NO161198B - Koplingsanordning for kapasitetsavhengig etterladning av en akkumulator. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for kapasitetsavhengig etterladning av en akkumulator av den art som angitt i innledningen til krav 1.

Elektriske og elektroniske apparater blir ofte forsynt med spenning fra en elektrokjemisk energikilde. Ved apparater med stort strømbehov blir ofte anvendt batterier (akkumulatorer), som kan anvendes på nytt ved en oppladning. De mest kjente batterisystemene er bly-syre-akkumulatorer og nikkel-kadium-batterier.

Apparater til ladning av batterier er kjent fra boken "Batterien und Brennstoffzellen" av K.J. Euler, side 72 til 84, Springer-Verlag 1982 og boken: "Batterien" av H.A. Kiehne, side 182 til 207, expert-Verlag 1980.

I den påfølgende beskrivelsen blir anvendt såvel betegnelsen batterier som også akkumulatorer. Med dette skal forståes at anordningen ifølge oppfinnelsen kan anvendes ved alle arter elektrokjemisk energikilder. Det enkleste ladeapparatet, som også kan lade opp et batteri med en konstant strøm, består av en transformator med en etterkoplet likeretter. Dette ladeapparatet blir tilkoplet for en viss tid til batteriet og skal f.eks. fylle det utladede batteriet i løpet av natten. Denne normalladningen er ufarlig da ladestrømmen er satt lav. Ved en hurtigladning blir et utladet batteri oppladet til full kapasitet i løpet av ca. 3 timer ved Hjelp av en forhøyet ladestrøm. Ved hurtigladning av et batteri blir arbeidet med en sterkt øket ladestrøm. Her er imidlertid det nødvendig med løpende kontroll slik at det indre celletrykket og celletemperaturen til batteriet stiger til utillatelige høye verdier.

For å bestemme ladetilstanden til et batteri kan man f.eks. med blyakkumulatorer foreta syretetthetsmålinger. Det er også kjent å måle klemmespenning, indre motstand, celletemperatur og indre celletrykk hvorved det kan bli gitt et utsagn om ladetiIstanden til batteriet. Denne fremgangsmåten er imidlertid svært komplisert.

Det er deirfor en oppgave til oppfinnelsen å tilveiebringe en enkel krets slik at en akkumulator kan bli oppladet via en ladestasjon tilsvarende dens utladede tilstand.

Ifølge oppfinnelsen blir dette løst som angitt i karakteri-stikken til krav 1. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av de øvrige kravene.

Fordelaktig ved kretsanordningen er den spesielt enkle utførelsen av den økonomisk og skånsomme etterladningen av batteriet tilsvarende dets uttatte kapasitet. Mens ved kjente ladefremgangsmåter bestemmes batteriets fysikalske egenskaper ved hjelp av føler og målinger og derved dets ladetilstand blir dette mulig til å begynne med og til slutt ved etterladningen ved hjelp av enkle strømregistreringer. Denne registrerings- og beregningsinnretningen er dessuten så liten at de kan bli anbrakt f.eks. i ett med en batteridrevet lommelykt i lommelyktens hus. Dermed kan batteriene i lommelykten bli ladet opp ved hjelp av en separat ladestasjon, og må fortrinnsvis kun være forsynt med to ladekontakter. Over disse ladekontaktene flyter foruten lade-strømmen også informasjonen med hensyn til tid og styrke på utladningsstrømmen så vel som ytterligere anleggs-spesifiserte data.

Ved hjelp av den målrettede utspørbarheten angående ladetilstanden til batteriet og den tilsvarende anvendbare oppladningen er lommelykten totalt sett driftssikrere og kan tåle mer belastning, mens batteriet har lang levetid (som følge av den skånsomme etterladningen) så vel som en forholdsvis liten selvutladehastighet og er overladesikker. Fortrinnsvis er ladestasjonen videre forsynt med et fremvisningsfelt hvorved ved behov de innstilte verdiene kan fremvises. Naturligvis kan også bli vist på fremvisnings-feltet fell så vel ved ladestasjonen som også 1 lommelykten.

Et utførelseseksempel på kretsen Ifølge oppfinnelsen skal beskrives nærmere ved hjelp av tegningen.

Ledningsforbindelsene innenfor lykten og ladestasjonen er her ikke nærmere vist.

En batteridrevet lommelykt 1 er forbundet med en ladestasjon 2 via to ladekontakter A og B. I lommelykten er anbrakt et batteri 1.1 fortrinnsvis i form av en gasstett Ni/Cd-akkumulator. Den apparatspesifiserte kretsen 1.2 til lommelykten blir forsynt med strøm fra batteriet 1.1 og betjent over en apparatkrets 1.3. Som last er anordnet en lampe 1.4. Som last kan imidlertid også være anordnet en forbruker som elektromotor, ventilator eller lignende. Den apparatspesifiserte kretsen 1.2 er derved den elektriske kretsen til forbrukeren, lampen 1.4, elektromotor, ventilator). Den apparatspesifiserte kretsen 1.2 kan også bestå av en blinkanordning eller en bestemt bryter for en lavut-ladning. I lommelykten 1 er dessuten anordnet en strøm-registreringsinnretning 1.5, en sender-mottagerkomponent 1.6, en innretning 1.7 for batterilavutladningsregistrering og en lagerdel 1.8 for de forskjellige apparatfunksjonene. Innretningen 1.5 til 1.8 er, da den fortrinnsvis består av elektroniske komponenter og arbeider binært, så liten at den uten videre kan anbringes i en normal lommelykt 1 og på tross av dette medfører liten ytterligere vekt.

Strømregistreringsinnretningen 1.5 i det indre av lommelykten kan i det enkleste tilfellet være en motstand, hvis spenningsfall blir målt og vurdert. Her og i lageret 1.8 blir dessuten foretatt en tidsmessig vurdering. Innretningen 1.7 for registrering av batterilavutladning består f.eks. av en anordning av elektriske komponenter, idet anordningen antar en bestemt brytertilstand når akkumulatorspenningen har nådd en nedre verdi. Anordningens brytertilstand kan kun bli satt tilbake ved hjelp av en mikroprosessor 2.4. Lageret RAM 1.8, anordnet i lommelykten 1, har lagret de apparatspesifiserte dataene til den totale lommelykten 1 og gir ved behov dijSse til mikroprosessoren 2.4.

Står lommelykten 1 i ladestasjonen 2 og angir lageret 1.8 en avtagende batterikapasitet, så blir batteriet 1.1 tilsvarende etterladet.

Ladestasjonen 2 består av en spenningsforsyningsinnretning 2.1, en sender-mottagerkomponent 2.2, en anordning 2.3 for styring av 1adestrømmen, en vurderingsinnretning 2.4 og et fremvisningsfelt 2.5. For vurderingsinnretningen 2.4 til ladestasjonen 2 blir fortrinnsvis anvendt en mikroprosessor, som får informasjonene fra lagerdelen 1.8 i lommelykten 1 over sender-mottagerkomponenten 1.6. De i mottagerdelen 1.8 lagrede funksjoner består f.eks. av innkoplingstiden til de forskjellige lastene 1.4, av de fysikalske verdiene til batteriet 1.1 og informasjonen over batteritilstanden (laveste utladning). Informasjonen fra lagerdelen 1.8 blir overført syklisk i en definert rekkefølge over sender-mottagerkomponentene 1.6 slik at det kan bli foretatt en beregning i mikroprosessoren 2.4 av de målte verdiene fra strømregistreringen 1.5 og angivelsene i lagerdelen 1.8. Senderkomponenten 1;6 til lommelykten 1 sender i løpet av overføringsforløpet forskjellige digitale informasjoner over ladekontaktene A og B til mikroprosessoren 2.4 slik at mikroprosessoren 2.4 kan utlede batteriets tilstand via rekkefølgen til de digitale signalene. Mikroprosessoren 2.4 styrer derved det totale forløpsprogrammet. Den er den sentrale styreenheten. Mikroprosessoren 2.4 vurderer all informasjon og lader ved behov via anordningen for styring av ladestrømmen 2.3 akkumulatoren 1.1. Styreanordningen 2.3 består f.eks. av en sperreomsetter regulert av mikroprosessoren 2.4.

Ladekontaktene A og B mellom lommelykten 1 og ladestasjonen 2 er anordnet for så vel strømmessig etterladnlng av batteriet 1.1 som også for måleverdioverføring i begge retningene mellom lommelykten og ladestasjonen. Dette er kun mulig på grunn av at måleverdl- og ordrepulsene består av digitale tegn, som er overlagret den normale batteriladestrømmen.

Claims (3)

1. Anordning for kapasitetsavhengig etterladning av en akkumulator innbefattende en strømregistreringsinnretning (1.5) for måling av den uttatte ladningsmengden fra akkumulatoren (1.1), og hvis informasjon over den uttatte ladningsmengden kan mellomlagres i et lager (1.8), at i lageret (1.8) er lagret ytterligere kretsspesifisert data, at data fra lageret (1.8) kan overføres til en ladestasjon (2), og tilføres en vurderingsinnretning (2.4) som registrerer og bearbeider overført data og styrer dermed en styreanordning. (2.3) slik at akkumulatoren (1.1) kan etterlades fra en spenningsforsyningsinnretning (2.1), karakterisert ved at lageret (1.8) og vurderingsinnretningen (2.4) er skilt fra hverandre og er forbindbare via ladekontakter (A, B) med hverandre, og at datautveksling mellom lageret (1.8) og vurderingsinnretningen (2.4) foregår over en sender-mottagerkomponent (1.6 hhv. 2.2) henholdsvis ved lageret (1.8) og ved vurderingsenheten (2.4), via ladekontaktene (A, B).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at akkumulatoren (1.1) har en innretning (1.7) for registrering av en lav utladning, idet data tilsvarende lav utladning tilføres lageret (1.8) og kan her hentes ut av vurderingsinnretningen (2.4).

3. Anordning ifølge ett av kravene 1 og 2, karakterisert ved at akkumulatoren (1.1), strømregistrerings-innretningen (1.5), sender-mottagerkomponenten (1.6) og lageret (1.8) er anordnet i en lommelykt (1), som har to ladekontakter (A, B) for tilslutning av lommelykten (1) til ladestasjonen (2).