DE4104400A1 - Batterie fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterie für Kraftfahrzeuge mit einer Vielzahl von positiven und negativen parallelgeschalteten Platten in jeweils einer Zelle, die ihrerseits seriell mit den anderen Zellen verbunden ist, so daß eine Batteriespannung zwischen einem Pol einer ersten Polarität und einem Pol einer zweiten Polarität abnehmbar ist.

Derartige Batterien werden als Starterbatterien für Kraftfahrzeu­ ge eingesetzt, die in ihrem Normalbetrieb unabhängig von der Bat­ terie arbeiten und über eine Lichtmaschine die Batterie wieder aufladen können. Solche Kraftfahrzeuge sind in erster Linie mit einem Verbrennungsmotor ausgestattet.

Die für die Funktion des Kraftfahrzeugs in erster Linie für den Startvorgang vorgesehenen Batterien werden auch durch Langzeit­ verbraucher belastet, beispielsweise durch das Standlicht, durch Autoradios, Standheizungen usw., wenn diese bei ausgeschaltetem Motor betrieben werden.

Ein Problem für die Benutzer von Kraftfahrzeugen besteht darin, daß ein versehentlich eingeschaltet gelassener Verbraucher die Batterie so weit entleeren kann, daß ein Startvorgang nicht mehr möglich ist. In diesem Fall bleibt das Potential des Kraftfahr­ zeuges, bei laufendem Motor die Batterie wieder aufzuladen, nutzlos, weil der Motor nicht angelassen werden kann.

Kraftfahrzeuge werden in zunehmendem Maße mit einer immer kompli­ zierteren Bordelektronik ausgestattet, wobei die durch Mikropro­ zessoren gegebenen Möglichkeiten ausgenutzt werden. Der beim An­ laßvorgang entstehende Spannungsabfall führt zu nicht unerhebli­ chen Problemen für derartige Bauteile, die eine möglichst kon­ stante Spannung benötigen und gegen das Auftreten von Impulsspit­ zen anfällig sind.

Es sind Batterien vorgestellt worden, beispielsweise in "Advanced Battery Technology", Oktober 1989, Seiten 6 bis 7, bei denen die eigentliche Batterie mit einer Zusatzkapazität versehen worden ist, die im normalen Benutzungsfall unbenutzt bleibt. Ist der Hauptteil der Batterie durch einen versehentlich eingeschaltet gelassenen Verbraucher entladen worden, besteht die Möglichkeit, einen Schalter zu betätigen und dadurch die Reservekapazität der Batterie wirksam zu schalten, um den Motor des Kraftfahrzeuges anzulassen. Diese Ausbildung der Batterie hat den Nachteil, daß sie für die Reservekapazität einen zusätzlichen Raumbedarf hat und daß im normalen Betrieb nicht sichergestellt werden kann, daß die Reservekapazität im Einsatzfall tatsächlich auch funktions­ fähig ist. Für die Steuerung der Ladung der Batterie ergeben sich darüber hinaus Probleme, weil die Ladung der Batterie für den Hauptteil gesteuert werden muß, wodurch die Reservekapazität, die praktisch nicht entladen worden ist, ständig überladen oder gar nicht geladen wird. Nach längerer Betriebsdauer kann somit die Reservekapazität in ihrer Funktion stark beeinträchtigt worden sein, so daß die Funktionsfähigkeit für einen erfolgreichen Anlaß­ vorgang im Notfall fraglich ist.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, in einem Kraftfahrzeug zwei getrennte Batterien vorzusehen und den Anlasser an die eine Batterie und die Langzeitverbraucher an die andere Batterie anzu­ schließen. Diese Lösung ist aufwendig, da nicht nur zwei Batte­ rien, sondern auch ein erheblicher zusätzlicher Platzbedarf er­ forderlich sind.

In dem Hauptpatent ist vorgeschlagen worden, in jeder Zelle einen ersten Teil der Platten einer Polarität zusammenzufassen und über die Zellen seriell zusammengeschaltet zu einem ersten Pol, einen zweiten Teil der Platten derselben Polarität zusammenzufassen und über die Zellen seriell zusammengeschaltet zu einem zweiten Pol und die Platten der anderen Polarität in herkömmlicher Weise zu wenigstens einem dritten Pol zu führen. Die Batterie gemäß Haupt­ patent weist somit wenigstens drei Pole auf, wobei die beiden Pole der einen Polarität die gleiche Nennspannung gegenüber dem dritten Referenzpol aufweisen. Dabei ist der erste Pol bei dem Kraftfahr­ zeug für den Startvorgang vorgesehen, wird also mit dem Anlasser verbunden, während an den zweiten Pol die Langzeitverbraucher angeschlossen werden.

Entladen nun Langzeitverbraucher die Batterie bis an ihre Kapazi­ tätsgrenze, ist dadurch nur die Kapazität der Batterie betroffen, die mit dem zweiten Pol verbunden ist, während die mit dem ersten Pol verbundene Kapazität so ausgelegt ist, daß sie für den An­ laßvorgang ausreicht. Durch die Langzeitverbraucher wird dieser Teil der Batterie nicht belastet, so daß er bei einem normalen Betrieb des Kraftfahrzeugs immer voll geladen ist.

Für die Langzeitverbraucher steht nur noch eine Teilkapazität der Batterie zur Verfügung. Dies ist aber nur ein scheinbarer Nach­ teil, weil bei einer herkömmlichen Batterie die Langzeitverbrau­ cher ebenfalls nur eine begrenzte Kapazität der Batterie in An­ spruch nehmen durften, wenn anschließend noch ein erfolgreicher Startversuch möglich sein sollte. Die Ausbildung der Batterie mit drei Polen hat somit den Effekt, daß eine Entladung der Gesamtbatterie durch Langzeitverbraucher nur soweit möglich ist, daß anschließend ein Startvorgang noch erfolgreich möglich ist, und zwar mit der durch die Langzeitverbraucher nicht ange­ tasteten Kapazität der Batterie.

Die Erfindung geht von der Problemstellung aus, den Anlaßvorgang auch bei einem Entladen der Batterie durch Langzeitverbraucher zuverlässig zu ermöglichen, ohne hierfür zwei vollständige separate Batterien einzusetzen. Gegenüber dem Hauptpatent soll dabei die Funktionssicherheit noch erhöht werden.

Ausgehend von dieser Problemstellung ist eine Batterie der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß für die erste Polarität (+) wenigstens ein Zusatzpol vorgesehen ist, dem nur ein Teil der Platten der ersten Polarität (+) zugeordnet ist und daß eine Detektionseinrichtung für ein Entlademaß in den mit dem Zusatzpol verbundenen Platten vorgesehen ist, die eine die weitere Entladung unterbindende Abschalteinrichtung steuert.

Wie bei der durch das Hauptpatent vorgeschlagenen Batterie sind wenigstens drei Pole vorgesehen, die in der gleichen Weise genutzt werden wie beim Hauptpatent. Zusätzlich weist die Batterie jedoch noch eine Detektionseinrichtung auf, die die Entladung der dem für Langzeitverbraucher vorgesehenen Pol zugeordneten Platten über­ wacht und eine weitere Stromentnahme verhindert, wenn diese Platten entladen sind. Durch die Detektionseinrichtung, die die Abschalt­ einrichtung steuert, wird verhindert, daß über den für die Lang­ zeitverbraucher vorgesehenen Pol der ersten Polarität eine Ent­ ladung fortgesetzt wird, obwohl die diesem Pol zugeordneten Platten bereits entladen sind.

Bei einer Aufteilung aller Platten einer Polarität gleichmäßig in jeder Zelle, wie sie durch das Hauptpatent beschrieben ist, kann eine solche weitere Entladung durch Leckströme von den Platten her erfolgen, die dem für den Anlaßvorgang vorgesehenen Pol zuge­ ordnet sind.

Die Anordnung der Detektions- und Abschalteinrichtung, die regel­ mäßig vorzugsweise in Form eines Transistor-Reglers ausgebildet sein wird, erlaubt darüber hinaus eine besonders vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemäßen Batterie, bei der dem Zusatzpol nur positive Platten in einem Teil der Zellen, vorzugsweise nur in einer Zelle, zugeordnet sind. Diese Maßnahme beruht darauf, daß durch die Verbindung des Zusatzpols nur mit einer Teilkapazität der Platten der ersten Polarität eine Entladung der Batterie nur zu einem dem Kapazitätsanteil proportionalen Teil möglich ist, so daß sich die entsprechende Kapazitätsaufteilung in die anderen Zellen wegen der seriellen Verbindung hineintransformiert. Der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke besteht somit darin, nach Entladung der mit dem Zusatzpol verbundenen Teilkapazität eine weitere Entladung der Batterie zu vermeiden. Da dies nicht auto­ matisch geschieht, weil sich die Teilkapazität umgekehrt polari­ siert wieder aufladen kann, so daß eine vollständige Entladung der Batterie nach der eigentlichen Entladung der Teilkapazität nicht verhindert wird, unterbindet die Detektionseinrichtung eine weitere Entladung, wenn ein gewisses Ausmaß der Entladung der Teilkapazität detektiert worden ist.

Durch diese Anordnung tritt daher der Effekt ein, daß über einen der mehreren Pole einer Polarität die Batterie nur zu einem gewissen Teil entladen werden kann. Die Grenze hierfür wird durch die Teilkapazität der Platten bestimmt, mit denen der betreffende Pol gegebenenfalls in serieller Verschaltung ver­ bunden ist. Für andere Verbraucher, die mit dem (Haupt-) Pol dieser Polarität verbunden sind, steht daher immer eine Mindest­ kapazität zur Verfügung, die so ausgelegt wird, daß beispielsweise ein Startvorgang mit dem durch die Langzeitverbraucher nicht an­ getasteten Teil der Kapazität der Batterie möglich ist, wenn die für Langzeitverbraucher an dem anderen Pol zur Verfügung stehende Kapazität erschöpft ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform detektiert die Detektionsein­ richtung einen Spannungsabfall. Im Gegensatz zu herkömmlich auf­ gebauten Batterien zeigt eine erfindungsgemäß aufgebaute Batterie einen treppenförmigen Spannungsabfall, wenn die mit dem Zusatzpol verbundene Teilkapazität entladen ist und dazu tendiert, sich umzupolen. Dieser Spannungsabfall kann dazu ausgenutzt werden, eine weitere Entladung, die zu einer Zerstörung der Teilkapazität der Platten der ersten Polarität führen würde, zu unterbinden. Hierzu ist die Detektionseinrichtung vorzugsweise zwischen den mit dem Zusatzpol verbundenen Platten und einem gemeinsamen An­ schluß der diesen Platten zugehörigen Platten der zweiten Polarität angeschlossen.

Eine die mit dem Zusatzpol verbundenen Platten aufweisende Zelle kann in einer vorteilhaften Ausführungsform auch mit dem Haupt- Pol der ersten Polarität verbundene Platten aufweisen. In dieser Ausführungsform sind die Platten der ersten Polarität einer Zelle aufgeteilt, wobei ein Teil der Platten dieser Polarität mit dem Pol und der andere Teil mit dem Zusatzpol der ersten Polarität verbun­ den ist. In der oben geschilderten Weise transformiert sich die in dieser Zelle vorgenommene Kapazitätsaufteilung in die gesamte Batterie hinein.

In einer einfachen Ausführungsform kann die Aufteilung der Platten in der Zelle, vorzugsweise Randzelle, dadurch erfolgen, daß den Platten der zweiten Polarität jeweils nebeneinander angeordnete Teilplatten der ersten Polarität benachbart sind, von denen jeweils eine mit dem Pol und die jeweils andere mit dem Zusatzpol der ersten Polarität verbunden sind.

In einer alternativen Ausführungsform können auch die Platten der zweiten Polarität geteilt sein und jeweils mit den zugeordneten Teilplatten der ersten Polarität einen Teilplattenstapel in der Randzelle bilden, wobei der eine Teilplattenstapel mit dem Pol und der andere Teilplattenstapel mit dem Zusatzpol der ersten Polarität verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform können die beiden Teilplattenstapel durch eine Trennwand voneinander getrennt sein, so daß die Ausbildung von Querströmen sicher vermeidbar ist.

Sind die Platten einer Randzelle in der beschriebenen Weise auf­ geteilt, kann die Randzelle in einem separaten Gehäuse angeordnet sein, so daß der Rest der Batterie einen herkömmlichen Aufbau mit herkömmlichen Verbindungen aufweist.

Es ist aber auch möglich, nur die mit dem Zusatzpol verbundenen Platten zusammen mit zugehörigen Platten der zweiten Polarität und der Detektionseinrichtung in einem separaten Gehäuse unter­ zubringen.

Die den mit dem Zusatzpol verbundenen Platten zugeordneten Platten der zweiten Polarität können mit den entsprechenden Platten der zweiten Polarität verbunden sein, die den mit dem Pol der ersten Polarität unmittelbar verbundenen Platten zugeordnet sind. Die mit den unterschiedlichen Polen verbundenen Platten der ersten Polarität sind somit quasi parallelgeschaltet. Es ist aber auch möglich, die den mit dem Zusatzpol verbundenen Platten zugeordneten Platten der zweiten Polarität mit dem Pol der ersten Polarität zu verbinden, so daß die mit dem Zusatzpol verbundenen Platten in einer seriellen Anordnung zu den übrigen Zellen der Batterie an­ geordnet sind. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Batterie in ihrer herkömnlichen Anordnung völlig unverändert bleiben kann und daß die nur eine Teilkapazität der Platten der ersten Polarität der übrigen Zellen aufweisenden, mit dem Zusatzpol verbundenen Platten, ggf. zusammen mit der Detektionseinrichtung, in einem Zusatzgehäuse untergebracht sein können. Es ist allerdings ersicht­ lich, daß in dieser Anordnung die Spannung an dem Zusatzpol um eine Zellenspannung gegenüber dem (Haupt-) Pol der ersten Polarität erhöht ist. Soweit dies zu Schwierigkeiten führt, kann die Verbin­ dung des Zusatzpols mit seinen zugehörigen Platten über einen Gleichspannungswandler hergestellt sein, der die Abnahmespannung am Zusatzpol entsprechend reduziert. Die Detektionseinrichtung kann dabei zwischen dem Pol und dem Zusatzpol der ersten Polarität eingeschaltet sein. Geht die Spannungsdifferenz zwischen Zusatzpol und Pol gegen null, ist die in der zusätzlichen Zelle enthaltene Teilkapazität erschöpft und eine weitere Entladung wird durch die Detektionseinrichtung und die mit ihr verbundene Abschalteinrich­ tung unterbunden.

Die Erfindung soll im folgenden anhand von in der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Batterie mit sechs Zellen, von denen eine Randzelle aufgeteilte Elemente aufweist, die mit zwei positiven Polen verbunden sind.

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Verbindungsschemas für die positiven und negativen Platten der Zellen.

Fig. 3 graphische Darstellungen der Entladungsspannungs­ verläufe bei einer herkömmlichen Batterie und bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Batterie.

Fig. 4 eine konstruktive Variante der Aufteilung der po­ sitiven Platten in der Randzelle.

Fig. 5 eine weitere Variante der Aufteilung in der Rand­ zelle.

Fig. 6 eine Aufteilung gemäß Fig. 5 mit einer Längs-Zwi­ schenwand in der Randzelle.

Fig. 7 eine konstruktive Ausbildung der eine Teilkapazität aufweisenden Platten in einem separaten Gehäuse.

Fig. 8 eine Variation der Ausbildung gemäß Fig. 7, bei der die Teilkapazität in Serie zu den übrigen Zellen geschaltet ist.

Fig. 9 eine Ausbildung der Batterie mit einer Zusatzzelle in dem Batteriegehäuse in der Beschaltung analog Fig. 8.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Batterie weist einen Mi­ nuspol 1 auf, der mit dem negativen Ende einer Zelle 2 verbunden ist. Weitere Zellen 2 sind in Serie zueinander geschaltet, wobei die andere Randzelle 3 eine besondere Ausgestaltung aufweist.

Die Randzelle 3 weist zwei quasi parallelgeschaltete Elemente auf, deren positiven Enden mit einem positiven Pol 4 bzw. einem posi­ tiven Zusatzpol 5 verbunden sind. In die Verbindung zum positiven Zusatzpol 5 ist ein Regler 6 in Form einer Detektions- und einer Abschalteinrichtung eingeschaltet.

Fig. 2 zeigt eine schematische, jedoch detailliertere Ausführung der Batterie gemäß Fig. 1. Der negative Pol 1 ist mit den nega­ tiven Platten 7 der ersten Zelle 2 verbunden. Diese sind durch übliche Verbinder 8 untereinander verbunden. In analoger Weise sind positive Platten 9 der Zellen 2 durch Verbinder 10 zusammen­ geschlossen und führen zu den negativen Platten 7 der nächsten Zelle 2. Auf diese Weise sind die Zellen 2 in üblicher Weise in Serie geschaltet, so daß sich die Spannung der chemischen Elemente der Zellen 2 zu einer Gesamtspannung addiert. Die Anzahl der Plat­ ten 7, 9 und ihre Oberfläche bestimmen dabei die Kapazität der Batterie.

Auch in der Randzelle 3 sind die negativen Platten miteinander und mit den positiven Platten 9 der vorhergehenden Zelle 2 verbun­ den. In der Randzelle 3 sind jedoch die positiven Platten 9 in zwei Gruppen 91, 92 aufgeteilt. Die positiven Platten 92 sind in üblicher Weise mit dem positiven Pol 4 verbunden, während die positiven Platten 91 mit dem Zusatzpol 5 verbunden sind. In die Verbindung ist der Regler 6 eingeschaltet, der mit seiner Detek­ tionseinrichtung die Spannung zwischen den positiven Platten 91 und den zusammengeschalteten negativen Platten 7 dieser Randzelle 3 überwacht.

Der Zusatzpol 5 ist somit nur mit eine Teilkapazität der positiven Platten 9 einer Zelle 2 darstellenden Anzahl positiver Platten 91 verbunden. Wenn beispielsweise in einem Kraftfahrzeug an den Zu­ satzpol 5 (und den negativen Pol 1) der Lichtstromkreis mit seinen eine niedrige Stromentnahme über längere Zeit bewirkenden Verbrau­ chern angeschlossen wird, kann ein versehentlich vergessenes Aus­ schalten eines Verbrauchers im Lichtstromkreis zu einer Entladung der positiven Platten 91 führen. Der dem dargestellten Aufbau zugrundeliegende Gedanke besteht darin, daß die Entladung der Batterie beendet wird, wenn die Platten 91 entladen sind, so daß die Kapazität der Gesamtbatterie durch den Lichtstromkreis nur zu einem Anteil entladen werden kann, der dem Verhältnis der Teilka­ pazität der positiven Platten 91 zu den mit dem positiven Pol 4 verbundenen positiven Platten 92 entspricht.

In der Praxis wird die Entladung der Gesamtbatterie nach dem Ent­ laden der positiven Platten 91 in der Randzelle 3 nicht automatisch beendet. Vielmehr können sich diese Platten 91 umladen, so daß sie durch die übrigen Zellen in umgekehrter Polarität aufgeladen und bis zur Zerstörung überladen werden können. Bei diesem Bat­ terietyp ist es daher erforderlich, die Entladung der Gesamtbat­ terie abzubrechen, wenn die positiven Platten 91, also die Teil­ kapazität der Randzelle 3, entladen sind.

Fig. 3 zeigt im Vergleich die Entladekurve einer herkömmlichen Batterie (a) und einer erfindungsgemäß aufgebauten Batterie (b). Während bei einer herkömmlichen Batterie das Zusammenbrechen der Spannung so spät erfolgt, daß eine Detektion dieses Spannungsab­ falls erst möglich ist, wenn die Batterie nicht mehr - erst recht nicht mehr für einen Anlaßvorgang - brauchbar ist, führt die Ent­ ladung der mit den positiven Platten 91 gebildeten Teilkapazität zu einem stufenförmigen Abfall der Batteriespannung, der durch das Umladen der Platten 91 in eine zunächst im wesentlichen kon­ stante niedrigere Spannung übergeht und zu einem späten weiteren Spannungsabfall führt, wenn die Batterie unbrauchbar geworden ist. Bei der erfindungsgemäßen Batterie läßt sich jedoch der erste Spannungsabfall in einfacher Weise detektieren, und zwar an dem in Fig. 3 b mit einem Pfeil AP gekennzeichneten Abschaltpunkt. Die Detektionseinrichtung bewirkt in dem Regler 6 eine Abschaltung des zum Zusatzpol 5 fließenden Stromes, so daß eine weitere Strom­ entnahme über den Lichtstromkreis nicht mehr möglich ist. Der Regler 6 kann die Detektions- und Abschaltfunktion in einfacher Weise durch Ausbildung als ein Transistor übernehmen, der beim Abfall der Spannung zwischen den positiven Platten 91 und den negativen Platten 7 der Randzelle 3 sperrt und somit die Verbindung zu dem Zusatzpol 5 unterbricht.

Selbstverständlich ist es alternativ möglich, den Regler 6 zwischen dem Zusatzpol 5 und dem negativen Pol 1 anzuordnen. Die Unterbrin­ gung in der Randzelle 3 hat jedoch den Vorteil, daß eine externe Beschaltung nicht mehr erforderlich ist.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Rand­ zelle 31 in einem separaten Gehäuse untergebracht. Den negativen Platten 7 sind jeweils zwei nebeneinander angeordnete positive Platten 93, 94 zugeordnet, die etwas weniger als die halbe Breite der negativen Platten 7 aufweisen. Die auf einer Seite hinterein­ ander angeordneten positiven Platten 93 sind über den Regler 6 mit dem Zusatzpol 5, die auf der anderen Seite hintereinander angeordneten positiven Platten 94 mit dem positiven Pol 4 verbun­ den. Diese Anordnung führt zu einem fehlerunanfälligen Verbindungs­ schema für die positiven Teilplatten 93, 94.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind auch die negativen Platten 7 der Randzelle 3 als Teilplatten 71, 72 ausgebildet. Die Teilplatten 71 bilden zusammen mit den positiven Teilplatten 93 einen Plattenstapel, dessen positives Ende über den Regler 6 mit dem Zusatzpol 5 verbunden ist, während die Teil­ platten 72 einen solchen Plattenstapel mit den positiven Teilplat­ ten 94 bilden, die mit dem positiven Pol 4 verbunden sind. Führt man in der Randzelle 3 bei dieser Ausbildung eine Längs-Trennwand 11 gemäß Fig. 6 ein, werden Querströme über den Elektrolyten zwischen den Plattenstapeln 71, 73 bzw. 72, 94 sicher verhindert.

Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die mit dem Zusatzpol 5 verbundenen, eine Teilkapazität darstellenden positiven Platten 95 aus der Randzelle 3 herausgeführt und in einem eigenen Gehäuse 12 untergebracht. Die Batterie ist somit in allen Zellen 2, 3 herkömmlich aufgebaut mit der Modifikation, daß eine Verbindung der negativen Platten 7 der Randzelle 3 zu negativen Platten 73 in dem Gehäuse 12 herausgeführt ist, die den positiven Platten 95 zugeordnet sind. In dem Gehäuse 12 ist auch der Regler 6 untergebracht, über den die positiven Platten 95 mit dem an dem Gehäuse 12 befestigten Zusatzpol 5 verbunden sind.

Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform ist elektrisch die gleiche wie bei den vorherigen Ausführungsformen. Die Entladung über den Zusatzpol 5 erfolgt nur solange, bis das aus den Platten 95, 73 gebildete Element mit einer Teilkapazität entladen ist. Die Gesamt­ batterie wird somit nur zu einem Maß entladen, das dem Verhältnis der Teilkapazität zur Gesamtkapazität der Zellen 2, 3 entspricht Dieses Verhältnis wird so gewählt, daß die Restkapazität der Bat­ terie sicher ausreicht, den Anlaßvorgang erfolgreich durchzuführen.

Das in Fig. 8 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht in seiner räumlichen Anordnung der Fig. 7, weist also ebenfalls ein separates Gehäuse 12 mit Platten 73, 95 auf, die eine Teilkapazität der Kapazität der Zellen 2, 3 bilden. Die negativen Platten 73 sind jedoch nicht mit den negativen Platten 7 der Randzelle 3 der Batterie sondern mit dem positiven Pol 4 verbunden. Somit sind die Platten 73, 95 in Serie zu den übrigen Zellen 2, 3 geschaltet und erhöhen damit die Spannung. Da am Zusatzpol 5 regelmäßig die gleiche Spannung wie am Pol 4 anstehen soll, kann die Spannung mit einem Gleichspannungswandler 13 entsprechend reduziert werden. Die Anordnung der Platten 73, 95 mit dem Regler 6 wirkt somit als eine zusätzliche Zelle, die als Detektorzelle für die mögliche Stromentnahme über den Zusatzpol, also durch den Lichtstromkreis des Kraftfahrzeugs, wirkt. Die in Fig. 8 dargestellte Anordnung hat den Vorteil, daß die eigentliche Batterie völlig unverändert bleiben kann und daß lediglich durch ein an den positiven Pol 4 an­ geschlossenes Zusatzkästchen 12 die angestrebten Vorteile erzielbar sind. Diese Ausführungsform eignet sich daher besonders zum Nach­ rüsten herkömmlicher Batterieanordnungen.

Eine elektrisch gleiche Anordnung ist in Fig. 9 dargestellt, bei der jedoch in das Batteriegehäuse eine zusätzliche Zelle 14 ein­ gebracht ist, die positive Platten 96 in der Dimensionierung einer geeigneten Teilkapazität aufweist, die den Regler 6 beherbergt und aus der der Pol 4 und der Zusatzpol 5 herausgeführt sind.

In allen Ausführungsformen kann es zweckmäßig sein, die mit dem Zusatzpol 5 verbundenen positiven Platten 91, 93, 95 speziell für eine geringe Stromentnahme über längere Zeit auszubilden, während die mit dem positiven Pol 4 verbundenen Platten 92, 94 zweck­ mäßigerweise für eine kurze, aber hohe Stromentnahme geeignet sein sollten.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen führt der Anlaßvorgang auch zu einem gewissen Spannungsabfall am Zusatzpol 5, also im Lichtstromkreis. Dieser Spannungsabfall ist naturgemäß in den Ausführungsformen gemäß Fig. 8 und 9 geringer, da der Licht­ stromkreis über eine um 2 V höher treibende Spannung verfügt. Das Absinken der Spannung am Zusatzpol kann darüber hinaus dadurch verringert werden, daß die Platten in mehreren Zellen 2, 3 auf­ geteilt sind. Hierdurch wird allerdings ein etwas höherer Verbin­ dungsaufwand zwischen diesen Zellen 2, 3 erforderlich.

Claims (18)

1. Batterie für Kraftfahrzeuge mit einer Vielzahl von positiven und negativen parallelgeschalteten Platten (7, 9) in jeweils einer Zelle (2, 3), die ihrerseits seriell mit den anderen Zellen (2, 3) verbunden ist, so daß zwischen einem Pol (4) mit einer ersten Polarität und einem Pol (1) mit einer zweiten Polarität eine Batteriespannung abnehmbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für die erste Polarität (+) wenigstens ein Zusatzpol (5) vorgesehen ist, dem nur ein Teil der Platten (9) der ersten Polarität (+) zugeordnet ist und daß eine Detektionseinrichtung (6) für ein Entlademaß in den mit dem Zusatzpol (5) verbundenen Platten (91, 93, 95) vorgesehen ist, die eine die weitere Entladung unterbindende Abschaltein­ richtung steuert.

2. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zusatzpol (5) jeweils ein gleicher Anteil der Platten (9) der ersten Polarität (+) jeder Zelle (2, 3) seriell ver­ schaltet zugeordnet ist.

3. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zusatzpol (5) nur positive Platten (9) in einem Teil der Zellen (2, 3) zugeordnet sind.

4. Batterie nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß nur Platten (91, 93, 95) einer Zelle (3, 12, 14) mit dem Zusatzpol (5) verbunden sind.

5. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Detektionseinrichtung (6) einen Spannungs­ abfall detektiert.

6. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Detektionseinrichtung (6) zwischen den mit dem Zusatzpol (5) verbundenen Platten (91, 93, 95) und einem gemeinsamen Anschluß der diesen Platten zugehörigen Platten (7, 71, 73) der zweiten Polarität (-) angeschlossen ist.

7. Batterie nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zelle (3, 14), deren Platten (91, 93, 95) mit dem Zusatzpol (5) verbunden sind, eine Randzelle ist.

8. Batterie nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die die mit dem Zusatzpol (5) verbundenen Plat­ ten (91, 93, 95) aufweisende Zelle (3) auch mit dem Pol (4) der ersten Polarität (+) verbundene Platten (92, 94) aufweist.

9. Batterie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Randzelle (3) den Platten (7) der zweiten Polarität (-) je­ weils nebeneinander angeordnete Teilplatten (93, 94) der ersten Polarität (+) benachbart sind, von denen jeweils eine (94) mit dem Pol (4) und die jeweils andere (93) mit dem Zusatzpol (5) der ersten Polarität (+) verbunden sind (Fig. 4).

10. Batterie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Platten (71, 72) der zweiten Polarität (-) geteilt sind und jeweils mit den zugeordneten Teilplatten (93, 94) der ersten Polarität (+) einen Teilplattenstapel in der Randzelle (3) bilden und daß der eine Teilplattenstapel mit dem Pol (4) und der andere Teilplattenstapel mit dem Zusatzpol (5) der ersten Polarität (+) verbunden ist (Fig. 5 und 6).

11. Batterie nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilplattenstapel durch eine Trennwand (11) voneinander getrennt sind (Fig. 6).

12. Batterie nach Anspruch 7 und ggf. einem der weiteren An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Randzelle (3) in einem separaten Gehäuse angeordnet ist (Fig. 4).

13. Batterie nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mit dem Zusatzpol (5) verbundenen Platten (95) zusammen mit den zugehörigen Platten (73) der zweiten Polarität (-) und der Detektionseinrichtung (6) in einem separaten Gehäuse (12) untergebracht sind.

14. Batterie nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die den mit dem Zusatzpol (5) verbundenen Plat­ ten (91, 93, 95) zugeordneten Platten (7, 71, 73) der zweiten Polarität (-) mit den entsprechenden Platten (7, 72) der zweiten Polarität (-) verbunden sind, die den mit dem Pol (4) der ersten Polarität (+) unmittelbar verbundenen Platten (9, 92, 94) zugeordnet sind.

15. Batterie nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die den mit dem Zusatzpol (5) verbundenen Plat­ ten (95, 96) zugeordneten Platten (7, 73) der zweiten Pola­ rität (-) mit dem Pol (4) der ersten Polarität verbunden sind.

16. Batterie nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des Zusatzpols (5) mit den zugehörigen Platten (95, 96) über einen Gleichspannungswandler (13) hergestellt ist (Fig. 8).

17. Batterie nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionseinrichtung (6) zwischen Pol (4) und Zusatz­ pol (5) der ersten Polarität (+) eingeschaltet ist.

18. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mit dem Zusatzpol (5) verbundenen Platten (9, 91, 93, 95, 96) speziell für eine Langzeitbelastung mit niedriger Stromentnahme und die mit dem Pol (4) der ersten Polarität (+) verbundenen Platten (9, 92, 94) speziell für den Anlaßvorgang des Kraftfahrzeugs ausgelegt sind.