FR2601527A3 - Device for regulating the voltage for charging a storage battery with variable temperature-dependent compensation - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention est relative à un dispositif de régulation, en fonction de la température, de la charge d'une batterie d'accumulateurs chargée par un alternateur. The present invention relates to a device for regulating, as a function of temperature, the charge of a storage battery charged by an alternator.
Actuellement, les circuits de régulation, en fonction de la température, de la tension de charge de batterie d'accumulateurs chargée par un alternateur comprennent, de manière classique, un circuit de régulation permettant par exemple la commande de l'excitation de l'alternateur afin d'obtenir une courbe de tension en sortie de l'alternateur, après redressement, présentant une pente négative en fonction de la température, sensiblement constante sur toute la plage d'utilisation.En particulier, afin d'obtenir une valeur de tension délivrée par l'alternateur convenable à température ambiante, valeur de tension voisine de la tension nominale de la batterie soit 28,6 volts à une température de 15"C par exemple, il est nécessaire, en raison de la pente constante de la courbe précitée, d'assurer un régime de surexcitation de l'alternateur aux températures très basses, la charge à tension nominale de 28,8 V par exemple n'étant assurée que pour une valeur de la température ambiante.Ce type de circuit, s'il permet d'éviter la surcharge de la batterie aux températures élevées, ne permet cependant pas d'assurer une charge dans des conditions de charges optimales pour des températures inférieures à 200C par exemple, températures pour lesquelles l'activité physicochimigue des éléments de la batterie permet d'envisager une charge à tension nominale sensiblement. De tels circuits régulateurs ont été décrits notamment dans la demande de brevet français nO 2 069 410 délivré le 3 Septembre 1971. Currently, the regulation circuits, as a function of the temperature, of the charging voltage of accumulator batteries charged by an alternator include, in a conventional manner, a regulation circuit allowing for example the control of the excitation of the alternator. in order to obtain a voltage curve at the output of the alternator, after rectification, having a negative slope as a function of the temperature, substantially constant over the entire range of use. In particular, in order to obtain a voltage value delivered by the alternator suitable for ambient temperature, voltage value close to the nominal voltage of the battery, ie 28.6 volts at a temperature of 15 "C for example, it is necessary, due to the constant slope of the above-mentioned curve, to ensure an over-excitation regime of the alternator at very low temperatures, the load at nominal voltage of 28.8 V for example being ensured only for a temperature value ure ambient.This type of circuit, if it avoids overcharging the battery at high temperatures, however does not ensure a charge under optimal charging conditions for temperatures below 200C for example, temperatures for which the physicochemical activity of the elements of the battery makes it possible to envisage a charge at nominal voltage appreciably. Such regulator circuits have been described in particular in French patent application No. 2,069,410 issued on September 3, 1971.
L'invention a pour but de remédier aux inconvénients précités par la mise en oeuvre d'un dispositif de régulation permettant, aux températures basses, la charge de la batterie d'accumulateurs à tension sensiblement nominale. The object of the invention is to remedy the aforementioned drawbacks by the use of a regulation device allowing, at low temperatures, the charging of the storage battery at substantially nominal voltage.
Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'un dispositif de régulation permettant aux températures élevées une régulation en température selon une loi linéaire présentant une valeur de pente déterminée. Another object of the present invention is the implementation of a regulation device allowing high temperatures a temperature regulation according to a linear law having a determined slope value.
Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'un dispositif de régulation dans lequel le seuil de température à partir duquel la charge à valeur de tension voisine de la tension nominale et la charge à valeur de tension régulée en fonction de la température peut être ajusté à une valeur déterminée. Another object of the present invention is the implementation of a regulation device in which the temperature threshold from which the charge at voltage value close to the nominal voltage and the charge at voltage value regulated as a function of the temperature can be adjusted to a determined value.
Le dispositif de régulation en fonction de la température dé la tension de charge d'une batterie d'accumulateurs chargée par un alternateur objet de l'invention est remarquable en ce qu'il comprend un circuit régulateur proprement dit comportant au moins une entrée de régulation, une sortie de commande de régulation d'un circuit de puissance délivrant un courant d'excitation audit alternateur.L'entrée de régulation du circuit régulateur est polarisée à une valeur de référence déterminée correspondant sensiblement à la valeur de tension nominale de l'alternateur, après redressement, à température ambiante inférieure à une valeur de seuil de température (81). Un circuit de conduction à seuil délivre à l'entrée de régulation du circuit régulateur une tension de régulation pour une température ambiante supérieure à la température de valeur de seuil (51). Le circuit régulateur délivre à l'alternateur un courant d'excitation permettant d'obtenir une tension délivrée par l'alternateur variable linéairement avec la température avec une pente déterminée. The regulating device as a function of the temperature of the charging voltage of a storage battery charged by an alternator object of the invention is remarkable in that it comprises a regulating circuit proper comprising at least one regulating input , a regulating control output of a power circuit delivering an excitation current to said alternator. The regulating circuit regulating input is biased at a determined reference value corresponding substantially to the nominal voltage value of the alternator. , after rectification, at room temperature below a temperature threshold value (81). A threshold conduction circuit supplies the regulating input of the regulating circuit with a regulating voltage for an ambient temperature higher than the threshold value temperature (51). The regulator circuit delivers to the alternator an excitation current making it possible to obtain a voltage delivered by the alternator variable linearly with the temperature with a determined slope.
L'invention trouve application à la régulation de la charge de batterie d'accumulateurs de véhicule automobiles, de véhicules utilitaires notamment. The invention finds application in the regulation of the battery charge of accumulators of motor vehicles, in particular utility vehicles.
Elle sera mieux comprise à la lecture de la description et à l'observation des dessins ci-après dans lesquels
- la figure la représente un diagramme de régulation de la tension alternateur, après redressement, en fonction de la température conformément à un régulateur de l'art antérieur,
- la figure lb représente un schéma général du dispositif de régulation selon l'invention,
- la figure îc représente un diagramme comparatif de régulation de la tension alternateur, après redressement, en fonction de la température, conformément à l'invention et conformément à un régulateur de l'art antérieur, ainsi que représenté en figure la. It will be better understood on reading the description and on observing the drawings below in which
FIG. 1a represents a diagram for regulating the alternator voltage, after rectification, as a function of the temperature in accordance with a regulator of the prior art,
FIG. 1b represents a general diagram of the regulation device according to the invention,
- Figure îc represents a comparative diagram of regulation of the alternator voltage, after rectification, as a function of the temperature, in accordance with the invention and in accordance with a regulator of the prior art, as represented in FIG.
Préalablement à la description du dispositif de régulation, en fonction de la température, de la tension de charge d'une batterie d'accumulateurs chargée par un alternateur, objet de l'invention, un rappel succint de la forme des courbes de régulation de l'art antérieur sera effectué en liaison avec la figure la. Prior to the description of the regulation device, as a function of the temperature, of the charging voltage of a storage battery charged by an alternator, object of the invention, a brief reminder of the shape of the regulation curves of the art will be made in conjunction with Figure la.
Sur la figure précitée, on peut constater que la pente de régulation ou pente de compensation en température de la tension de sortie délivrée par l'alternateur après redressement, tension notée U(v) sur l'axe des ordpnnées est sensiblement constante, pente de compensation étant notée pc sur la figure la. Celle-ci peut être prise égale à - 10 mV/OC par exemple. Ainsi, pour les basses températures, la température ambiante étant portée sur l'axe des abscisses et notée 8AMI' l'alternateur est en régime de surexcitation par rapport à la tension nominale notée VN, cette tension nominale pouvant par exemple, dans le cas des véhicules utilitaires, êtreprise égale à 28,8 V.Ce mode de régulation et de compensation en température de la charge effective des éléments de la batterie présente les inconvénients précédemment décrits dans l'introduction à la description. In the above-mentioned figure, it can be seen that the regulation slope or temperature compensation slope of the output voltage delivered by the alternator after rectification, voltage denoted U (v) on the axis of the ordinates is substantially constant, slope of compensation being noted pc in figure la. This can be taken equal to - 10 mV / OC for example. Thus, for low temperatures, the ambient temperature being plotted on the abscissa axis and denoted 8AMI ′ the alternator is in an overexcitation regime with respect to the nominal voltage denoted VN, this nominal voltage being able for example in the case of commercial vehicles, be taken as equal to 28.8 V. This mode of regulation and temperature compensation of the effective charge of the battery cells has the drawbacks previously described in the introduction to the description.
Le dispositif de régulation en fonction de la température, de la tension de charge d'une batterie d'accumulateurs chargée par un alternateur, objet de la présente invention, sera maintenant décrit en liaison avec la figure lb. The device for regulating, as a function of the temperature, the charging voltage of a storage battery charged by an alternator, object of the present invention, will now be described in conjunction with FIG.
Conformément à la figure précitée, le dispositif comprend un circuit régulateur noté 1, circuit régulateur proprement dit, comportant au moins une entrée de régulation notée 10 et une sortie de commande de régulation notée 11 d'un circuit de puissance noté 3. De manière classique, le circuit de puissance noté 3 délivre un courant d'excitation à l'alternateur à sa sortie notée Exc.Le circuit regu- lateur noté 1 peut avantageusement être constitué par un circuit intégré régulateur normalement disponible dans le commerce commerce, commercialisé par la société MOTOROLA sous la référence TCW8049. De même, le circuit de puissance peut être constitué, ainsi que représenté schématiquement sur la figure lb, par un montage de type Darlington délivrant un courant d'excitation suffisant pour assurer l'alimentation de l'enroulement d'excitation de l'alternateur sur signal de commande délivré par la sortie de commande régulation 11 du circuit régulateur 1. Ainsi qu'il apparait en outre en figure 1, l'entrée de régulation notée 10 du circuit régulateur 1 est polarisée,conformément A l'invention, à une valeur de référence déterminée, correspondant sensiblement à la valeur de tension nominale de l'alternateur, après redressement,à température ambiante inférieure à une valeur de seuil de température notée 01. Bien entendu, la polarisation précitée est assurée au moyen d'un pont de résistances notées 12 et 13, la résistance 13 pouvant être ajustable de façon à régler la valeur de la polarisation précitée. Les résistances 12 et 13 réalisent ainsi un pont de polarisation entre la tension d'alimenta tion auxiliaire du véhicule notéeAUX, voisine de 14 V, et la tension de référence ou tension de masse. In accordance with the aforementioned figure, the device comprises a regulator circuit denoted 1, regulator circuit proper, comprising at least one regulation input denoted 10 and a regulation control output denoted 11 by a power circuit denoted 3. Conventionally , the power circuit denoted 3 delivers an excitation current to the alternator at its output denoted Exc. The regulator circuit denoted 1 can advantageously be constituted by an integrated regulator circuit normally available in commerce commerce, marketed by the company MOTOROLA under the reference TCW8049. Likewise, the power circuit can be constituted, as shown diagrammatically in FIG. 1b, by a Darlington type assembly delivering an excitation current sufficient to supply the excitation winding of the alternator on control signal delivered by the regulation control output 11 of the regulator circuit 1. As also appears in FIG. 1, the regulation input denoted 10 of the regulator circuit 1 is polarized, according to the invention, to a value of determined reference, corresponding substantially to the nominal voltage value of the alternator, after rectification, at ambient temperature below a temperature threshold value denoted 01. Of course, the aforementioned polarization is ensured by means of a resistance bridge denoted 12 and 13, the resistor 13 being able to be adjustable so as to adjust the value of the aforementioned polarization. Resistors 12 and 13 thus form a bias bridge between the auxiliary supply voltage of the vehicle, noted AUX, close to 14 V, and the reference voltage or ground voltage.
Le circuit régulateur 1 est un circuit régulateur à commande de régulation, sensiblement proportionnelle en fonction de la température. Ainsi, pour une valeur de tension de polarisation donnée, le circuit de régulation proprement dit 1, permet d'engendrer en sortie de commande 11, un signal de commande permettant de délivrer un courant d'excitation, lequel permet d'engendrer en sortie de l'alternateur, après redressement, une valeur de tension qui est une fonction linéaire de la tension de polarisation précitée.The regulator circuit 1 is a regulator circuit with regulation command, substantially proportional as a function of the temperature. Thus, for a given bias voltage value, the actual regulation circuit 1, makes it possible to generate at the control output 11, a control signal making it possible to deliver an excitation current, which makes it possible to generate at the output of the alternator, after rectification, a voltage value which is a linear function of the aforementioned bias voltage.
Conformément à un aspect particulièrement avantageux du dispositif de régulation objet de l'invention, celui-ci comporte en outre un circuit de conduction à seuil noté 2, délivrant à l'entrée de régulation 10 du circuit régulateur 1, une tension de régulation pour une température ambiante supérieure à la température de valeur de seuil el précitée. Le circuit régulateur 1 délivre à l'alternateur un courant d'excitation permettant d'obtenir une tension délivrée par l'alternateur après redressement variable linéairement avec la température avec une pente déterminée. La pente précitée est appelée pente de compensation en température. Ainsi, en fonction de la température ambiante, la tension après redressement, délivrée par l'alternateur permet d'assurer une charge de la batterie ou des éléments de celle-ci optimale, en fonction de cette température. In accordance with a particularly advantageous aspect of the regulation device which is the subject of the invention, it also comprises a threshold conduction circuit denoted 2, delivering to the regulation input 10 of the regulator circuit 1, a regulation voltage for a ambient temperature higher than the aforementioned threshold value el. The regulator circuit 1 delivers to the alternator an excitation current making it possible to obtain a voltage delivered by the alternator after rectification variable linearly with the temperature with a determined slope. The above-mentioned slope is called the temperature compensation slope. Thus, depending on the ambient temperature, the voltage after rectification, delivered by the alternator makes it possible to ensure an optimal charge of the battery or of the elements thereof, as a function of this temperature.
Selon une caractéristique avantageuse du dispositif de régulation objet de l'invention, le circuit de conduction à seuil 2 peut comprendre un pont diviseur noté 20, ainsi que représenté en figure lb, le pont diviseur précité étant connecté én sortie de l'alternateur, après redressement. Une diode 21 assure la liaison entre le pont diviseur précité et une résistance de charge notée 22 connectée directement à l'entrée de régulation 10 du circuit régulateur 1 précédemment décrit. According to an advantageous characteristic of the regulating device which is the subject of the invention, the threshold conduction circuit 2 can comprise a divider bridge noted 20, as shown in FIG. 1b, the aforementioned divider bridge being connected at the output of the alternator, after recovery. A diode 21 provides the link between the aforementioned divider bridge and a load resistor denoted 22 directly connected to the regulation input 10 of the regulator circuit 1 described above.
Ainsi qu'il est représenté en outre en figure lb, le pont diviseur 20 peut comprendre une résistance 200 variable en fonction de la température. Cette résistance peut avantageusement être disposée en contact thermique avec la batterie d'accumulateurs, afin d'assurer une compensation en température effective, en fonction de la température réelle de la batterie d'accumulateurs. Une résistance 201 est connectée en parallèle sur la résistance variable 200, en fonction de la température. Une résistance 202 et une résistance 203 sont connectées en série avec l'ensemble constitué par la résistance 200 et la résistance 201. As shown in addition in FIG. 1b, the divider bridge 20 may include a resistor 200 which varies according to the temperature. This resistor can advantageously be arranged in thermal contact with the storage battery, in order to provide effective temperature compensation, as a function of the actual temperature of the storage battery. A resistor 201 is connected in parallel to the variable resistor 200, as a function of the temperature. A resistor 202 and a resistor 203 are connected in series with the assembly constituted by the resistor 200 and the resistor 201.
Les résistances 202 et 203 forment ainsi un diviseur de tension entre la borne de sortie de l'alternateur après redressement, borne notée + Alt et la masse ou tension de référence. Sur la figure lb, la masse ou tension de référence est également notée - Alt.The resistors 202 and 203 thus form a voltage divider between the output terminal of the alternator after rectification, terminal denoted + Alt and the ground or reference voltage. In FIG. 1b, the reference mass or voltage is also noted - Alt.
Ainsi qu'il apparaît également en figure lb, la diode 21 est connectée entre la résistance 202 et la résistance 203, l'anode de la diode étant connectée au point commun des résistances précitées. As also appears in FIG. 1b, the diode 21 is connected between the resistor 202 and the resistor 203, the anode of the diode being connected to the common point of the above-mentioned resistors.
De manière avantageuse, la résistance 202 peut être constituée par une résistance ajustable, de façon à permettre le réglage de la valeur de la température de seuil eî précitée. Advantageously, the resistor 202 can be constituted by an adjustable resistor, so as to allow the value of the aforementioned threshold temperature eî to be adjusted.
De la même manière, la résistance 22 connectée entre la diode 21 et l'entrée de régulation 10 du circuit régulateur 1, peut avantageusement être constituée par une résista-nce ajustable, de façon à permettre le réglage de la pente de compensation notée pc de la tension délivrée par l'alternateur, tensionvariable linéairement avec la température. In the same way, the resistor 22 connected between the diode 21 and the regulation input 10 of the regulator circuit 1, can advantageously be constituted by an adjustable resistor, so as to allow the adjustment of the compensation slope denoted pc of the voltage delivered by the alternator, voltage linearly variable with temperature.
Conformément à une caractéristique avantageuse non limitative du dispositif objet de l'invention, la résistance 202 peut être ajustée de façon à obtenir une valeur de température de seuil de 200C pour la température el. In accordance with an advantageous non-limiting characteristic of the device which is the subject of the invention, the resistance 202 can be adjusted so as to obtain a threshold temperature value of 200C for the temperature el.
En outre, la pente de la tension délivrée par l'alternateur variable linéairement avec la température, peut être choisie par l'intermédiaire de la résistance 22 notamment, à une valeur de - 75 mV/OC. In addition, the slope of the voltage delivered by the alternator variable linearly with the temperature, can be chosen via the resistor 22 in particular, at a value of - 75 mV / OC.
Le fonctionnement du dispositif de régulation tel que décrit en figure lb sera donné en liaison avec la figure lc dans laquelle la courbe de régulation de la tension délivrée par l'alternateur en fonction de la température a été représentée en trait mixte, par rapport aux courbes de l'art antérieur, tel que représenté en figure la. The operation of the regulation device as described in FIG. 1b will be given in conjunction with FIG. 1c in which the curve for regulating the voltage delivered by the alternator as a function of the temperature has been shown in dashed lines, with respect to the curves. of the prior art, as shown in Figure la.
Le circuit régulateur 1 de par sa polarisation est amené à un point de fonctionnement particulier, de par la polarisation de l'entrée de régulation fO précédemment décrite, le circuit régulateur étant ainsi réglé de façon à délivrer la tension nominale VN égale sensiblement à 28,8 V, pour des températures inférieures à la température 01. En outre, pour les températures précitées, la compensation ou la pente de compensation pc est nulle pour le circuit régulateur précité, cette pente, ainsi que représentée en figure îc, étant égale à O mV/OC. The regulator circuit 1 by its polarization is brought to a particular operating point, by the polarization of the regulating input fO previously described, the regulator circuit being thus adjusted so as to deliver the nominal voltage VN equal to approximately 28, 8 V, for temperatures below temperature 01. In addition, for the aforementioned temperatures, the compensation or the compensation slope pc is zero for the aforementioned regulator circuit, this slope, as shown in FIG. Ic, being equal to O mV / OC.
Ainsi, pour les températures inférieures à la valeur de seuil 01 précédemment citée, par exemple 20"C, le circuit de conduction à seuil comportant la résistance variable avec la température notée 200, tout en étant connecté physiquement, n'agit pas sur le circuit régulateur 1, car la tension sur l'anode de la diode 21 arrivant au point de connexion de celle-ci, ne permet pas de lui imposer l'état conducteur. La température ambiante ayant dépassé la valeur de seuil de température 91, le potentiel pris entre les résistances 202 et 203 permet alors la polarisation dans le sens passant de la diode 21, cette valeur de tension étant transmise sensiblement à l'entrée de régulation 10 par le circuit constitué par la diode 21 et la résistance 22 à la valeur de chute de tension près de 0,6 V dans la diode 21. Thus, for temperatures below the threshold value 01 mentioned above, for example 20 "C, the threshold conduction circuit comprising the variable resistance with the temperature noted 200, while being physically connected, does not act on the circuit regulator 1, because the voltage on the anode of the diode 21 arriving at the connection point of the latter, does not allow to impose on it the conductive state.The ambient temperature having exceeded the temperature threshold value 91, the potential taken between the resistors 202 and 203 then allows the polarization in the passing direction of the diode 21, this voltage value being transmitted substantially to the regulation input 10 by the circuit constituted by the diode 21 and the resistor 22 at the value of voltage drop near 0.6 V in diode 21.
Dans ce cas, la compensation thermique est assurée et imposée par la résistance variable en fonction de la température 200,par l'intermédiaire de la valeur de la résistance 22.In this case, the thermal compensation is ensured and imposed by the variable resistor as a function of the temperature 200, by means of the value of the resistor 22.
On a ainsi décrit un dispositif de régulation en fonction de la température de la'tension de charge d'une batterie d'accumulateurs chargée par un alternateur, particulièrement performant en ce qu'il autorise la charge de la batterie à une valeur sensiblement constante pour une température ambiante de la batterie inférieure à une valeur de seuil 61 déterminée, cette valeur sensiblement constante pouvant avantageusement être choisie sensiblement égale à la tension nominale de la batterie, la régulation en fonction de la température étant au contraire obtenue avec une pente de compensation déterminée, pour toute valeur de la température ambiante supérieure à la valeur de seuil de température eî précitée. A regulating device has thus been described as a function of the temperature of the charging voltage of a storage battery charged by an alternator, which is particularly efficient in that it allows the charging of the battery to a substantially constant value for an ambient temperature of the battery lower than a determined threshold value 61, this substantially constant value which can advantageously be chosen to be substantially equal to the nominal voltage of the battery, regulation as a function of temperature being on the contrary obtained with a determined compensation slope , for any value of the ambient temperature greater than the aforementioned temperature threshold value eî.
Le dispositif de régulation objet de l'invention permet d'obtenir une courbe de régulation tensionbatterie la plus pruche possible des limites acceptables par celle-ci et par le réseau de bord du véhicule, réseau constitué par les lampes d'éclairage notamment. The regulation device which is the subject of the invention makes it possible to obtain a voltage regulation curve of the battery as hemlock as possible of the limits acceptable by the latter and by the on-board network of the vehicle, network formed by the lighting lamps in particular.
En outre, en cas de coupure d'un des fils du circuit de conduction à seuil constituant un capteur, le dispositif objet de l'invention ne présente aucun risque de surcharge de la batterie.In addition, in the event of a cut in one of the wires of the threshold conduction circuit constituting a sensor, the device which is the subject of the invention presents no risk of overcharging the battery.
En outre, il est également possible d'utiliser le régulateur décrit, sans circuit de conduction à seuil ou capteur, sans pour cela provoquer de risque pour le réseau du véhicule. In addition, it is also possible to use the regulator described, without a threshold conduction circuit or sensor, without thereby causing any risk to the vehicle network.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8609912A FR2601527A3 (en) | 1986-07-08 | 1986-07-08 | Device for regulating the voltage for charging a storage battery with variable temperature-dependent compensation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8609912A FR2601527A3 (en) | 1986-07-08 | 1986-07-08 | Device for regulating the voltage for charging a storage battery with variable temperature-dependent compensation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2601527A3 true FR2601527A3 (en) | 1988-01-15 |
Family
ID=9337193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8609912A Pending FR2601527A3 (en) | 1986-07-08 | 1986-07-08 | Device for regulating the voltage for charging a storage battery with variable temperature-dependent compensation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2601527A3 (en) |
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