigen Meßgerät vermessen
werden können.
Der Rücksetzimpuls (R) wird von einer Unterspannungserkennung gegeben. Sobald die
Entladeschlußspannung unterschritten wird, endet der Entladevorgang und damit die Messung. Die
Entladeschlußspannung kann entweder in vier diskreten Stufen von 2V-4V-6V oder 12 V
vorgegeben werden (Standardvorgaben für Bleiakkus) oder stufenlos im Bereich zwischen 0 V und
15 V (für alle Akkutypen) gewählt werden. Während der Entladung blinkt eine Kontrolleuchte.
Überdies ist das Gerät mit einem mechanischen Thermoschalter ausgestattet, welcher bei einer
Temperatur von 90 0C automatisch öffnet und somit das Gerät vor Überhitzung schützt. Zusätzlich
wird ein Warnsignal in Form einer Blinkleuchte aktiviert.
B Beschreibung der Gebrauchsmusterschutz-Anmeldung
Thomas Krohn
Meisenweg 24
53359 Rheinbach
01.05.1996
| Daraus ergibt sich folgendes | Istwert, | Blockschaltbild: | Unterspannungs | Stromregler | I CD ¥ | R Q | Loaikpeael: | Teilerverhältnis I |
t | I I ' „ |
einstellbarer | ■512 Hz |
| erkennung | S | (D-Q, solange Istwert (Akkuspannung) > Sollwer © =1, wenn Entladung aktiviert |
(D — 1, wenn Entladung aktiviert und nicht Übertemperatur | Teiler | ||||||||
| * | Zähltakt I | |||||||||||
| Strom- | Zählermodul | |||||||||||
| Akku | auswahl | |||||||||||
| Spannungs | I | Sollwert | t | |||||||||
| auswahl | Stop | Eingang! | ||||||||||
| Entladestufe | Start | ■< 1 ein-aus |
||||||||||
| Sollwert. | ! 1 | 1® | ||||||||||
| Übertemp.- erkennung |
||||||||||||
| Reset | ||||||||||||
| Strom versorgung |
||||||||||||
Abb. 1: Blockschaltbild Universal-Akkukapazitätsmeßgerät
3. Schaltplan (Abbildung 2)
Das Gerät wird mit Netzspannung betrieben, die notwendige Betriebsspannung von 15V = wird
durch ein im Gerät integriertes in Standardschaltung aufgebautes Netzteil zur Verfügung gestellt.
Weiterhin versorgt das Netzteil den Entladestromregler mit einer stabilen Referenzspannung.
Das hier verwendete Zählermodul hat eine Betriebsspannung von 1,5V, es stellt neben dem
Zählumfang bis 99.999 eine Referenzfrequenz 512 Hz zur Verfügung. Durch eine Teilerschaltung wird hieraus der stromproportionale Zähltakt gewonnen. Das
Teilerverhältnis ist so gewählt, daß sich nach jeder entladenen Milliamperestunde der angezeigte Wert
des Zählermoduls um 1 erhöht.
Claims (5)
1. Vorrichtung zur Messung der Kapazität von Akkumulatoren mit einer Entladeeinheit, die den zu
messenden Akkumulator mit einem konstanten Strom bis zu einer Entladeschlußspannung entlädt,
sowie mit einer Zeitmeßeinheit, die die bei der Entladung verstreichende Zeit erfaßt,
dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Einstellen des Entladestroms und/oder Mittel zum Einstellen der
Entladeschlußspannung vorgesehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet;
daß eine elektronische Schaltung vorgesehen ist, die einen angeschlossenen Akkumulator mit
einem beliebig einstellbaren Entladestrom im Bereich 45 Milliampere bis 7,2 Ampere messen
kann.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine elektronische Schaltung vorgesehen ist, die durch vorgegebene Stellungen
(beispielsweise 2-4-6-12 Volt) oder stufenlos im Bereich von 0 bis 15 Volt die Vorwahl und
Einhaltung der Entladeschlußspannung während der gesamten Messung ermöglicht.
4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Umschaltung vorgesehen ist, die den Meßbereich von 100 Amperestunden um'den
Faktor zehn verkleinert.
5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Umschaltung vorgesehen ist, die die Auflösung der meßbaren elektrischen Speicherfähigkeit
von einer Milliamperestunde auf 0,1 Milliamperestunden ermöglicht.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29608142U DE29608142U1 (de) | 1996-05-04 | 1996-05-04 | Vorrichtung zur Messung der Kapazität von Akkumulatoren |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29608142U DE29608142U1 (de) | 1996-05-04 | 1996-05-04 | Vorrichtung zur Messung der Kapazität von Akkumulatoren |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29608142U1 true DE29608142U1 (de) | 1996-09-12 |
Family
ID=8023565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29608142U Expired - Lifetime DE29608142U1 (de) | 1996-05-04 | 1996-05-04 | Vorrichtung zur Messung der Kapazität von Akkumulatoren |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29608142U1 (de) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0146377A1 (de) * | 1983-12-16 | 1985-06-26 | The Commonwealth Of Australia | Batterieprüfschaltung |
| DD266406A1 (de) * | 1987-12-11 | 1989-03-29 | Verkehrswesen Forsch Inst | Verfahren und schaltungsanordnung zur kapazitaetsmessung von akkumulatoren |
-
1996
- 1996-05-04 DE DE29608142U patent/DE29608142U1/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0146377A1 (de) * | 1983-12-16 | 1985-06-26 | The Commonwealth Of Australia | Batterieprüfschaltung |
| DD266406A1 (de) * | 1987-12-11 | 1989-03-29 | Verkehrswesen Forsch Inst | Verfahren und schaltungsanordnung zur kapazitaetsmessung von akkumulatoren |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| Akku-Kapazitätsmeßgerät, Best.-Nr.23 47 53/ 23 47 61, Schriftnummer: 129-3-88-S-1 der Fa. CONRAD ELECTRONIC GmbH, Hirschau, S.2,5,36 * |
| Digitaler Akku-Kapazitätsmeß- und Ladeautomat AK 7000. In: ELV journal 32, S.41-49 * |
| Kapazitätsmesser für NiCds. In: Elektor 7-8/93, S.74,75 * |
| KEUFNER,Karl-Heinz: Digitales Meßgerät zur Überprüfung der Kapazität von NiCd-Akkus. In: SchiffsModell 8/88, S.440-444 * |
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