Einrichtung zur selbsttätigen Schnellaufladung von Akkumulatorenbatterien
Die Ladung von größeren Akkumulätorenbatterien durch selbsttätig arbeitende Ladeanlagen
erfolgt gewöhnlich in drei größeren Ladeabschnitten. Im ersten Abschnitt erfolgt
eine Ladung mit konstantem Strom, bis die Gasungsgrenze erreicht ist. Im zweiten
Abschnitt wird unter möglichst gleichbleibender Spannung, welche mit der Gasungsspannung
von 2,.4 V je Zelle etwa zusammenfällt, die Stromstärke von dem Wert der Vorladung
allmählich auf den Wert der Nachladung herabgesetzt. Mit Erreichen des Nachladestromes
setzt die dritte Periode ein, welche unter nunmehr steigender Batteriespannung den
Nachladestrom konstant hält.Device for automatic rapid charging of accumulator batteries
The charging of larger accumulator batteries by automatic charging systems
usually takes place in three larger loading sections. In the first section takes place
a charge with constant current until the gassing limit is reached. In the second
Section is subject to as constant a tension as possible, which corresponds to the gassing tension
of 2.4 V per cell roughly coincides, the current strength of the value of the precharge
gradually reduced to the value of the recharge. When the recharge current is reached
The third period begins, which is the now rising battery voltage
Keeps the recharge current constant.
Hierfür gibt es verschiedene selbsttätige Ladeeinrichtungen, welche
sich hauptsächlich in den Vorgängen bei der Einleitung und Durchführung der zweiten
Ladeperiode unterscheiden. Bekannt ist eine Anordnung, welche in der ersten Ladeperiode
den Strom konstant hält, bei Erreichen von 2,4V je Zelle mittels Spannungsrelais,
die Stromregelung aufhebt und mit konstanter Spannung weiter regelt, bis der Nachladestrom
erreicht ist, und dann bei Ansprechen eines, auf den Nachladestroms ansprechenden
Minimalstromrelais in der dritten Periode wieder den Strom konstant hält. Eine andere
Anordnung leitet ebenfalls mit einem Spannungsrelais die zweite Ladeperiode ein
und setzt in dieser den Ström allmählich herab, ohne die Gasungsspannung zu überschreiten.
Bei Erreichen des Nachladestromes wird weiter dieser Wert konstant gehalten.There are various automatic charging devices for this, which
mainly in the processes involved in initiating and carrying out the second
Differentiate the charging period. An arrangement is known, which in the first charging period
keeps the current constant when reaching 2.4V per cell by means of a voltage relay,
the current regulation is canceled and continues to regulate with a constant voltage until the recharging current
is reached, and then when responding to a responsive to the recharge current
The minimum current relay keeps the current constant again in the third period. Another
Arrangement also initiates the second charging period with a voltage relay
and in this it gradually reduces the flow without exceeding the gassing voltage.
When the recharge current is reached, this value is kept constant.
Die zuletzt genannte selbsttätige Ladeeinrichtung hat den Vorteil,
daß sie nur mit einer Regeleinrichtung arbeitet, welche den Strom konstant hält
und eine Regelung auf konstante Spannung sich erübrigt. Diese bekannten selbsttätigen
Ladeeinrichtungen dieser Art haben den Nachteil, daß sie bei sehr langsam steigender
Batteriespannung in der Nähe des Gasungswertes große Differenzen in der Lademenge
mit sich bringen können, wenn die Anzugswerte des Spannungsrelais etwas streuen,
wie es praktisch immer der Fall ist.The last-mentioned automatic charging device has the advantage of
that it only works with a control device that keeps the current constant
and a constant voltage regulation is not necessary. These well-known automatic
Charging devices of this type have the disadvantage that they increase at a very slow rate
Battery voltage close to the gassing value, large differences in the amount of charge
can bring about when the pick-up values of the voltage relay vary somewhat,
as is practically always the case.
Die Lademethode, welche der Erfindung zugrunde liegt, will die Vorteile
der letztgenannten Lademethode beibehalten und deren Nachteile vermeiden, welche
in der Un-, genauigkeit der eingehaltenen Lademenge liegen. Zu diesem Zweck wird
auch die erste Ladeperiode zeitabhängig überwacht und nach Ablauf einer bestimmten,
vorher einstellbaren Zeit die zweite Ladeperiode eingeleitet. Das Verfahren ist
nur dann anwendbar, wenn vor jeder Ladung die einzuladende Strommenge in Kilowattstunden
bekannt ist. Tatsächlich gibt es für große Batterien mit regelmäßiger Benutzung
Erfahrungswerte für die einzuladende Strommenge, wenn der` elektrische
Verbrauch
bekannt ist; so werden bei Triebwagenbatterien die einzuladenden Kilowattstunden
nach einem für jede Batterie festlie= genden Schlüssel aus der verbrauchten beitsmenge
jedesmal berechnet. Wendet "eAn,, in diesem Falle für die zweite und dritte` Ladeperiode
eine Einrichtung an, welche zeitabhängig den Strom herabsetzt und zeitabhängig die
Ladung beendet, so liegen für alle drei Ladeperioden _ die Zeitabschnitte von vornherein
feit, wenn die einzuladende Arbeitsmenge gegeben ist. Wird beispielsweise eine Batterie
mit einem Nachladestrom von 8o A betrieben und dauert die Nachladung i Stunde, so
wird in dieser dritten Periode in eine 168zellige Batterie mit durchschnittlich
430 V in der letzten Periode eine Arbeit von
= 34 Kilowattstunden eingeladen. Ähnlich kann man für den zeitabhängigen Verlauf
der Stromherabsetzung von dem Anfangsladestrom bis auf seinen Endwert die eingeladene
Arbeit errechnen, wenn die Zeit-und Stromabstufung so vorgenommen ist, daß während
des Regelvorganges die Batteriespannung ungefähr den Gasungswert beibehält. Dann
bleibt für die Vorladung mit dem höheren Strom eine aus der mittleren Batteriespannung
und dem Ladestrom leicht errechenbare Zeit übrig. Das Verfahren besteht also darin,
daß man bei fest eingestellter zweiter und dritter Ladeperiode für den ersten Ladeabschnitt
veränderliche Zeiten einstellt und diese durch ein Langzeitrelais, welches in den
erforderlichen Zeiten veränderlich ist, überwacht. Praktisch läßt sich das Verfahren
sehr einfach dadurch verwirklichen, daß man die für die erste Ladeperiode erforderliche
Zeit abhängig von der einzuladenden Kilowattstundenzahl als Kurve aufträgt. Zeigt
der Zähler einer zu ladenden Batterie einen bestimmten Verbrauch x an, so ist diese
Zahl mit dem für die Batterie gültigen Schlüssel von i2o bis 130 °f, zu multiplizieren
und abhängig von dieser Zahl aus der Kurve die Zeit für das die erste Ladestufe
beherrschende Langzeitrelais abzulesen. Es wird vor der Inbetriebnahme der Anlage
nur das Langzeitrelais für diese Zeit eingestellt, und die Ladung verläuft dann
selbsttätig, wobei zu Ende der Ladung die beabsichtigte Kilowattstundenzahl genau
eingeladen ist.The charging method on which the invention is based aims to retain the advantages of the last-mentioned charging method and avoid its disadvantages, which are the inaccuracy of the charging amount that is maintained. For this purpose, the first charging period is also monitored as a function of time and the second charging period is initiated after a certain, previously adjustable time has elapsed. The procedure can only be used if the amount of electricity to be charged in kilowatt hours is known before each charge. In fact, there are empirical values for the amount of electricity to be charged for large batteries with regular use if the electrical consumption is known; In the case of railcar batteries, for example, the kilowatt hours to be charged are calculated from the total amount consumed each time using a key that is fixed for each battery. If in this case "eAn" uses a device for the second and third charging period which time-dependently reduces the current and time-dependently terminates the charging process, the time segments for all three charging periods are from the outset when the amount of work to be charged is given. If, for example, a battery is operated with a recharging current of 80 A and recharging takes 1 hour, then in this third period a 168-cell battery with an average of 430 V in the last period will work = 34 kilowatt hours loaded. Similarly, for the time-dependent course of the current reduction from the initial charging current to its final value, the charged work can be calculated if the time and current gradation is carried out in such a way that the battery voltage approximately maintains the gassing value during the control process. Then there is a time left for pre-charging with the higher current that can be easily calculated from the mean battery voltage and the charging current. The method thus consists in setting variable times for the first charging section with a fixed second and third charging period and monitoring them by a long-term relay, which is variable in the required times. In practice, the method can be implemented very simply by plotting the time required for the first charging period as a curve as a function of the number of kilowatt hours to be charged. If the counter of a battery to be charged shows a certain consumption x, then this number has to be multiplied by the key from i2o to 130 ° f that is valid for the battery and, depending on this number from the curve, the time for the long-term relay controlling the first charging stage read off. Before the system is put into operation, only the long-term relay is set for this time, and charging then takes place automatically, with the intended number of kilowatt hours being charged at the end of the charging process.