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Schaltung zum Laden von in zwei gleiche Teile aufteilbaren Batterien
Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum Laden von Batterien, insbesondere Fahrzeugbatterien,
mit konstanter Ladespannung. Es ist eine Schaltung zum Laden einer Fahrzeugbatterie
bekannt, bei der die Batterie in zwei gleiche Teile zerlegt und jeder Batteriehälfte
ein Triebmotor vorgeschaltet ist, der für die halbe Fahrdrahtspannung ausgelegt
ist. Beim Laden liegt das eine aus einer Batteriehälfte und einem Triebmotor bestehende
Aggregat parallel zu dem anderen, während nach Vollladung der Batterie sowohl beim
Fahren auf fahrleitungsfreier Strecke als auch beim Fahren unter der Fahrleitung
die beiden Aggregate in Reihe geschaltet sind. Da den Batteriehälften die Triebmotoren
dauernd vorgeschaltet sind, werden sie durch den sie durchfließenden Motorarbeitsstrom
geladen. Ferner ist es nachteilig, daß die Batterie, wenn sie voll geladen ist,
auch beim Fahren unter der Fahrleitung den Ström für die Triebmotoren liefern muß,
da andernfalls die Batterie überladen würde. Der Wirkungsgrad der ganzen Anlage
wird hierdurch schlecht. Weiterhin ist die große Stromstärke nachteilig, die die
Motoren aufnehmen, da ihre Spannung nur gleich der halben Fahrdrahtspannung ist.
Entweder ist der Spannungsabfall groß, oder es muß unwirtschaftlich viel Kupfer
verlegt werden. Es ist ferner bereits eine Schaltung zum Laden einer in mehrere
Teile aufteilbaren Batterie vorgeschlagen worden, bei der beim Laden der Batterie
die Motor- und Ladestromkreise voneinander unabhängig sind; damit keine Stromabgabe
durch die Batterie in der Ladeschaltung erfolgen kann, sind hierbei die einzelnen
Teile der Batterie beim Laden einzeln über Vorschaltwiderstände an die Speiseleitungen
angeschlossen. Mit dieser Anordnung werden zwar die Nachteile der eingangs erwähnten
Anordnung vermieden, doch ist diese Anordnung wegen der durch die Vorschaltwiderstände
bedingten Energieverluste noch nicht als vollkommen anzusehen.
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Durch die Erfindung wird nun eine erhebliche Verbesserung gegenüber
dieser zuletzt erwähnten Ladeschaltung insofern erzielt, als die in dem Ladewiderstand
vernichtete Energie auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird. Dies wird dadurch erreicht,
daß beim Laden die Batteriehälften zunächst in'Reihe in Schnellladeschaltung an
der Netzspannung. liegen, und daß nach Abklingen des Ladestromes auf einen bestimmten
Wert die Batteriehälften mit an sich bekannten Vorschaltwiderständen in Parallelschaltung
an das Netz angeschlossen sind, wobei durch das Abfallen eines Mindeststromschalters
'in Abhängigkeit von der
Stromstärke ein mehrpoliges Schütz betätigt
wird, das die Umschaltung vornimmt. Während bisher -während des ganzen Ladevorgangs
Energie- in den Vorschaltwiderständen vernichtet wurde, geht bei der Erfindung der
größte Teil der zum Laden benötigten Strommenge ohne Vorsehaltwiderstand in die
Batterie, und nur ein kleiner Restteil der Ladung ist mit entsprechend kleinen Verlusten
in Vorschaltwiderständen verknüpft.
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Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist die Batterie in zwei Teile unterteilt, welche mit a und b bezeichnet sind. Bei
dem Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Fahrzeugschaltung'.für gemischten
Betrieb . (Oberleitung und Batterie). Bei Oberleitungsbetrieb wird die Batterie
a, b über den Stromabnehmer c aus der Oberleitung d aufgeladen. Mit e ist
der Hauptkontakt eines -Minimal- bzw. Rückstromselbstschalters bezeichnet, welcher
in an sich bekannter Weise bei vorhandener Oberleitungsspannung den Hauptkontakt
schließt. Gleichzeitig mit dem Hauptkontakt wird ein Hilfskontakt f des Selbstschalters
geschlossen; dieser Hilfskontakt legt das mehrpolige Schütz g an Spannung. Der Ladewiderstand
ist mit la bezeichnet. i und h sind Ausgleichwiderstände.
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Wird dem Stromabnehmer c von der Oberleitung d Spannung zugeführt,
dann ist der Selbstschalter geschlossen, so daß durch den Hilfskontakt fauch das
Schütz g erregt wird. Das Schütz zieht an und schließt das Kontaktpaar
L, während die drei Kontaktpaare m, n und o geöffnet werden. Nunmehr liegt
die Batterie, und zwar bei' Reihenschaltung der Hälften a und b, über
die Teile d, c, e, a, 1, b
an Spannung. Es fließt somit ein kräftiger Ladestrom
durch die Batterie, deren Gegenspannung allmählich steigt und den Ladestrom bis
auf Null abklingen läßt. Hat der Ladestrom einen bestimmten kleinsten Wert erreicht,
schaltet der Minimal- bzw. Rückströmselbstschalter aus, das mehrpolige Schütz fällt
ab und schließt die Kontaktpaare m, ya, o. Hierdurch sind jetzt die beiden
Batteriehälften über je einen der kleinen Ausgleichwiderstände i und k unter
sich parallel und mit dem Ladewiderstand 1z in Reihe geschaltet. Der Strom hat folgenden
Verlauf: Von der Oberleitung d über den Stromabnehmer c, den Ladewiderstand lt und
von hier aus in einem Zweig über den Ausgleichwiderstand k, das Kontaktpaar 7z und
-die Batteriehälfte b zur Erde. Der andere Zweig verläuft über den Ausgleichwiderstand
i, das Kontaktpaar o, die Batteriehälfte a und das Kontaktpaar m gleichfalls zur
Erde. Entsprechend dem Ohmwert des Ladewiderstandes fließt jetzt ein Ladestrom durch
die beiden Batteriehälften und lädt sie voll auf. Soll die Batterie hierbei noch
gegen überladen geschützt werden, so kann ein an sich bekannter Spannungswächter
vorgesehen werden, der die Stromzufuhr zu den Batteriehälften rechtzeitig unterbricht.
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Es ist noch ein Steuerkontakt p vorgesehen, durch welchen die Spule
des mehrpoligen Schützes g an die Spannung der Batterie angeschlossen werden kann.
Dieser Steuerkon-.taktP wird von demjenigen Schütz beeinflußt, welches zwecks Fahrt
mit Batterie angesteuert wird. Gelangt nun das Fahrzeug auf eine oberleitungsfreie
Strecke, so wird die Spule des mehrpoligen Schützes über den Arbeitskontakt p für
Fahrt mit Batterie erregt. Der Erregerstromkreis verläuft von der Erde über das
Kontaktpaar m, die Batteriehälfte a, den Kontakt p und die Spule des
mehrpoligen .Schützes g zur Erde. Das Schütz zieht an und schaltet so die beiden
Batteriehälften in Reihe, wie es für Fahren mit Batterie nötig ist. Die beiden Batteriehälften
sind durch das Kontaktpaar l miteinander verbunden und speisen nunmehr den Fahrstromkreis,
welcher der Einfachheit halber nicht dargestellt ist. Das Schütz g bleibt so lange
angezogen, wie der Kontakt p geschlossen ist.