DE3620041A1

DE3620041A1 - Ladeanordnung fuer akkumulatoren

Info

Publication number: DE3620041A1
Application number: DE19863620041
Authority: DE
Inventors: Eberhard Schulz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: AEG Mobile Communication GmbH
Priority date: 1986-06-14
Filing date: 1986-06-14
Publication date: 1987-12-17

Description

Die Erfindung betrifft ein Ladegerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aufgrund der chemischen Eigenschaften von NiCd-Akkumula toren und anderer kann eine Nachladung derselben bei Temperaturen unter 10°C oder über +50°C nicht bzw. nur unter bestimmten Bedingungen durchgeführt werden. Eine Schnelladung ist bei diesen Temperaturen überhaupt nicht möglich. Die z. Z. angebotenen Ladegeräte tragen diesem Umstand keine Rechnung, sondern es wird davon ausgegangen, daß eine Nachladung grundsätzlich bei Zimmertemperatur durchgeführt wird.

Tragbare Funkgeräte und Empfänger werden jedoch bei jeder Temperatur eingesetzt und sehr häufig in Fahrzeughalte rungen mit oder ohne Nachlademöglichkeit aufbewahrt und bleiben darin bis das Gerät wieder benötigt wird, auch über längere Perioden.

Wird also bei Temperaturen unter +10°C nachgeladen, blei ben Schäden der Akkumulatoren nicht aus. Dies gilt auch, wenn unterkühlte (überhitzte) Akkumulatoren bei Zimmer temperatur nachgeladen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Ladeanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die Schäden an Akkumu latoren durch Laden bei extremen Temperaturen vermeidet. Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 ange geben. Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiter bildungen und Ausführungen der Erfindung. Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Sollen Akkumulatoren mit temperaturabhängigen Elektrolyten effektiv nachgeladen werden, kann dieses nur bei Tempera turen ab +10°C aufwärts, jedoch nicht über +50°C erfolgen. Sind Akkus über +50°C erhitzt, muß solange gewartet werden bis die Temperatur unter diesen Punkt absinkt, um diese zu laden.

Die Akkus, welche unterkühlt sind, müssen vor der Nach ladung auf eine Temperatur größer +10°C gebracht werden.

Fig. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild einer weitergebildeten erfindungsgemäßen Ladeanordnung, die wie folgt arbeitet:

a) Niedere Temperaturen

Soll ein Akkumulator 1 bei niederen Temperaturen geladen werden, wird von einem Temperaturfühler 3 die anliegende Temperatur gemessen. Liegt der Wert über der geforderten Mindesttemperatur, gibt eine Schalteinheit 4 den Lade vorgang frei. Liegt der Wert unter der geforderten Min desttemperatur, werden bis zum Erreichen dieser Schwelle Heizelemente 2 aktiviert und solange betrieben, bis die Zelle die geforderte Temperatur erreicht hat, dann erst wird der Ladevorgang freigegeben.

Wird während des Ladevorgangs die Schwelle wieder unter schritten, unterbricht die Schalteinheit 4 den Ladevorgang und aktiviert die Heizelemente 2, um optimale Temperatur verhältnisse wieder herzustellen. Dieses Alternieren schadet dem Akkumulator 1 nicht, verlängert jedoch den Ladezyklus. Da die heute eingesetzten Zellen jedoch schnelladefähig sind, ist dieses zu vernachlässigen. Bei Erhaltungsladungen hat es keinen Einfluß.

b) Höhere Temperaturen

Liegen Temperaturen über +50°C am Akkumulator bzw. der Umgebung vor, kontrolliert die Schalteinheit 4 auch diesen Ladevorgang. Da eine direkte Kühlung nur sehr aufwendig durchgeführt werden kann, muß solange mit dem Ladevorgang gewartet werden, bis der vorgesehene Temperaturwert unter schritten wird.

In den meisten Fällen steht durch die Primärenergie eines Fahrzeugs o. ä. genügend Leistung zur Verfügung, damit der Akkumulator bzw. Akkumulatorblock vor der Ladung durch externe Beheizung auf die geforderte Temperatur gebracht werden kann.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, diese Temperaturanpassung zu erreichen. Das sind:

a) Heizwiderstände
b) Heizdecken
c) geformte Heizkörper
d) Umströmung mit erwärmter Luft oder anderen Medien
e) andere.

Diese Heizelemente können erfindungsgemäß sowohl im Kom plettgerät (bei integrierten Akkumulatoren), wie auch bei extern anzuschließenden Akkublöcken eingebaut werden.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem mehrere Heizwiderstände um einzelne Akkumulatorzellen gruppiert sind. Sie können in einem Akkublock integriert sein oder in der Aufnahmebucht eines Geräts, das von den Akkumula toren gespeist wird.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem Heizele mente in die Gehäusewand eines Akkublocks intergriert sind.

Die Fig. 4 und 5 zeigen Ausführungen mit einer Heiz spule bzw. mit Platinen, auf denen Heizschlangen aufge bracht sind, jeweils angeordnet in der Aufnahmebucht für die Akkumulatoren.

Die Kontaktierung der Heizelemente kann, falls erfor derlich, in bekannter Weise mittels Berührungs- oder Steckkontakten erfolgen.

Bei kleineren Geräten ist es vorteilhaft, diese Heizele mente im eigentlichen Ladegerät zu installieren und die Beheizung von außerhalb vorzunehmen, vgl. Fig. 6.

Das Erreichen der geforderten Ladetemperatur kann durch folgende Bauelemente als Temperaturfühler kontrolliert werden:

a) Bimetall-Schalter
b) Schaltthermometer
c) temperaturempfindliche Widerstände
d) andere.

Die Temperaturfühler müssen so installiert werden, daß die geforderte Akkuinnentemperatur erreicht ist, bevor die eigentliche Ladung erfolgt. Ideal ist die Anordnung am Akkugehäuse selbst (vgl. Fig. 7 und 9), da hier direk ter Kontakt zur Innentemperatur gegeben ist. Bei allen anderen Installationsarten muß die Umgebungstemperatur berücksichtigt werden. Fig. 8 zeigt eine Ausführung, bei der der Temperaturfühler in einem tragbaren Funkgerät in oder bei der Akku-Aufnahmebucht integriert ist.

Die erfindungsgemäße Ladeanordnung ermöglicht Akkuladungen bei Umgebungstemperaturen, die normalerweise eine Ladung nicht zulassen.

Sie verlängert die Lebensdauer der Akkumulatoren und garantiert dadurch eine ständige Einsatzbereitschaft der Kommunikationsmittel.

Wichtig ist, daß der Temperaturfühler im Gerät bzw. Akku block integriert ist, um auch bei zu kalten (zu warmen) Akkumulatoren eine Ladung bei Raumtemperatur zu verhin dern, bevor die Akkus auf entsprechende Temperaturen gebracht werden.

Claims

1. Ladeanordnung zur Aufladung von Akkumulatoren, ins besondere NiCd-Akkumulatoren von tragbaren Funkgeräten, gekennzeichnet durch einen Temperaturfühler, der die Temperatur der zu ladenden Akkumulatoren mißt und eine Schalteinheit, die den Ladevorgang in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur freigibt oder sperrt.

2. Ladeanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Heizelemente, die von der Schalteinheit bei zu niedriger gemessener Temperatur eingeschaltet werden und die Akku mulatoren aufheizen.

3. Ladeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler im Akkumulator integriert ist.

4. Ladeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler im vom Akkumulator gespeisten Gerät integriert ist.

5. Ladeanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente in die Akkumulatoren integriert sind.

6. Ladeanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente im vom Akkumulator gespeisten Gerät integriert sind.

7. Ladeanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente im eigentlichen Ladegerät integriert sind.