DE671569C

DE671569C - Method and device for measuring the charge and discharge status of an electrical collector battery

Info

Publication number: DE671569C
Application number: DEA79998D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erich Witte
Original assignee: Accumulatoren Fabrik AG
Current assignee: Accumulatoren Fabrik AG
Priority date: 1936-07-15
Filing date: 1936-07-15
Publication date: 1939-02-09

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Messen des Lade- und Entladezustandes einer elektrischen Sammlerbatterie Zusatz zum Patent 621 367 Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, um bei der Schaltung nach dem Hauptpatent 621 367 zur Messung des Betriebszustandes, insbesondere des jeweiligen Lade- und Entladezustandes einer elektrischen Sammlerbatterie mittels eines kompensierten Spannungsmessers, nicht nur eine Änderung des scheinbaren inneren Widerstandes der Batterie gemäß dem Patent 64.8 836, sondern auch den Einfluß der Temperatur des Elektrolyten der Sammlerbatterie bei der Messung in der Weise zu kompensieren, daß unabhängig von der Temperatur des Elektrolyten der Stromdurchfluß durch die Spannungsspule des Meßinstrumentes konstant gehalten wird. Dies geschieht in der Weise, daß das vom Lade- und Entladestrom durchflossene Wehr entsprechend der Veränderung der Temperatur des Elektrolyten selbständig verändert wird.Method and device for measuring the state of charge and discharge an electrical storage battery Addendum to Patent 621,367 The present invention relates to a method for switching according to main patent 621 367 for measuring the operating status, in particular the respective charge and discharge status an electrical collector battery using a compensated voltmeter, not just a change in the apparent internal resistance of the battery according to the patent 64.8 836, but also the influence of the temperature of the electrolyte of the Compensate collector battery in the measurement in such a way that regardless of the temperature of the electrolyte the current flow through the voltage coil of the Measuring instrument is kept constant. This is done in such a way that the Charging and discharging currents flowed through the weir according to the change in temperature of the electrolyte changes automatically.

Bekanntlich erniedrigt sich nämlich die Klemmenspannung und auch die Kapazitätsspannung bei Entladung einer Sammlerbatterie mit fallenden Temperaturen. Außerdem erhöht sich der innere Widerstand der Batterie, allerdings bei Temperaturen bis etwa 1o° herab nur unwesentlich, darunter stärker.As is well known, the terminal voltage and also the Capacity voltage when a collector battery is discharged with falling temperatures. In addition, the internal resistance of the battery increases, but at higher temperatures down to about 10 ° only insignificantly, below it stronger.

Bei Temperaturen über io° C entspricht die Änderung der Kapazitätsspannung mit der Temperatur der Kapazitätsänderung, d. h. das Instrument zeigt praktisch etwa um so viel mehr oder weniger Kapazitätsspannung an, wie die Erhöhung oder Verminderung der Kapazität durch höhere oder niedrigere Temperaturen beträgt. Es besteht also über etwa io° C keine Veranlassung, diese Spannungslage hinsichtlich der Temperatur auszugleichen.At temperatures above io ° C, the change corresponds to the capacitance voltage with the temperature of the change in capacitance, d. H. the instrument shows practically about as much more or less capacitance voltage as the increase or decrease the capacity due to higher or lower temperatures. So it exists above about 10 ° C there is no reason for this tension in terms of temperature balance.

Bei Temperaturen unter etwa WO C treten durch die merkliche Erhöhung des inneren Widerstandes mit Änderung der Stromstärke Spannungsschwankungen am Kapazitätsmesser auf, da die Kompensation nicht mehr vollständig ist. Diese Ungenauigkeiten müssen durch besondere Maßnahmen ausgeglichen werden. Die Möglichkeiten des Ausgleichs ergeben sich aus der Gleichung Seite 2, Zeile 1,5 der deutschen Patentschrift 62z 367. Nach dieser Gleichung ist bei vollkommener Kompensation J.Ri-J#w#ylv, also Ri = ze, # y/v. Eine Beeinflussung des Widerstandes r ist praktisch nicht zulässig, da hierdurch gleich. zeitig die Instrumentenkonstante geändert werden würde. Man erkennt dies ohne weiteres aus dem Nenner der Gleichung Seite 2, Zeile 15 der deutschen Patentschrift, in welchem der Widerstand r zweimal vorkommt. Eine Änderung des Widerstandes v ist nur bedingt möglich, da auch v im Nenner der genannten Gleichung vorhanden ist und somit auf die Instrumentenkonstante einwirkt. Eine praktisch brauchbare Lösung läßt sich daher am besten durch Beeinflussung des Widerstandes w finden.At temperatures below about WO C, the noticeable increase in the internal resistance with a change in the current intensity causes voltage fluctuations on the capacitance meter, since the compensation is no longer complete. These inaccuracies must be compensated for by special measures. The possibilities of compensation result from the equation on page 2, line 1.5 of the German patent specification 62z 367. According to this equation, with complete compensation, J.Ri-J # w # ylv, i.e. Ri = ze, # y / v. Influencing the resistance r is practically not permissible, since this results in the same. the instrument constant would be changed in good time. This can be seen easily from the denominator of the equation on page 2, line 1 5 of the German patent, in which the resistance r occurs twice. A change in the resistance v is only possible to a limited extent, since v is also present in the denominator of the equation mentioned and thus has an effect on the instrument constant. A practically useful solution can therefore best be found by influencing the resistance w.

Ein Temperaturausgleich, bei dem man das gesamte Instrument temperaturempfindlich macht, ist nicht wirksam, weil hierdurch im wesentlichen nur die Meßkonstante des Instrumentes beeinflußt wird, nicht aber die Kompensation. Gemäß dem Verfahren nach vorliegender Erfindung wird der Temperatureinfluß in der Weise kompensiert, daß unabhängig von der Temperatur des Elektrolyten und dem inneren Widerstand :der Batterie der Stromfluß durch die Spannungsspule des Meßinstrumentes bei einem bestimmten Entladezustand konstant gehalten wird. Vorzugsweise geschieht dies durch Veränderung des Kompensierungsstromes, der an dem vom Lade- und Erstladestrom durchflossenen Wehr abgezweigt und über die Spannungsspule geleitet wird, und- zwar entsprechend der Veränderung des inneren Widerstandes der Batterie.A temperature compensation in which the entire instrument is temperature-sensitive makes is not effective because it essentially only reduces the measuring constant of the Instrument is influenced, but not the compensation. According to the procedure after The present invention, the temperature influence is compensated in such a way that regardless of the temperature of the electrolyte and the internal resistance: the battery the current flow through the voltage coil of the measuring instrument at a given Discharge state is kept constant. This is preferably done through change of the compensation current that flows through the charging and initial charging currents Weir is branched off and passed over the voltage coil, namely accordingly the change in the internal resistance of the battery.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele für die Ausübung. des Verfahrens nach. der Erfindung schematisch dargestellt.In the drawing are some exemplary embodiments for the exercise. of the procedure. of the invention shown schematically.

Wie Abb. F beispielsweise zeigt, kann man ein. im Elektrolyten befindliches Kontaktthermometer k verwenden, mittels dessen einzelne Stufen des Widerstandes w zu- oder abgeschaltet werden. Parallel zum Wehr w ist ein Widerstand p geschaltet; an welchem die für die Kompensation erforderliche Kompensationsspannung mit dem einen Ende des fest zu wählenden Widerstandes v abgegriffen wird: Durch geeignete Bemessung des Potentiometerwiderstandes p wird eine beliebig große Gleichheit der Spannungskonstante der Schaltanordnung bei Einstellung verschiedener Kompensationen erzielt. N ist das Netz, von- dein die Batterie b geladen wird bzw. in welches die Batterie 1z Strom liefert, in ist die Spannungsspule des Meßinstrumentes, r ein Vorschältwiderstand.As shown in Fig. F, for example, one can use a. in the electrolyte Use contact thermometer k, by means of which individual resistance levels w can be switched on or off. A resistor p is connected in parallel with the weir w; at which the compensation voltage required for compensation with the one end of the permanently selected resistor v is tapped: By suitable Dimensioning of the potentiometer resistance p becomes an arbitrarily large equality of Voltage constant of the switching arrangement when different compensations are set achieved. N is the network from which the battery b is charged or into which the Battery 1z supplies current, in is the voltage coil of the measuring instrument, r in Peel resistance.

'Abb. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Ausübung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung. Hier ist der Widerstand p nicht direkt an das Wehr w angeschlossen, sondern über einen Potentiometerwiderstand q, dessen Abgriffe mittels eines im Elektrolyten angeordneten Kontaktthermometers k verändert werden. Mit fällender Temperatur wird der Abgriff an q vergrößert, so ääß sich entsprechend die Kompensation erhöht. Diese Anordnung gestattet die Verwendung des normalen Instrumentes ohne Temperaturausgleich, zu welchem der Widerstand q als Zusatzgerät hinzugeschaltet wird.'Fig. 2 shows a further embodiment of an arrangement for Practice of the method of the present invention. Here is the resistance p is not connected directly to the weir w, but via a potentiometer resistor q, its taps by means of a contact thermometer arranged in the electrolyte k can be changed. As the temperature falls, the tap on q is increased, see above The compensation increases accordingly. This arrangement permits its use of the normal instrument without temperature compensation, to which the resistance q is switched on as an additional device.

Bei der Anordnung gemäß der Abb, 3 wird der Widerstand v in einem besonderen Gefäß untergebracht, welches in die Säure eines Elementes eintaucht und so deren Temperatur erhält. Das Widerstandsmaterial von v muß einenpositiven Temperaturkoeffiziersten haben. Die Wirkung ist dann die, daß bei tiefer Temperatur der Wert von v abnimmt, wodurch sich der Stromfluß von v vergrößert. Hierdurch erhöht sich also die Kompensation mit tieferer Temperatur. Es geht dies auch ,aus der oben angeführten Gleichung Ri - iv . Y.'v hervor.In the arrangement according to FIG. 3, the resistor v is placed in a special vessel which is immersed in the acid of an element and thus maintains its temperature. The resistance material of v must have a most positive temperature coefficient. The effect is then that at low temperature the value of v decreases, whereby the current flow of v increases. This means that the compensation increases with lower temperature. This is also possible from the equation Ri - iv given above. Y.'v emerge.

Claims

PATRNT CLAIMR: r. Method for compensating the influence of temperature in the circuit for measuring the operating state; in particular the respective charge and discharge status of an electrical collector. Battery. according to the main patent 621 36, 'r, characterized in that when the internal resistance of the battery changes as a result of a change in temperature of the electrolyte, the flow through the voltage coil (m) of the measuring instrument is automatically kept constant by preferably the size of the charging and initial charging current flowing through it Weir (w) changes automatically according to the change in the temperature of the electrolyte.

2. Arrangement for exercising the method according to claim z, characterized by a contact thermometer (k) located in the electrolvte; by means of its individual Levels of resistance (w) can be switched on or off:

3. Order to exercise of the method according to claim r and 2, characterized in that. that the resistance (w) arranged with its gradations parallel to the resistor (p) in a potential circuit is. q .. The method according to claim i, characterized in that parallel to the resistor (ul) the resistors (p and q) are arranged and placed using the contact thermometer (k) the partial resistances (ri to r,) in individual branches the resistance (q) optionally switched on «-earth. 5: The method according to claim i, characterized in that that the resistor (v) is switched on in the tap of the variable resistor (p), which is made of a material with a corresponding positive temperature coefficient exists and is arranged in the electrolyte.