DE4328953A1 - Kontrollvorrichtung für eine Sekundärbatterie - Google Patents
Kontrollvorrichtung für eine SekundärbatterieInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrich
tung zur Erfassung einer Restkapazität einer Sekundär
batterie und eine Vorrichtung zur Kontrolle einer Sekun
därbatterie.
Sekundärbatterien sind weit verbreitet als elektrische
Energiequellen für elektrische Fahrzeuge oder schnurlose
Geräte wie OA-Geräte, Audio/Video-Geräte, elektrisch
getriebene Werkzeuge, Spielzeug und Kommunikationsge
räte. Je weitere Verbreitung Sekundärbatterien bekommen,
desto dringender ist der Bedarf nach der Lösung ver
schiedener technischer Probleme von Sekundärbatterien.
Es ist anzunehmen, daß von diesen technischen Problemen
das der Erfassung und Anzeige einer Restkapazität der
Batterie von den Herstellern als relativ geringfügiges
Problem angesehen wird. Jedoch ist diese Technik ein
wesentliches Problem für die Anwender. Dies liegt daran,
daß die genaue Kenntnis der verfügbaren Arbeitsdauer
eines Gerätes eine zweckmäßigere und günstigere Nutzung
dieses Gerätes ermöglicht. Insbesondere ist dieses Pro
blem für Elektrofahrzeuge signifikant.
Ein gegenwärtig vorgeschlagenes System zur Erfassung und
Anzeige einer Restkapazität einer Batterie benutzt im
wesentlichen ein Kapazitätsmeßgerät zum Erfassen einer
Batteriespannung, einer Offenschaltungsspannung, einer
Entladungsmenge und einer relativen Dichte einer elek
trolytischen Lösung ("Report for Searching and Studying
Capacity Meter for Residual Capacity for Electric Car",
Seiten 8 und 19, 1988, herausgegeben von der Japan Elec
tric Car Society Foundation).
Das US-Patent Nr. 4 952 862 offenbart eine Vorrichtung
zur Abschätzung einer Batterie-Restkapazität durch Ab
leiten eines Batterie-entladungsabhängigen Zustandes
von einer Batterietemperatur, einer Batteriespannung und
einem Ein/Ausgabestrom. Ein anderes Dokument zum Stand
der Technik, das US-Patent Nr. 4 497 881 offenbart einen
Restkapazitäts-Anzeiger, der zum Beobachten einer Farbe
einer Verbindung in der Batterie durch ein Batteriefen
ster eingerichtet ist, um eine Restkapazität der Batte
rie zu erfassen.
Die oben erwähnten, zur Verwendung eines Kapazitätsmeß
gerätes eingerichteten Systeme zur Erfassung einer Rest
kapazität einer Batterie sind bisher vorgeschlagen wor
den. Diese Systeme haben jedoch inhärente Probleme,
derentwegen sie nicht praktisch anwendbar sind. Das Sy
stem zum Erfassen einer Batteriespannung hat einige
Probleme. Erstens ändert sich die Batteriespannung in
Abhängigkeit von der Menge des Entladungsstroms der Bat
terie. Zweitens unterscheidet sich die Spannung im offe
nen Schaltungszustand stark von der Spannung in einem
geschlossenen Schaltungszustand. Drittens besteht die
Schwierigkeit, dieses System auf eine Batterie mit aus
gezeichneter Ausgangsspannungskonstanz anzuwenden. Das
System zur Erfassung einer Spannung in einem offenen
Schaltungszustand verwendet das Merkmal einer Blei-
Säure-Batterie, daß sich deren Offenschaltungsspannung
in Abhängigkeit von der Entladungsmenge ändert. Dieses
System ist jedoch nicht anwendbar auf eine Batterie mit
ausgezeichneter Ausgangsspannungskonstanz, wie Nickel-
Cadmium-, Nickel-Wasserstoff-, Nickel-Metallhydrid-,
Nickel-Zink- und Zink-Luft-Batterien. Außerdem hängt die
Änderung der Spannung beim Umschalten von einer ge
schlossenen in eine offene Schaltung von der Menge des
Entladungsstromes in der offenen Schaltung ab. Diese Ab
hängigkeit kann zu einer Ungenauigkeit des Meßwertes
führen, wenn die Batterie benutzt wird.
Das System zur Erfassung einer Entladungsstrommenge ist
nicht zur Berücksichtigung widriger Effekte wie Selbst
entladung, Entladungstemperatur und Rückstromaufladung
eingerichtet. Ein anderes Problem ist die Verringerung
der Bezugsentladungskapazität einer Batterie durch die
fortschreitenden Ladungs- und Entladungszyklen der Batte
rie.
Das System zur Erfassung einer relativen Dichte einer
elektrolytischen Lösung basiert auf dem Merkmal einer
Blei-Säure-Batterie, daß eine Schwefelsäurekonzentration
in der elektrolytischen Lösung der Blei-Säure-Batterie
verringert wird. Dieses System benutzt ein Re
lativdichte-Meßgerät, zum Beispiel zur Erfassung der
Schwefelsäurekonzentration. Dieses System ist daher we
der auf eine versiegelte Blei-Säure-Batterie, die keine
freie elektrolytische Lösung besitzt, noch auf irgendei
nen anderen Batterietyp, außer der Blei-Säure-Batterie,
anwendbar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Vorrichtung
zur Kontrolle einer Sekundärbatterie und eine Vorrich
tung zur Erfassung einer Restkapazität anzugeben, mit
denen die Nachteile des oben beschriebenen Standes der
Technik behoben werden können.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Vor
richtung zur Kontrolle einer Sekundärbatterie mit einem
Sekundärbatterieabschnitt, einen Stromwandlerabschnitt
zum Wandeln von in den Sekundärbatterieabschnitt einge
gebenem oder von diesem ausgegebenem Strom von Gleich
strom in Wechselstrom oder umgekehrt, und einem Ladungs-
und Entladungskontrollabschnitt zum Kontrollieren von
Ein- und Ausgabe durch Überwachen des Zustandes des
Sekundärbatterieabschnitts dadurch gekennzeichnet, daß
der Sekundärbatterieabschnitt eine Hauptbatterie, eine
parallel zur Hauptbatterie angeschlossene Hilfsbatterie,
einen Betriebsabschnitt zum Berechnen einer Rest
kapazität der Hauptbatterie durch Erfassen der Spannung
der Hilfsbatterie und einen Anzeigeabschnitt zum Anzei
gen der vom Betriebsabschnitt ausgegebenen Restkapazität
umfaßt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Vor
richtung zur Kontrolle einer Sekundärbatterie mit einem
Sekundärbatterieabschnitt, einem Stromwandlerabschnitt
zum Wandeln von in den Sekundärbatterieabschnitt einge
gebenem oder von diesem ausgegebenem Strom von Gleich
strom in Wechselstrom oder umgekehrt, und einem Ladungs-
und Entladungskontrollabschnitt zum Kontrollieren von
Ein- und Ausgabe durch Überwachen des Zustandes des
Sekundärbatterieabschnitts dadurch gekennzeichnet, daß
der Sekundärbatterieabschnitt eine Hauptbatterie, eine
parallel zur Hauptbatterie angeschlossene Hilfsbatterie,
einen Betriebsabschnitt zum Berechnen einer Rest
kapazität der Hauptbatterie durch Erfassen einer Konzen
tration von elektrolytischer Lösung in der Hilfsbatterie
und einen Anzeigeabschnitt zum Anzeigen der vom Be
triebsabschnitt ausgegebenen Restkapazität umfaßt.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist eine Vor
richtung zur Erfassung einer Restkapazität gekennzeich
net durch eine Hauptbatterie, eine parallel zur Haupt
batterie angeschlossene, zur linearen Verringerung einer
Batteriespannung entsprechend der Verringerung einer
Restkapazität eingerichtete Hilfsbatterie, einen Be
triebsabschnitt zum Berechnen einer Restkapazität der
Hauptbatterie durch Erfassen einer Spannung der Hilfs
batterie und einen Anzeigeabschnitt zum Anzeigen der vom
Betriebsabschnitt ausgegebenen Restkapazität.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung ist eine Vor
richtung zur Erfassung einer Restkapazität gekennzeich
net durch eine Hauptbatterie, eine parallel zur Haupt
batterie angeschlossene und zur linearen Verringerung
einer Konzentration einer elektrolytischen Lösung ent
sprechend der Verringerung einer Restkapazität einge
richtete Hilfsbatterie, einen Betriebsabschnitt zum Be
rechnen einer Restkapazität der Hauptbatterie durch Er
fassen einer Konzentration einer elektrolytischen Lösung
der Hauptbatterie und einen Anzeigeabschnitt zum Anzei
gen der vom Betriebsabschnitt ausgegebenen Restkapa
zität.
Wie oben angegeben sieht die vorliegende Erfindung eine
Hilfsbatterie zum Erfassen einer Restkapazität zusätz
lich zur Hauptbatterie mit dem Zweck vor, elektrische
Energie für die Vorrichtung zur Kontrolle der Sekundär
batterie zu liefern. In diesem Fall ist die Hilfsbatte
rie erforderlich, um die Restkapazität einfach erfassen
zu können. Daher ist der Batterietyp bei der Auswahl der
Hilfsbatterie wichtig. Außerdem muß die Hilfsbatterie
eine Selbstentladungscharakteristik und eine Tempera
turcharakteristik haben, die denen der Hauptbatterie
ziemlich ähnlich sind. Aus diesem Grunde ist es vorteil
haft, die Hilfsbatterie in der Nähe der Hauptbatterie
anzuordnen.
Die Hilfsbatterie ist eine Batterie zur Erfassung der
Restkapazität der Hauptbatterie und ist zur Überwachung
der Hauptbatterie vorgesehen. Die Kapazität der Hilfs
batterie kann wesentlich kleiner sein als die der Haupt
batterie, konkret kann sie ein Drittel bis ein Zehntel
davon betragen. Durch Wahl einer solchen kleinen Hilfs
batterie kann eine Gewicht- und Volumenzunahme vermieden
werden.
Insbesondere wird eine Hilfsbatterie, die die gleiche
Spannung wie die Hauptbatterie hat, zur Hauptbatterie
parallel geschaltet, so daß die Hilfsbatterie parallel
zur Hauptbatterie geladen und entladen werden kann. Die
Hilfsbatterie muß mit geringerer Ladungs- und Entla
dungstiefe als die Hauptbatterie arbeiten. Die Ladungs-
und Entladungstiefe bezeichnet das Verhältnis zwischen
Batteriekapazität und Ladungs- oder Entladungsmenge, das
normalerweise in Prozent angegeben wird. Die kleine Ka
pazität der Hilfsbatterie führt unvermeidlicherweise zu
einer Steigerung des Innenwiderstandes der Batterie, wo
durch die durch die Hilfsbatterie fließende Strommenge
begrenzt wird. Deswegen ist die Last der Hilfsbatterie
verringert, so daß die Vorrichtung die einfache Erfas
sung der Spannung in der Nähe der Offenschaltungsspan
nung ermöglicht. Da ferner Ladungs- und Entladungstiefe
der Batterie gering sind, kann die Abnutzung der Hilfs
batterie unterdrückt werden. Um die durch die Hilfsbat
terie fließende Strommenge ausreichend zu begrenzen,
kann ein Widerstand mit geeignetem Wert mit der Hilfs
batterie in Reihe geschaltet werden.
Um den Unterschied zwischen einer wirklichen Kapazität
und einer angezeigten Kapazität einer Batterie bei lang
andauernder Benutzung aufzuheben, kann eine Auffri
schungsfunktion zum getrennten Entladen von Hauptbatte
rie und Hilfsbatterie vorgesehen werden, um die Ladungs
mengen beider auf einem Niveau aneinander anzupassen.
Diese Auffrischungsfunktion dient dazu, die Verringerung
der Meßgenauigkeit mit der Zeit zu verhindern.
Wenn die Sekundärbatterie nicht ge- oder entladen wird,
muß verhindert werden, daß die Parallelschaltung eine
Schleife bildet und die Batterie aufgrund der Schleifen
bildung Schaden nimmt, indem die Parallelschaltung von
Hauptbatterie und Hilfsbatterie durch einen Schalter un
terbrochen wird. Bei einem System zur Erfassung einer
Restkapazität ist die einfachste Art der Erfassung die
Messung einer Spannung. Alternativ ist es möglich, eine
relative Dichte einer elektrolytischen Lösung zu messen.
Die gleiche Vorrichtung wie oben kann geschaffen werden,
wenn die Hilfsbatterie eine niedrigere Spannung als die
Hauptbatterie hat. Diese Vorrichtung hat dieselbe Wir
kung. Bei dieser Anordnung muß, da die Hauptbatterie
eine höhere Spannung als die Hilfsbatterie hat, ein
Widerstand mit geeignetem Wert in Reihe mit der Hilfs
batterie geschaltet werden, um den Stromfluß von der
Hauptbatterie zur Hilfsbatterie zu begrenzen. Außerdem
muß, wenn die Hauptbatterie nicht ge- oder entladen
wird, durch Unterbrechen der Parallelschaltung von
Hauptbatterie und Hilfsbatterie die Bildung einer
Schleife in der Parallelschaltung und eine dadurch be
dingte Schädigung der Hauptbatterie und der Hilfsbatte
rie verhindert werden. Unter Berücksichtigung des oben
Gesagten kann die Hilfsbatterie auch mit kleinerer Kapa
zität und Spannung als die Hauptbatterie geeignet ar
beiten.
Eine Art der Verwendung der Sekundärbatterie ist das
erdfreie Ladeverfahren. Dies ist ein Verfahren zum
gleichzeitigen Laden und Entladen. Dieses Verfahren wird
zum Beispiel bei einer unterbrechungsfreien Stromversor
gung verwendet.
Das bei einem Elektrofahrzeug angewandte Rückstromladen
wird als diesem Verfahren ähnliche Technik angesehen.
Diese Erfindung soll angewandt werden auf eine normal zu
ladende und zu entladende Batterie. Sie ist auf das erd
freie Ladeverfahren oder ein Elektrofahrzeug anwendbar.
Die Erfindung ist geeignet für Hauptbatterien mit ausge
zeichneter Entladungsspannungkonstanz, wie Nickel-Cad
mium-Batterien, Nickel-Wasserstoff-Batterien, Nickel-
Metallhydrid-Batterien, Nickel-Zink-Batterien und Zink-
Luft-Batterien. Die Hilfsbatterie kann je nach System
zum Erfassen einer Restkapazität festgelegt werden. Wenn
das Erfassungssystem eine Spannung mißt, ist eine Batte
rie mit schlechter Konstanz der Entladungsspannung, wie
eine Blei-Säure-Batterie oder eine Lithium-Batterie, als
Hilfsbatterie geeignet. Wenn das System eine relative
Dichte einer elektrolytischen Lösung mißt, ist eine
Blei-Säure-Batterie als Hilfsbatterie geeignet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Hilfsbatterie
parallel zur Hauptbatterie zum Erfassen einer Restkapa
zität der Hauptbatterie angeschlossen, welche Restkapa
zität unter anderen Umständen ziemlich schwierig zu
erfassen ist, da die Entladungsspannungskonstanz ausge
zeichnet ist. Die Verwendung der Hilfsbatterie zum
Erfassen einer Restkapazität der Hauptbatterie basiert
auf einer Eigenschaft der Hilfsbatterie, wie der
linearen Abnahme der Batteriespannung gemäß der Verrin
gerung der Restkapazität, mit anderen Worten: auf der
schlechteren Entladungsspannungskonstanz. Die Hilfsbat
terie ist in der Nähe der Hauptbatterie angeordnet, weil
berücksichtigt wird, daß die Restkapazität sich in
Abhängigkeit von den Entladungs- oder Lagerungsbedingun
gen ändert.
Die Hauptbatterie und die Hilfsbatterie können aus zwei
oder mehr Einheiten bestehen. Wenn die Hauptbatterie
einen anderen Batterietyp oder einen anderen Spannungs
pegel als die Hilfsbatterie hat, kann die Gesamtspannung
der in Reihe geschalteten Hauptbatterien im wesentlichen
gleich der Gesamtspannung der in Reihe geschalteten
Hilfsbatterien gemacht werden.
Die Spannungskonstanzcharakteristik kann quantitativ
dargestellt werden. Angenommen, eine Batterie werde mit
einer 10-Stunden-Entladungsrate bei einer Temperatur von
20 Grad Celsius entladen. Wenn der Spannungsabfall der
Offenschaltungsspannung zwischen 20% und 80% der
Entladungskapazität 6% oder weniger beträgt, wird dies
als gute Entladungsspannungskonstanz definiert. Wenn er
größer als 6% ist, wird dies als schlechte
Entladungsspannungskonstanz definiert.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer Anordnung einer
Sekundärbatterieeinheit gemäß einer Ausgestaltung der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm einer Anordnung eines Meß
gerätes für die Restkapazität der in Fig. 1 gezeigten
Batterieeinheit; und
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm einer abgewandelten Anord
nung des in Fig. 2 gezeigten Meßgerätes.
In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 einen Sekundärbat
terieabschnitt. Ein Zeichen 2 bezeichnet einen Strom
wandlerabschnitt zum Wandeln von einzugebendem oder aus
zugebendem Strom von Gleichstrom in Wechselstrom oder
umgekehrt. Ein Zeichen 3 bezeichnet einen Ladungs- und
Entladungskontrollabschnitt zum Kontrollieren einer Ein-
und Ausgabe durch Überwachen des Zustandes des Sekundär
batterieabschnittes. Ein Zeichen 4 bezeichnet eine er
findungsgemäße Sekundärbatterievorrichtung. An die
Sekundärbatterievorrichtung 4 ist eine Last 5 ange
schlossen. Ein Zeichen 6 bezeichnet eine externe Gleich
strom- oder Wechselstromversorgung.
Fig. 2 zeigt den in Fig. 1 gezeigten Sekundärbatterie
abschnitt 1 genauer. Dieser umfaßt eine Hauptbatterie 7,
eine Hilfsbatterie 8 zum Erfassen einer Restkapazität
der Hauptbatterie 7, einen Betriebsabschnitt 9 zum
Berechnen der Restkapazität auf Grundlage der an der
Hilfsbatterie erfaßten Information. Eine Anzeigevorrich
tung 10 zeigt analog oder digital die vom Betriebsab
schnitt 9 abgeleitete Restkapazität an. Ein Schalter 11
dient zum Auftrennen der Parallelschaltung aus Hauptbat
terie 7 und Hilfsbatterie 8, um eine Beschädigung der
Batterie, beispielsweise wenn keine Last an der Batterie
7 anliegt und keine Ladung- und Entladung stattfindet,
zu verhindern.
Fig. 3 zeigt eine Abwandlung der Fig. 2, die sich
darin unterscheidet, daß ein Ausgleichswiderstand 12 zur
Hilfsbatterieschaltung hinzugefügt ist. Der Ausgleichs
widerstand 12 bestimmt, wieviel vom Strom in die Haupt
batterieschaltung oder die Hilfsbatterieschaltung abge
zweigt wird.
Dieser Ausgleichswiderstand 12 ist vorgesehen, um die in
die Hilfsbatterieschaltung fließende Strommenge zu
begrenzen. Obwohl die Hilfsbatterie einen größeren
Innenwiderstand hat, da sie eine wesentlich kleinere
Kapazität als die Hauptbatterie hat, wirkt dieser Aus
gleichswiderstand zusätzlich zur Begrenzung der einfließenden
Strommenge, um Überladen und Über-Entladen voll
ständig auszuschließen.
Der Ladungs- und Entladungskontrollabschnitt 3 dient zur
Kontrolle von Ein- und Ausgabe durch Überwachen des
Zustandes des Hauptbatterieabschnitts. Konkret dient der
Kontrollabschnitt 3 zum Beenden des Ladevorganges, wenn
die Hauptbatterie 7 des Sekundärbatterieabschnitts 1
voll ist, oder wenn die Temperatur der Hauptbatterie
abnorm ansteigt, zum allmählichen Durchführen des Lade
vorganges, wenn die Temperatur der Hauptbatterie ziem
lich niedrig ist oder zum Abtrennen der Last, wenn die
Kapazität der Hauptbatterie unter eine vorgegebene Kapa
zität abgenommen hat.
Nachfolgend wird der Betrieb des Betriebsabschnitts 9
genau beschrieben.
Bei dem eine Spannung erfassenden System ist dem
Betriebsabschnitt 9 eine Korrelationsformel vorgegeben.
Die Korrelationsformel gibt eine Beziehung zwischen
Spannung der Hilfsbatterie und Restkapazität der Haupt
batterie an. Durch Einsetzen der erfaßten Spannung der
Hilfsbatterie in die Korrelationsformel kann die Restka
pazität abgeleitet werden.
Bei dem die Konzentration einer elektrolytischen Lösung
erfassenden System ist eine andere Korrelationsformel
dem Betriebsabschnitt 9 vorgegeben. Die Korrelationsfor
mel gibt eine Beziehung zwischen der Konzentration der
elektrolytischen Lösung der Hilfsbatterie und der Rest
kapazität der Hauptbatterie an. Durch Einsetzen der
erfaßten Konzentration der elektrolytischen Lösung der
Hilfsbatterie in die Korrelationsformel kann die Restka
pazität abgeleitet werden. Der Betriebsabschnitt 9 aus
einer Halbleiterspeichervorrichtung aufgebaut sein.
Ein 6-Volt-Hauptbatteriepaket ist mit einem 6-Volt-
Hilfsbatteriepaket parallelgeschaltet. Das Hauptbatte
riepaket enthält in Reihe geschaltete Nickel-Cadmium-
Batterien, von denen jede eine spezifizierte Kapazität
von 1200 mAh hat. Das Hilfsbatteriepaket enthält drei in
Reihe geschaltete kleine folienverpackte versiegelte
Blei-Batterien, von denen jede eine spezifizierte Kapa
zität von 200 mAh hat. Der Betriebsabschnitt hat eine
vorgegebene Korrelationsformel, die die Beziehung zwi
schen Spannung der versiegelten Blei-Säure-Batterie und
Restkapazität der Hilfsbatterie angibt. Durch Messen
einer Spannungsänderung der Hilfsbatterie kann die Rest
kapazität berechnet werden. Bei unterschiedlichen
Ladungs- und Entladungsstufen des Batteriepaketes wird
die Restkapazität gemessen und aus der Spannung der
Hilfsbatterie berechnet. Während die Batterie mit einer
Rate von 0,2 CmA entladen wird, wird jede tatsächliche
Restkapazität in diesen Stufen gemessen. Die Resultate
sind in Tabelle 1 aufgelistet.
Tabelle 1 zeigt eine gute Übereinstimmung zwischen den
abgeleiteten Werten und den gemessenen Werten. Dies
bedeutet, daß die vorliegende Erfindung eine effektive
Technik bietet.
Ein 7,2-Volt-Hauptbatteriepaket ist mit einem Hilfsbat
teriepaket parallelgeschaltet. Das Hauptbatteriepaket
enthält 6 in Reihe geschaltete Nickel-Metallhydrid-
Batterien, von denen jede eine spezifizierte Kapazität
von 1700 mAh hat. Das Hilfsbatteriepaket enthält zwei
kleine in Serie geschaltete Lithium-Kohlen
stoff/Kobaltdioxid-Batterien, von denen jede eine spezi
fizierte Kapazität von 400 mAh hat. Der Betriebsab
schnitt hat eine vorgegebene Korrelationsformel, die die
Beziehung zwischen Spannung und Restkapazität der
Lithium-Kohlenstoff/Kobaltdioxid-Batterie angibt. Durch
Messen der Spannungsänderung der Hilfsbatterie kann die
Restkapazität abgeleitet werden. Bei unterschiedlichen
Ladungs- oder Entladungsstufen des Batteriepaketes wird
die Restkapazität anhand der Spannung der Hilfsbatterie
gemessen. Während die Batterie mit einer Rate von 0,2
CmA entladen wird, wird die tatsächliche Restkapazität
in diesen Stufen gemessen. Die Resultate sind in Tabelle
2 aufgelistet.
Tabelle 2 zeigt eine gute Übereinstimmung zwischen den
abgeleiteten und den gemessenen Werten. Dies bedeutet,
daß diese Ausgestaltung wie die erste Ausgestaltung eine
effektive Technik bietet.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht so die Realisierung
eines Kapazitätsmeßgerätes für eine ziemlich genaue
Erfassung der Restkapazität einer Batterie. Diese Erfin
dung kann einen großen Beitrag zur Verbesserung der
Anwenderfreundlichkeit und Vielseitigkeit eines jeden
Gerätes mit eingebauter Sekundärbatterie liefern.
Claims (12)
1. Sekundärbatteriekontrollvorrichtung (4) mit einem
Sekundärbatterieabschnitt (1), einem Stromwandlerab
schnitt (2) zum Umwandeln von in den Sekundärbatterieab
schnitt (1) eingegebenem oder von diesem ausgegebenem
Strom von Gleichstrom in Wechselstrom oder umgekehrt und
einem Ladungs- und Entladungskontrollabschnitt (3) zum
Kontrollieren von Ein- und Ausgabe durch Überwachen des
Zustandes des Hauptbatterieabschnitts (1),
dadurch gekennzeichnet, daß
der Sekundärbatterieabschnitt (1) eine Hauptbatterie
(7), eine parallel zur Hauptbatterie (7) geschaltete
Hilfsbatterie (8), einen Betriebsabschnitt (9) zum
Berechnen einer Restkapazität der Hauptbatterie (7)
durch Erfassen einer Spannung der Hilfsbatterie (8) und
eine Anzeigevorrichtung (10) zum Anzeigen der vom
Betriebsabschnitt (9) ausgegebenen Restkapazität umfaßt.
2. Sekundärbatteriekontrollvorrichtung (4) nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptbatterie (7)
eine ausgezeichnete Entladungsspannungskonstanz hat und
daß die Hilfsbatterie (8) eine entsprechend der Verrin
gerung einer Restkapazität der Hilfsbatterie (8) linear
abnehmende Batteriespannung hat.
3. Sekundärbatteriekontrollvorrichtung (4) mit einem
Sekundärbatterieabschnitt (1), einem Stromwandlerab
schnitt (2) zum Wandeln von in den Sekundärbatterieab
schnitt (1) eingegebenem oder aus diesem ausgegebenem
Strom von Gleichstrom in Wechselstrom oder umgekehrt und
einem Ladungs- und Entladungskontrollabschnitt (3) zum
Kontrollieren von Ein- und Ausgabe durch Überwachen des
Zustandes des Sekundärbatterieabschnitts (1),
dadurch gekennzeichnet, daß
der Sekundärbatterieabschnitt (1) eine Hauptbatterie
(7), eine parallel zur Hauptbatterie (7) geschaltete
Hilfsbatterie (8), einen Betriebsabschnitt (9) zum
Berechnen einer Restkapazität der Hauptbatterie (7)
durch Erfassen einer Konzentration einer elektrolyti
schen Lösung der Hilfsbatterie (8) und eine Anzeigevor
richtung (10) zum Anzeigen der vom Betriebsabschnitt (9)
ausgegebenen Restkapazität umfaßt.
4. Sekundärbatteriekontrollvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptbatterie (7) eine
ausgezeichnete Entladungsspannungkonstanz besitzt und
daß eine Konzentration der elektrolytischen Lösung der
Hilfsbatterie (8) linear mit der Verringerung der Rest
kapazität der Hilfsbatterie (8) abnimmt.
5. Sekundärbatteriekontrollvorrichtung (4) nach einem
der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapa
zität der Hilfsbatterie (8) ungefähr ein Drittel bis ein
Zehntel mal so groß wie die der Hauptbatterie (7) ist.
6. Sekundärbatteriekontrollvorrichtung (4) nach einem
der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hauptbatterie (7) und die Hilfsbatterie (8)
jeweils aus zwei oder mehr in Reihe geschalteten Batte
rieeinheiten bestehen.
7. Detektor für eine Restkapazität , gekennzeichnet
durch eine Hauptbatterie (7), eine parallel zur Haupt
batterie (7) geschaltete Hilfsbatterie (8), einen
Betriebsabschnitt (9) zum Berechnen einer Restkapazität
der Hauptbatterie (7) durch Erfassen einer Spannung der
Hilfsbatterie (8) und eine Anzeigevorrichtung (10) zum
Anzeigen der vom Betriebsabschnitt (9) ausgegebenen
Restkapazität.
8. Detektor für eine Restkapazität nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptbatterie (7) eine
ausgezeichnete Entladungsspannungskonstanz hat und daß
die Hilfsbatterie (8) eine entsprechend der Verringerung
einer Restkapazität der Hilfsbatterie (8) linear abneh
mende Batteriespannung hat.
9. Detektor für eine Restkapazität , gekennzeichnet
durch eine Hauptbatterie (7), eine parallel zur Haupt
batterie (7) geschaltete Hilfsbatterie (8), einen
Betriebsabschnitt (9) zum Berechnen einer Restkapazität
der Hauptbatterie (7) durch Erfassen einer Konzentration
einer elektrolytischen Lösung der Hilfsbatterie (8) und
eine Anzeigevorrichtung (10) zum Anzeigen der vom
Betriebsabschnitt (9) ausgegebenen Restkapazität.
10. Detektor für eine Restkapazität nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptbatterie (7) eine
ausgezeichnete Entladungsspannungkonstanz besitzt und
daß eine Konzentration der elektrolytischen Lösung der
Hilfsbatterie (8) linear mit der Verringerung der Rest
kapazität der Hilfsbatterie (8) abnimmt.
11. Detektor für eine Restkapazität nach einem der
Ansprüche 7-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazi
tät der Hilfsbatterie (8) ungefähr ein Drittel bis ein
Zehntel mal so groß wie die der Hauptbatterie (7) ist.
12. Detektor für eine Restkapazität nach einem der
Ansprüche 7-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt
batterie (7) und die Hilfsbatterie (8) jeweils aus zwei
oder mehr in Reihe geschalteten Batterieeinheiten beste
hen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25037292A JP3251657B2 (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | 二次電池装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4328953A1 true DE4328953A1 (de) | 1994-03-03 |
Family
ID=17206945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4328953A Withdrawn DE4328953A1 (de) | 1992-08-27 | 1993-08-27 | Kontrollvorrichtung für eine Sekundärbatterie |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5537390A (de) |
JP (1) | JP3251657B2 (de) |
DE (1) | DE4328953A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019113664A1 (de) * | 2019-05-22 | 2020-11-26 | Hoppecke Batterien Gmbh & Co. Kg | Batterieanordnung mit mindestens einer Leistungsbatterie zur Abgabe elektrischer Energie |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5627472A (en) * | 1995-01-26 | 1997-05-06 | Duracell Inc. | Condition tester for a battery |
JPH08233916A (ja) * | 1995-02-28 | 1996-09-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 電池検査方法 |
JP3746886B2 (ja) * | 1997-09-29 | 2006-02-15 | 三菱自動車工業株式会社 | 蓄電装置 |
JP4759795B2 (ja) * | 2000-09-28 | 2011-08-31 | 株式会社Gsユアサ | 二次電池の残存容量検知方法 |
JP2002262476A (ja) * | 2001-03-02 | 2002-09-13 | Toyo System Co Ltd | 携帯機器用の補助バッテリー |
JP3807965B2 (ja) * | 2001-09-19 | 2006-08-09 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | インテリジェント電池、電気機器、コンピュータ装置及び電池の劣化度を求める方法 |
US7176656B2 (en) * | 2004-06-22 | 2007-02-13 | Campbell Hausfeld/Scott Fetzer Company | Tool with battery pack |
EP1632781A1 (de) * | 2004-09-02 | 2006-03-08 | Delphi Technologies, Inc. | Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Batteriekapazität |
TW200845461A (en) * | 2007-05-04 | 2008-11-16 | Iwei Technology Co Ltd | Recharging apparatus with battery capacity analyzing function |
RU2437190C2 (ru) * | 2009-08-07 | 2011-12-20 | Геннадий Дмитриевич Платонов | Способ восстановления аккумуляторной батареи и устройство для его осуществления |
SE534537C2 (sv) * | 2009-08-26 | 2011-09-27 | Scania Cv Ab | Fastställande av batterikondition |
KR20130122316A (ko) * | 2012-04-30 | 2013-11-07 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지 모듈 |
JP6007704B2 (ja) * | 2012-09-25 | 2016-10-12 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電池システム、及び充電量算出方法 |
JP5767302B2 (ja) * | 2013-11-19 | 2015-08-19 | 蔡富生 | バッテリー管理装置のバッテリー管理回路 |
JP6394233B2 (ja) * | 2014-09-25 | 2018-09-26 | 日立化成株式会社 | 電源システムおよび自動車 |
CN108370008B (zh) | 2015-12-11 | 2022-03-04 | 米沃奇电动工具公司 | 用于串联或者并联多个电池单元的方法和设备 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS50158014A (de) * | 1974-06-10 | 1975-12-20 | ||
US4497881A (en) * | 1983-01-31 | 1985-02-05 | Bertolino Renee Z | Battery charge indicator |
US4851756A (en) * | 1987-01-08 | 1989-07-25 | Rayovac Corporation | Primary-secondary hybrid battery |
US4952862A (en) * | 1989-09-29 | 1990-08-28 | At&T Bell Laboratories | Apparatus and method for adaptively predicting battery discharge reserve time |
US5175531A (en) * | 1990-09-25 | 1992-12-29 | Whitmire Warren T | Battery condition monitoring system for batteries connected in parallel |
JPH04223065A (ja) * | 1990-12-26 | 1992-08-12 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 鉛蓄電池 |
-
1992
- 1992-08-27 JP JP25037292A patent/JP3251657B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-08-24 US US08/111,307 patent/US5537390A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-08-27 DE DE4328953A patent/DE4328953A1/de not_active Withdrawn
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
JP 4-223065 (A) in Patents Abstracts of Japan, E-1298, December 14, 1992, Vol. 16, No. 574 * |
SCHLEUTER, W.: in etz Archiv, Bd. 4 (1982), H. 3, S. 91 - 98 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019113664A1 (de) * | 2019-05-22 | 2020-11-26 | Hoppecke Batterien Gmbh & Co. Kg | Batterieanordnung mit mindestens einer Leistungsbatterie zur Abgabe elektrischer Energie |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3251657B2 (ja) | 2002-01-28 |
US5537390A (en) | 1996-07-16 |
JPH0678463A (ja) | 1994-03-18 |
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