DE4033093A1 - Verfahren zum wiederaufladen von nickel-cadmium-batterien und schaltung zur durchfuehrung dieses verfahrens - Google Patents
Verfahren zum wiederaufladen von nickel-cadmium-batterien und schaltung zur durchfuehrung dieses verfahrensInfo
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Description
Nickel-Cadmium-Batterien sind heutzutage in einer
großen Typenvielfalt erhältlich; durch Zusammen
schaltung mehrerer Einzelzellen mit definierter Zell
spannung kann die zur Verfügung stehende Ausgangs
spannung der Batterie in einem weiten Bereich variiert
werden.
Nickel-Cadmium-Batterien sind empfindlich gegen Über
ladung, da diese zum Verlust des Speichervermögens bzw.
zur Zerstörung des Akkus führen kann; zum andern müssen
Nickel-Cadmium-Batterien vor dem Ladevorgang vollstän
dig entladen werden, da sonst durch den sogenannten Me
mory-Effekt die Speicherkapazität des Akkus bei jedem
Ladevorgang sukzessive vermindert wird.
Beim Wiederaufladen von Nickel-Cadmium-Batterien muß
diesen Umständen Rechnung getragen werden: zum einen
muß zur Vermeidung des Memory-Effekts sichergestellt
sein, daß der Akku vor dem Ladevorgang vollständig ent
laden ist, zum andern muß zur Vermeidung von Überladun
gen der Ladevorgang rechtzeitig beendet werden, wenn
der Akku voll ist.
Beispielsweise wird der Akku mit einer festgelegten La
demenge gemäß dem Zeit-Strom-Produkt geladen, das
heißt, es wird ein definierter Strom über eine vorgege
bene Zeit aufrecht erhalten. Bei dieser Methode muß je
doch zur Vermeidung von Überladungen des Akkus vor je
dem Ladevorgang ein ganz bestimmter Ausgangszustand re
produzierbar gewährleistet sein.
Als Kriterium für die vollständige Entladung der
Nickel-Cadmium-Batterien dient im allgemeinen die Ent
ladeschlußspannung, die ca. 80% der Nennspannung be
trägt. Da dieser Wert jedoch nicht genau definiert und
für verschiedene Akkuzellen unterschiedlich ist, kann
die vollständige Entladung vor dem Ladevorgang oft
nicht garantiert werden.
In vielen Fällen werden zudem - beispielsweise im Mo
dellbaubereich - unterschiedliche Batteriespannungen
und damit eine unterschiedliche Zahl an Akkuzellen
benötigt, so daß sich auch die Entladeschlußspannung
und damit auch der Ausgangszustand vor dem Ladevorgang
ändert. Konventionelle Batterieladegeräte sind entweder
nur für eine bestimmte Spannung ausgelegt, so daß bei
unterschiedlicher Zellspannung verschiedene Ladegeräte
eingesetzt werden müssen oder es muß - beispielsweise
durch manuelle Umschaltung des Ladegeräts - eine auf
wendige Anpassung vorgenommen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum Wiederaufladen von Nickel-Cadmium-Batterien an
zugeben, bei dem der Entladevorgang und der Ladevorgang
vereinfacht wird und bei dem Nickel-Cadmium-Batterien
mit unterschiedlicher Akkuspannung problemlos wieder
aufgeladen werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
Gemäß der Erfindung wird der Entladezustand des Akkus
nicht über die Entladeschlußspannung ermittelt, sondern
über den Entladestrom, den der Akku noch zu liefern
vermag. Dieser Strom hängt nur von der Restlademenge
des Akkus ab, ist aber unabhängig von der Akkuspannung;
daher ist dieses Entladekriterium wesentlich sicherer
und aussagekräftiger und ein genau definierter Aus
gangszustand für den Ladevorgang möglich. Außerdem kön
nen Batterien mit beliebiger Akkuspannung mit einem La
degerät ohne Umschalt- bzw. Anpassungsprozesse problem
los nach vorheriger Entladung wieder aufgeladen werden.
Beim Entladevorgang wird die Restlademenge des Akkus
dabei über einen geregelten Entladestrom an einen Ver
braucher abgegeben; dazu ist im Entladeteil der Schal
tung ein Regelkreis vorgesehen, durch den ein vorgege
bener Entladestrom-Sollwert mit dem momentanen Entlade
strom-Istwert verglichen wird. Solange der Akku den
Sollwert-Entladestrom noch liefern kann - solange also
der Istwert noch größer als der Sollwert ist - wird der
Entladevorgang fortgesetzt; kann der Sollwert-Ent
ladestrom vom Akku nicht mehr aufgebracht werden, wird
dies von der Schaltung als Entladeschlußkriterium er
kannt, der Entladevorgang beendet und gleichzeitig der
Ladevorgang gestartet. Der Ladestrom beim Ladevorgang
wird über einen Regelkreis im Ladeteil der Schaltung
eingestellt; der Ladevorgang ist daher sehr genau re
gelbar und kann bei beliebiger Zahl von Akkuzellen und
beliebigen Nennspannungen der Batterien durchgeführt
werden.
Die Erfindung soll nachstehend anhand der Fig. 1 und
2 näher beschrieben werden.
Dabei ist in der Fig. 1 das Prinzipschaltbild der
Schaltung und in der Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel
dargestellt.
Gemäß dem Prinzipschaltbild der Fig. 1 ist die Schal
tung in die Schaltungskomponenten Entladeteil 10, Lade
teil 20, Akkuteil 30 und Kontrollteil 40 untergliedert.
Der Entladeteil 10 enthält einen Entlade-Regler 11,
dessen Ausgang mit einem Stellglied 12 sowie über die
Verbindungsleitung 19 mit einer Vergleicherschaltung 41
verbunden ist. Der Ausgang des Stellglieds 12 ist über
einen schnellen Schalter 15 an den Akkuteil 30 ange
schlossen, wobei durch den Schalter 15 der Energiefluß
beim Entladevorgang durch Vorgabe des Entla
destrom-Effektivwerts gesteuert wird.
Der Kontrollteil 40 enthält neben der Überwachungs
schaltung 41 eine Steuerlogik 42 sowie eine Zeitsteue
rung 43; die Überwachungsschaltung 41 ist über die Ver
bindungsleitung 16 mit dem Eingang der Steuerlogik 42
verknüpft, der Ausgang der Steuerlogik 42 ist über die
Verbindungsleitung 17 mit dem Entlade-Regler 11 verbun
den.
Der Ladeteil 20 umfaßt einen Lade-Regler 21, dessen
Ausgang mit einer Ladestromquelle 22 verbunden ist, die
wiederum an den Akkuteil 30 angeschlossen ist. Der Aus
gang der Zeitsteuerung 43 ist über die Ver
bindungsleitung 24 mit dem Laderegler 21 verbunden.
Der Akkuteil 30 enthält neben den zu ladenden Batte
rien 31 noch eine Komponente 32 zur Erfassung bzw. Mes
sung des momentanen Strom-Istwerts, der als Entlade
strom-Istwert bzw. Ladestrom-Istwert über die Verbin
dungsleitungen 18 bzw. 25 dem Istwert-Eingang E1 des
Entlade-Reglers 11 bzw. Lade-Reglers 21 zugeführt wird.
Der Entladevorgang wird durch ein Freigabe-Signal der
Steuerlogik 42 an den Entlade-Regler 11, der beispiels
weise ein Stromregler ist, gestartet; dadurch wird das
mit dem Ausgang des Entlade-Reglers 11 verbundene
Stellglied 12 aktiviert und der Verbraucher 14 einge
schaltet, über den die Restladung des zu entladenden
Akkus 31 abgegeben wird. An den beiden Eingängen E1 und
E2 des Entlade-Reglers 11 liegen Sollwert und Istwert
der Regelgröße "Entladestrom" an, wobei der Sollwert am
Eingang E2 durch eine externe Vorgabe eingestellt wird,
während der Istwert über die Verbindungsleitung 18 dem
Eingang E1 des Entlade-Reglers 11 zugeführt wird. Der
Entlade-Regler 11 vergleicht nun den vorgegebenen Soll
wert des Entladestroms mit dessen momentanen Istwert;
am Ausgang des Entlade-Reglers 11 wird die Stellgröße
dem Stellglied 12 und über die Verbindungsleitung 19
der Überwachungsschaltung 41 zugeführt. Solange der
Akku 31 den vorgegebenen Sollwert des Entladestroms
liefern kann, bleibt der Ausgang des Entlade-Reglers 11
im aktiven Bereich; falls dieser Sollwert-Strom vom
Akku 31 nicht mehr aufgebracht werden kann, steuert der
Entlade-Regler 11 auf. Diese Übersteuerung des Ent
lade-Reglers 11 wird von der Überwachungsschaltung 41
als Kriterium für die Bedingung "Akku entladen" erkannt
und ein entsprechendes Entladeschluß-Signal über die
Verbindungsleitung 16 an die Steuerlogik 42 abgegeben.
Erhält die Steuerlogik 42 dieses Entladeschluß-Signal,
wird der zeitgesteuerte Entladevorgang beendet, indem
der Entlade-Regler 11 über die Verbindungsleitung 17
inaktiviert bzw. rückgesetzt wird; gleichzeitig wird
der Lade-Regler 21 über die Verbindungsleitung 24 akti
viert und die Ladezeit durch die Zeitsteuerung 43 mit
Hilfe eines Zeitzählers bzw. Timers gestartet. An den
beiden Eingängen E1 und E2 des Lade-Reglers 11 liegen
Sollwert und Istwert der Führungsgröße "Ladestrom" an,
wobei der Ladestrom-Sollwert am Eingang E2 durch eine
externe Vorgabe eingestellt wird, während der Lade
strom-Istwert über die Verbindungsleitung 25 dem Ein
gang E1 des Lade-Reglers 21 zugeführt wird. Der maximal
mögliche Ladestrom wird durch den extern vorgebbaren
Ladestrom-Sollwert bestimmt; der Ladestrom fließt so
lange, bis die von der Zeitsteuerung 43 vorgegebene La
dezeit beendet ist. Der Sollwert des Ladestroms - der
je nach verwendetem Akku-Typ unterschiedlich sein
kann - wird mit dem momentanen Istwert verglichen und
der Ladestrom entsprechend geregelt; die Messung des
Ladestrom-Istwerts kann beispielsweise mit der gleichen
Strom-Erfassungskomponente 32 erfolgen, die auch beim
Entladevorgang verwendet wird. Der stromgeregelte Lade
vorgang ist somit - wie der Entladevorgang - ebenfalls
unabhängig von der Akkuspannung.
In der Fig. 2 ist als Ausführungsbeispiel der Erfin
dung ein Batterieladegerät dargestellt, wobei die in
der Fig. 1 beschriebenen funktionellen Schaltungs
blöcke teilweise miteinander integriert wurden.
Das Ladekonzept des in der Fig. 2 dargestellten Batte
rieladegeräts beruht auf dem bereits beschriebenen
Prinzip der zeitlich begrenzten Konstantstromladung. Um
Nickel-Cadmium-Batterien kontrolliert laden zu können,
muß - wie ausgeführt - deren vorherige Entladung si
chergestellt sein; daher wird nach Einschalten der
Netzspannung oder nach Anlegen des Akkus zunächst mit
dem Entladevorgang begonnen. Falls jedoch der
Start-Laden-Schalter S1 des Ladegeräts betätigt ist,
wird der Ladevorgang sofort ohne vorherige Entladung
gestartet; dies ist beispielsweise bei Blei-Batterien
möglich. Sowohl beim Entladevorgang als auch beim Lade
vorgang wird der Entladestrom bzw. Ladestrom geregelt
und ist somit von der Batterie-Zellenzahl als auch von
der Betriebsspannung unabhängig. Die beim Ent
ladevorgang zu vernichtende Energie wird beispielsweise
in einer Glühlampe in Licht umgesetzt.
Das Batterieladegerät enthält gemäß der Fig. 2 fol
gende Systemkomponenten (die Zahlenwerte in Klammern
geben die Bezeichnung der Fig. 1 wieder):
- - einen Leistungsteil 1 mit dem Trafo TR zur La destromerzeugung und mit einer bipolaren Span nungsversorgung, die mittels der Brückengleich richterdioden D1 bis D4 erzeugt wird. Die negative Versorgungsspannung wird durch die in Reihe zum Widerstand R13 geschaltete Diode D6 aus der Brückengleichrichtung ausgekoppelt und durch den Kondensator C2 geglättet; die Komponenten C1, R5, C3 und D8 dienen zur Glättung der positiven Versorgungsspannung, R1 ist der Ableitwiderstand für die Netzsynchronisierung.
- - einen Leistungs-Steuerungsteil 2 mit den Thyri storen Th1 und Th2. Der als Stromquelle geschal tete Transistor 76, dessen Strom durch den Wider stand R8 eingestellt wird, dient als Pegelschieber zur Generierung positiver Zündimpulse für die Thyristoren Th1 und Th2; die Widerstände R2 und R3 sind die Gate-Vorwiderstände der Thyristoren Th1 und Th2. Der Transistor T1 ist ein Treiber für den Zündstrom der Thyristoren, D5 eine Sperrdiode und R7 ein Ableitwiderstand.
- - einen Entladestrom-Leistungsteil 3 mit dem von Pin 10 des Schaltkreises 50 pulsweitenmodula tionsgesteuerten Transistor T7 (Schalter 15) und der Glühlampe H1 (Verbraucher 14); mittels des pulsweitenmodulierten Transistors T7 wird der Effektivwert des Entladestroms vorgegeben. Deswei teren sind der Basis-Vorwiderstand R14 und der Ab leitwiderstand R15 vorgesehen.
- - einen Akkuteil 4 mit den zu ladenden Batte rien B (31) und dem Meßwiderstand R11 (32) zur Er fassung des momentanen Istwert-Stroms. Das Strom meßgerät A, beispielsweise ein Dreheisen-Ampere meter, dient zur Anzeige des momentanen Strom werts.
- - einen Steuer- und Überwachungsteil 5 zur zeitli
chen Steuerung des Entladevorgangs bzw. Ladevor
gangs, zur Temperaturüberwachung und zum Umschal
ten vom Entladen zum Ladevorgang.
Dazu ist ein Lade-/Entlade-Steuerschaltkreis 50 vorgesehen - beispielsweise ein IC U 2400 B - eine Pulsweitenmodulations-Steuerschaltung 51, die die Steuerspannung für den Entladetransistor T7 bildet - Pin 2 des IC 50, Widerstände R19, R28, Kondensa tor C6, Widerstand R16 - eine Oszillatorschal tung 52 - Pin 3 des IC 50, Kondensator 66, Wider stand R16 - mit der das Tastverhältnis der Puls weitenmodulation zur Regelung des Entladestroms und andere zeitliche Abläufe beim Lade-/Ent ladevorgang gesteuert werden, eine Sta tusanzeige 53 für den Betriebsmodus (Ladezu stand/Entladezustand/Fehlerfunktion) - Statusausgang Pin 9 des IC 50, Statusan zeige-Leuchtdioden D10 und D11 sowie Vorwider stände R30 und R31 -, eine Temperüberwa chungs-Schaltung 54 für die Batterie - Pin 5 des IC 50, Widerstände R22, R18, R39 - eine Schal tungskomponente 55 zum Umschalten vom Entladevor gang zum Ladevorgang - Pin 6 des IC 50, Kondensa toren C5, C4, Widerstände R23, R25, Diode D7, Schalter S1, Transistor T5 - einen Ladestromfrei gabeteil 56 - Pin 12 des IC 50, Steuertransisto ren T2 und T3 zur Freigabe des Ladestroms, Wider stände R4 und R6 - und eine Akku-Erkennungs schaltung 57 (Akku eingesteckt/nicht einge steckt) - Pin 4 des IC 50, Widerstände R17, R21, R28 und Diode D9. - - einen Schaltungsteil 6 zur Ladestromsteuerung, zur
Ladestrom/Entladestrom-Erfassung und Regelung
des Entlade- bzw. Ladestroms.
Dazu ist ein Phasenanschnitt-Steuerschaltkreis 60 vorgesehen - beispielsweise ein IC U 2010 B - ein Ladestromsteuerteil 61 durch Phasenanschnittsteue rung - Zündimpulsausgang Pin 16 des IC 60 zur An steuerung der Thyristoren Th1 und Th2, Stellein gang Pin 4 des IC 60, Rampenstromvorgabe durch Pin 14 des IC 60 und Widerstand R12 sowie Synchro nisierung durch Pin 15 des IC 60 und Wider stand R32 - ein Ladestrom-/Entladestrom-Istwerter fassungsteil 62 mit Istwert-Aufbereitung - Erfas sungs-Widerstand R11, Bewertungs-Widerstände R9, R10, Pin 1 und 2 des IC 60, Istwert-Aufbereitung durch Pin 6 des IC 60 und Kondensator C11, und Istwert-Bewertung durch Potentiometer P1 - ein Reglerteil 63 zur Lade-/Entladestromregelung - Reglerausgang Pin 13 des IC 60, Lade-/Entlade stromregelung durch Pin 13, Pin 4 des IC 60 und Widerstand R27, Integrationsglied Widerstand R27, Kondensator C10 - und ein Schaltteil 64 zur Er zeugung der Steuerspannung für die Ladestromvor gabe - Potentiometer P2, Widerstand R28.
Der zeitliche Ablauf des Entladevorgangs bzw. des Lade
vorgangs soll im folgenden anhand der Schaltungskompo
nenten der Fig. 2 erläutert werden.
Nach dem Einschalten der Netzspannung bzw. nach dem
Kontaktieren der Batterien wird durch den Lade-Ent
lade-Steuerschaltkreis 50 die aktive Entladung einge
leitet; das Kriterium hierfür ist das Power-on bzw. die
Akku-Erkennung am Pin 6 des Steuerschaltkreises 50. Der
Steuerschaltkreis 50 übernimmt die Pulswei
tenmodulations-Steuerfunktion für den Leistungstransi
stor T7 und bestimmt damit den Mittelwert bzw. Effek
tivwert des Entladestroms durch den Verbraucher H1. Die
für die Pulsweitenmodulation-Funktion maßgebliche
Stellspannung wird durch Integration der Spannung am
Reglerausgang Pin 13 des Schaltkreises 60 geliefert,
wobei der Transistor T4 beim Entladen sperrt und den
Steuereingang Pin 2 des Steuerschaltkreises 50 frei
gibt.
Die bipolare Laststromerfassung am Pin 1 bzw. Pin 2 des
Schaltkreises 60 ermöglicht es, den Lade- und Entlade
strom über einen einzigen Meßwiderstand R11 zu detek
tieren. Das Strom-Istwertsignal wird am Strom-Ausgang
Pin 6 durch den Kondensator C11 und das Potentiome
ter P1 integriert und bewertet. Der Komparator des
Schaltkreises 60 wird als Stromregler verwendet und
vergleicht den gewichteten Strom-Istwert - Pin 6 - mit
einer festen internen Sollwert-Referenz, die bei
spielsweise 6,4 V beträgt. Überschreitet der
Strom-Istwert diesen Sollwert, schaltet der Regleraus
gang am Pin 13 auf die Referenzspannung (Pin 8). Der
Regler bestimmt über das Integrierglied - Wider
stand R28, Kondensator C7, Widerstand R19 - die Steuer
spannung am Pulsweitenmodulations-Eingang Pin 2 des
Schaltkreises 50; das daraus resultierende Pulsweiten
modulations-Steuersignal am Ausgang Pin 10 steuert mit
tels des Transistors T7 den Mittelwert bzw. Effek
tivwert des Akku-Entladestroms entsprechend dem am Po
tentiometer P1 vorgegebenen Wert.
Solange sich der Regler während des Entladevorgangs im
aktiven Bereich befindet (Reglerausgang Pin 13 schal
tet), wird der Kondensator C5 über die Diode D7 und den
Widerstand R25 durch den Transistor T5 fortwährend ent
laden; am Pin 6 des Schaltkreises 50 (Entladungsstop)
liegt die Referenzspannung (Pin 7) an. Erst wenn der
mit dem Potentiometer P1 eingestellte Entlade
strom-Sollwert vom Akku nicht mehr aufgebracht werden
kann, steuert der Regler voll aus; damit bleibt der
Ausgang Pin 13 hochohmig, der Transistor T5 sperrt und
der Kondensator C5 lädt sich über den Widerstand R23
auf.
Unterschreitet die Spannung am Pin 6 des Schaltkrei
ses 50 daraufhin einen Wert von typischerweise 180 mV,
wird automatisch in den Lademodus umgeschaltet; der La
deausgang Pin 12 schaltet gegen Masse (Pin 11) und die
Transistoren T3 und T2 sperren. Damit ist der Thyri
stortreiber-Transistor T1 freigegeben und der Phasenan
schnitt-Steuerschaltkreis 60 übernimmt den Ladevorgang.
Beim Ladevorgang kann eine separate Einstellung des La
destroms und der Ladespannung mittels der Potentiome
ter P1 und P2 vorgenommen werden, wobei dies beispiels
weise für das Laden von Blei-Batterien von Bedeutung
ist. Hierbei wird der Ladestrom mit dem Potentiome
ter P1 auf den maximal zulässigen Wert eingestellt, der
auch beim Laden total leerer Akkus nicht überschritten
werden kann; die Ladespannung wird dann mit dem Poten
tiometer P2 so eingestellt, daß beim Erreichen der
Gasungsspannung gerade der noch zulässige Erhaltungs
strom fließt.
Die Ladestromerfassung und -bewertung sowie der Soll
wert-Istwert-Vergleich bei der Stromregelung wird ana
log zum Entladevorgang vom Phasenanschnitt-Steuer
schaltkreis 60 durchgeführt. Dabei bestimmt die Span
nungseinstellung am Potentiometer P2 den für den Lade
strom maßgeblichen Phasenwinkel; erreicht jedoch der
resultierende Ladestrom den Einstellwert von P1, wird
der Reglerausgang am Pin 13 aktiv und beeinflußt über
den Widerstand R27 dominant den Stelleingang Pin 4, so
daß der mit dem Potentiometer P1 eingestellte Strom
nicht überschritten wird.
Der zeitliche Ablauf bzw. die Kontrolle der Ladezeit
wird folgendermaßen festgelegt: Nach der Freigabe des
Ladeausgangs Pin 12 des Steuerschaltkreises 50 (Tran
sistoren T2 und T3 sperren), steuert der Transistor T1
über den Pin 16 des Schaltkreise 60 und einen Pegel
schieber (Transistor T6) die Zündimpulse der Thy
ristoren Th1 und Th2. Mit Hilfe der Oszillatorfrequenz
(Widerstand R16, Kondensator C6) wird die Ladezeit
festgelegt, die frei bestimmt werden kann. Nach Ablauf
der vorgegebenen Ladezeit wird der Pin 12 des Schalt
kreises 50 abgeschaltet und der Ladevorgang beendet;
für eine Schnelladung von Nickel-Cadmium-Batterien ist
dabei eine typische Standard-Ladezeit von 1 Stunde üb
lich.
Claims (17)
1. Verfahren zum Wiederaufladen von Nickel-Cadmium-Bat
terien, die aus mehreren in Serie geschalteten Zellen
bestehen, und die vor dem Ladevorgang vollständig ent
laden und beim Ladevorgang mit einer bestimmten La
dungsmenge geladen werden, dadurch gekennzeichnet, daß
beim Entladevorgang der Ladezustand der Batterien durch
Messung bzw. Erfassung des von den Batterien noch lie
ferbaren Entladestroms bestimmt wird, daß der Lade- und
Entladestrom stromgeregelt sind, und daß das Erkennen
des Entladezustands, der Ladestrom und der Entladestrom
unabhängig von der Anzahl der Zellen sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der vollständige Entladezustand der Batterien da
durch festgelegt ist, daß der Entladestrom einen
vorgegebenen Strom-Sollwert erreicht bzw. unter
schreitet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß beim Erreichen oder Unterschreiten des
Strom-Sollwerts der Entladevorgang der Batterien been
det und gleichzeitig der Ladevorgang gestartet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß beim Erreichen oder Unterschreiten des
Strom-Sollwerts ein Entladeschlußsignal erzeugt wird,
das den Entladevorgang beendet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der stromgeregelte Entladestrom der
Batterien an einen Verbraucher abgegeben wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ladungsmenge der Batterien beim
Ladevorgang nach dem Strom-Zeit-Produkt vorgegeben
wird, wobei der stromgeregelte Ladestrom während einer
vorgegebenen Zeit fließt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ladevorgang mittels eines
Startfreigabesignals gestartet wird, das gleichzeitig
den Anfang der Ladezeit festlegt.
8. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schaltung aus einem Entladeteil (10), einem Lade
teil (20), einem Akkuteil (30) sowie einem Kontroll
teil (40) besteht, und daß im Akkuteil (30) Mittel (32)
zur Bestimmung des Entladestroms und Ladestroms der
Batterie vorgesehen sind.
9. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Entladeteil (10) einen Verbraucher (14) ent
hält, und daß der an den Verbraucher (14) abgegebene
Entladestrom der Batterie mittels eines Meßwider
stands (32) bestimmt wird.
10. Schaltung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Entladeteil (10) der Schaltung aus
einem Entlade-Regler (11) und einem Stellglied (12) be
steht, und daß dem ersten Eingang (E1) des Ent
lade-Reglers (11) der gemessene Entladestrom, und dem
zweiten Eingang (E2) ein Entladestrom-Sollwert zuge
führt wird.
11. Schaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, da
durch gekennzeichnet, daß der Kontrollteil (40) eine
Überwachungsschaltung (41), eine Steuerlogik (42) sowie
eine Zeitsteuerung (43) aufweist.
12. Schaltung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Ausgang des Entlade-Reglers (11) mit
dem Stellglied (12) und über eine Verbindungslei
tung (19) mit der Überwachungsschaltung (41) verbunden
ist, daß der Ausgang der Überwachungsschaltung (41) mit
der Steuerlogik (42) verbunden ist, und daß der Ausgang
der Steuerlogik (42) über eine Verbindungsleitung (17)
mit dem Entlade-Regler (11) verknüpft ist.
13. Schaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Überwachungsschaltung (41) ein Unterschreiten
des Entladestrom-Sollwerts erfaßt und ein Entlade
schluß-Signal an die Steuerlogik (42) abgibt, und daß
die Steuerlogik (42) den Entlade-Regler (11) bei Vor
liegen des Entladeschluß-Signals über eine
Verbindungsleitung (17) rücksetzt.
14. Schaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, da
durch gekennzeichnet, daß der Ladeteil (20) der Schal
tung einen Lade-Regler (21) und eine
Lade-Stromquelle (22) enthält, und daß zur Regelung des
Ladestroms dem einen Eingang des Lade-Reglers (21) der
gemessene Ladestrom und dem anderen Eingang ein La
destrom-Sollwert zugeführt wird.
15. Schaltung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ladestrom der Batterie mittels eines Meßwider
stands (32) im Akkuteil (30) gemessen wird.
16. Schaltung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Verbindungsleitung (24) zwischen der
Zeitsteuerung (43) und dem Lade-Regler (21) vorgesehen
ist, über die der Lade-Regler (21) bei Beginn des La
devorgangs aktiviert und zum Beenden des Ladevorgangs
rückgesetzt wird.
17. Schaltung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, da
durch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuerung (43) einen
Zeitzähler enthält, durch den die Ladezeit vorgegeben
wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4033093A DE4033093A1 (de) | 1990-10-18 | 1990-10-18 | Verfahren zum wiederaufladen von nickel-cadmium-batterien und schaltung zur durchfuehrung dieses verfahrens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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