DE413555C - Einrichtung zur selbsttaetigen Aufladung von Eisen-Nickelbatterien - Google Patents

Description

• Einrichtung zur selbsttätigen Aufladung von Eigen-Nickelbatterlen. Bekanntlich steigt bei den Eisen-Nickelbatterien (E d i s o n - und J u n g n e r - Batterien) die Gegenspannung beim Aufladen nicht geradlinig an, sondern-rdmmt naeheiner anfänglichen raschen Steigerung --während längerer Zeit hur ganz langsam zu, um kurz vor Beendigung der Ladung abermals - rasch auf einen noch erheblich höheren Wert anzusteigen.
• Nun zeigt die Erfahrung, daß es notwendig ist, wenigstens von Zeit zu Zeit die Aufladung bis zur Vollendung jener zweiten starken Spannungserhöhung fortzusetzen. Wird dies nicht ausgeführt, d. h. ist die äußere, zur Verfügung stehende Ladespannung niedriger als der höchste Wert der von der Batterie maximal erzeugbaren -Gegenspannung, so findet bei jeder, folgende Aufladung der Eintritt der zweiten, Spannungsei=höhung etwas früher statt, und die mit der nicht ganz ausreichenden Ladespannung in die Batterie hineinladbare Strommenge wird immer kleiner. Nur durch eine weitgetriebene Überladungist es jeweils möglich, die ursprüngliche Stromaufnahmefähigkeit wiederherzustellen.
• Diese Eigenschaft der Eisen-Nickelbatterien ist in allen den Fällen sehr- nachteilig, wo die Aufladung nicht durch Menschenhand, sondern durch einen selbsttätigen Apparat geregelt wird, wie dies z. B. bei der elektrischen Zugbeleuchtung der Fall ist. Es ist nämlich eine Durchführung der Aufladung bis zu jener zweiten Gegenspannungserhöhung stets mit einer verhältnismäßig starken Gasbildung (Wasserzersetzung) verbunden, Der Regelapparat' arbeitet, einmal auf eine gewisse Höhe der Grenzladespannung eingestellt, fortwährend in derselben Weise, d. h. er führt die starke Wasserzersetzung entweder immer her.-bei ,oder nie. Ist das erstere der Fall, so entsteht neben einer unerwünschten., sich immer wiederholenden Energievergeudung die lästige Notwendigkeit einer oftmaligen Flüssigkeitserneuerung in den Batteriezellen, ganz abgesehen von einer etwaigen Schädigung der Batterieplatten durch den ständigen Angriff des nicht mehr aufspeicherbaren Stromes. Auch kann die Herbeiführung eines so weiten Ladesp:annungsbereiches 'im Regelapparat Schwierigkeiten:- bereiten. Wird umgekehrt behufs Vermeidung dieser Nachteile die Grenzladespannung erniedrigt, so läßt sich, wie schon erwähnt, das Fassungsyermögen der Elemente ohne periodische, künstlich eingeleitete Überladungen nicht mehr aufrechterhalten.
• Die vorliegende Erfindung hat eine Einrichtung zum Gegenstand, bei der die Anwendung einer so hohen . Grenzladespannung mit allen ihren Nachteilen nicht notwendig ist und dabei doch das Fasungsvermögen der Elemente aufrechterhalten' bleibt.
• Die Erfindung gründet sich auf die Beobachtung, da.ß ein Batterieelement, dessen Ladestrom wegen unzureichend hoher Ladespannung schon vor erreichter Volladung praktisch auf Null zurückging, sofort anfängt auch bei derselben Ladespannung wieder Strom aufzunehmen, wenn es vorher eine Zeitlang von der Ladespannung abgetrennt blieb. Dieser Vorgang dürfte wohl so zu erklären sein, daß das Anwachsen der inneren Gegenspannung, das die Stromabnahme verursachte, zum Teil auf die Bildung von chemischen oder physikalischen Veränderungen an den Platten zurückzuführen, ist (z. B. von konzentrierteren Grenzschichten im Elektrolyt), die nurentstehen und vorhanden sind, solange eine aufgedrückte Ladespannung einen größeren oder kleineren Stromfluß aufrechterhält. Wird die äußere Ladespannung weggenommen, so versc]xwindet auch jene Veränderung, die die Ursache eines Teiles der Gegenspannungserhöhung bildete, wieder allmählich. Setzt nachher die Ladespannung in der früheren Höhe plötzlich wieder ein, so dauert -es eine gewisse Zeitlang, bis die fraglichen Veränderungen wieder entstanden sind, und so lange ist dann die Gegenspannung sa geschwächt, daß sie den Stnomeintrie nicht mehr vollständig zu verhindern vermag.
• Diese Erscheinung benutzt die vorliegende Erfindung, um auch bei Vierwendung einer nach nicht mit übermäßiger Wasserzersetzung verbundenen Ladespannung eine dauernde Kapazitätserhaltung der Batterie zu erreichen.
• Die Erfindungsidee beruht darin, den selbsttätigen Apparat, der die Batterie an die Ladespannung schaltet und von dieser wieder abtrennt, so einzurichten, daß jedes Element unabhängig vorn seinem augenblicklichen Ladezustand nicht während der ganzen Zeit, die zur Batterieaufladung benutzt werden könnte, mit der Ladespannung verbunden ist, sondern nur zeitweise, so daß bei der Rufladung Ruhepausen entstehen. Die Erfahrung zeigt, daß durch die Einschaltung solcher Ruhepausen bzw. durch die mach jeder Ruhepause in die Batterie gelangende Strommenge tatsächlich die Wirkung im Innern, der Elemente herbeigeführt wird, die sonst der üb.erladungsstrom ,ausübt und die für die Kapazitätserhaltung notwendig ist.
• Die Ruhepausen können. beispielsweise durch- Teilung der Batterie in zwei Hälften herbeigeführt werden, die, unter Ausnutzung der gesamten zur Rufladung verfügbaren Ladezeit, abwechselnd an Ladung gelangen.
• Die Erfindung hat hauptsächlich auf dem Gebiet der elektrischen Zugbeleuchtung Bedeutung, wo der Aufladebetrieb vollständig selbsttätig ist und eine starke Wasserzersetzung bzw. die dadurch bedingte häufige Flüssigkeitserneuerung wegen der mangelnden Aufsicht vermieden. werden sollte. In Zugbeleuchtungsanlagen sind wohl Einrichtungen bekannt, wo eine an Ladung geschaltete Bat.erie von der Ladestromquelle abgetrennt wird, bevor die zur Ladung verfügbare Zeit abgelaufen ist, doch ist der Zweck dieser Einrichtungen nur der, die Aufladung überhaupt zu unterbrechen, wenn sie vollendet ist. Sie üben überdies die von der vorliegenden Erfindung beabsichtigte Wirkung nicht immer aus, nämlich dann nicht, wenn die Fahrzeiten zwischen zwei.Halten jeweils so kurz sind, daß es zu einem Abschalten der Batterie während voller Fahrt gar rächt kommt. Demgegenüber ist es ein wesentliches Merkmal der neuen Einrichtung, daß die Ab-und Zuschaltung der Batterie bzw. Batterieteile durch Kriterien verursacht werden, -die unabhängig von dem augenblicklichen Ladezustand der Elemente sind.

Claims (1)

1. PATrNT-AITSPRÜCFIE: I. Einrichtung zur selbsttätigen Rufladung von Eisen-Nickelbatterien, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Apparatur der Stromerzeugungsanlage, die unter anderem die Batterie mit der Ladestromquelle verbindet und von ihr wieder abtrennt, die, ganze Batterie oder einen Teil von ihr unabhängig vom augenblicklichen Ladezustand, nicht während der ganzen Zeit bis zur Volladung an die Ladestromquelle geschaltet läßt, sondern die Rufladung in Ladeperioden, die durch Ruhepausen unter Abschaltung der Batterie bzw. des Batterieteiles unterbrochen sind, bewirkt, zum Zweck, eine Volladung ohne besondere Erhöhung der Ladespannung zu bewirken. z. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß behufs Ausnutzung der gesamten zur Ladung verfügbaren Zeit immer mindestens ein Batterieteil an Ladung geschaltet ist. 3. Einrichtung nach Anspruch 2 für elektrische Zugbeleuchtungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruhepausen für die in der Rufladung befindlichen Batterieteile dadurch herbeigeführt werden, daß diese Batterieteile erst nach der übernächsten Anfahrt wieder an Ladung geschaltet werden, und daß die Umschaltung der Batterieteile in bekannter Weise beim Stehenbleiben oder Wiederanfahren des Zuges erfolgt.