NO881741L - Anordning til oppladning av en akkumulator. - Google Patents

Abstract

Ved oppladning av akkumulatorer (1) med konstant ladestrømstyrke oppstår det pro-blem at akkumulatoren (1) ved liten utladning kan overlades slik at levetiden minskes resp. etter en forutgående sterk utladning alt for sent igjen blir helt oppladet, da ladestrømmen er for lav. Ladestrømmen blir følgelig regulert avhengig av henholdsvis ladnings- eller utlad-ningstilstanden. Til dette formål benyttes en kontrollogikk (8) med et pådragsorgan (9) til innstilling av lade-strømstyrken. Kontrollogikken (8) er sam-tidig forbundet med en strømsensor (10) til registrering av ladestrømmen.

Description

Oppfinnelsen angår en anordning til oppladning av en akkumulator med et ladeapparat forsynt med tilslutningsklemmer og en strømsensor til registrering av den over tilslutningsklemmene gående ladestrøm og med en taktgenerator til generering av en taktimpuls og med en pulsteller omstillbar for opp- og nedtelling og som ved ladestrømføring, altså ved oppladning av akkumulatoren har en telleretning og uten ladestrømføring, altså ved utladning, har motsatt telleretning.

En slik anordning er f.eks. beskrevet i DE-OS 29 02 334. Der

er det tale om et ladeapparat som er forbundet med et kontroll-apparat. Dette kontrollapparatet tillater å overvåke ladnings-tilstanden av den akkumulator som skal opplades. I den forbindelse har kontrollapparatet en strømsensor som fastslår hvorvidt ladeapparatet eller en forbruker er tilsluttet akkumulatoren, dvs. hvorvidt det går en ladestrøm eller en utladningsstrøm. Avhengig av akkumulatorens strømretning telles en pulsteller opp eller ned. Telletilstanden til denne pulsteller er der proporsjonal med henholdsvis akkumulatorens ladnings- eller utladningstilstand. Med denne anordning er det i tilknytning til tellerstanden mulig å fastslå hvorvidt akkumulatoren er helt utladet eller oppladet.

Ulempen ved denne anordning består i at akkumulatoren må lades med konstant ladestrøm. Er denne ladestrøm for lav når akkumulatoren sin fullstendige bruksberedskap først etter lang tid. Dessuten har denne anordningen den ulempe at det ikke er mulig

å redusere ladestrømmen mot slutten av ladningsforløpet for således å utnytte den fulle ladningskapasitet til en akkumu-latorcelle.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å angi en anordning til ladning av akkumulatorer hvor ladestrømmen kan innstilles avhengig av henholdsvis akkumulatorens ladnings- eller utladningstilstand.

Denne hensikt oppnås ved at anordningen er forsynt med en kon-trolllogikk med et pådragsorgan til innstilling av ladestrøm- styrken, at kontrollogikken står i forbindelse med strømsensoren og impulstelleren og taktgeneratoren, at kontrollogikken omfatter organer til innstilling av telletakten for pulstelleren avhengig av den av strømsensoren registrerte ladestrømstyrke og at kontrollogikken omfatter organer til å innstille pådragsorganet avhengig av pulstellerstanden.

Videreutviklinger av oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav.

Med denne anordning kan det altså oppnås at ladestrømmen ved

en kraftige utladning av akkumulatoren blir innstilt høyt for således raskt å nå driftsklar tilstand, på den annen side kan ved liten utladning av akkumulatoren ladestrømmen innstilles lavt for således å hindre en overladning og dermed at akkumulatorens levetid forkortes. Dessuten kan ved normalt ladnings-forløp ladestrømmen reduseres ved slutten av oppladningen,

slik at den fulle ladekapasitet til akkumulatorcellene kan utnyttes.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere i det følgende i tilknytning til tegningen. Fig. 1 viser et blokkdiagram av en anordning i henhold til oppfinnelsen med kontrollogikk. Fig. 2 viser et funksjonsforløpsdiagram for kontrollogikken. Fig. 3 viser anordningen i henhold til oppfinnelsen med en snorløs telefon som eksempel.

På fig. 1 er det vist en akkumulator 1 som skal lades opp og anordningen 3 til oppladning av denne akkumulator i form av et blokkdiagram. Akkumulatoren 1 som skal lades opp kan med sine tilslutningsklemmer 2 tilsluttes tilslutningsklemmene 16 på denne anordning 3. Anordningen 3 til oppladning av akkumulatoren omfatter et ladeapparat 4 som er forbundet med tilslutningsklemmene 16. Dessuten er dette ladeapparatet 4 også

forsynt med ytterligere tilslutningklemmer 17 for tilførsel

av forsyningsspenningen. Ved siden av ladeapparatet er det også anordnet en kontrollinnretning 5 i anordningen 3 til ladning av akkumulatoren. Denne kontrollinnretning 5 omfatter en taktgenerator 6 til generering av en taktimpuls, en pulsteller 7 som kan omstilles for opp- og nedtelling, en kontrollogikk 8, et pådragsorgan 9 og en strømsensor 10 til registrering av den over tilslutningsklemmene 16 gående ladestrøm. Kontrollogikken 8 er forbundet med strømsensoren 10, pådragsorganet 9, pulstelleren 7 og taktgeneratoren 6 over forbindelses-ledninger 12,13,15 og 14.Pådragsorganet 9 er anordnet i anordningen 3 på en slik måte at ladestrømstyrken til ladeapparatet 4 kan varieres.

Kontrollogikken 8 omfatter organer som innstiller telletakten for pulstelleren 7 avhengig av den av strømsensoren 10 registrerte ladestrømstyrke. Dessuten omfatter styrelogikken 8 også ytterligere organer som avhengig av pulstellertilstanden til pulstelleren 7 innstiller pådragsorganet 9.

Funksjonsmåten til anordningen 3 for oppladning av akkumulatoren 1 vil forklares i det følgende. I den forbindelse blir det nå som eksempel gått ut fra at pulstelleren 7 ved oppladning av akkumulatoren 1, altså når det går en ladestrøm, teller oppover og når det ikke er noen ladestrøm, altså utladning av akkumulatoren, teller nedover. Dette kan selvfølgelig også velges omvendt.

På fig. 2 er det for å lette forståelsen av anordningens 3 virkemåte vist et flytediagram for arbeidsmåten til anordningen 3. Først fastslås det via strømsensoren 10 hvorvidt det has ladestrøm. Has det ingen ladestrøm betyr■dette at akkumulatoren ikke er tilsluttet ladeapparatet og befinner seg i utladnings-tilstanden, det vil altså si at den er tilknyttet en forbruker. Via styrelogikken 8 blir pulstelleren 7 svitsjet til å telle oppover og påstyrt med en bestemt telletakt.

Has det derimot en ladestrøm, så er akkumulatoren 1 med sine tilslutningsklemmer 2 tilsluttet tilslutningsklemmene 16 på anordningen 3 til henholdsvis oppladning eller etterladning. Kontrollogikken 8 spør etter pulstellerens 7 tellerstand. Alt etter hvilken tellerstand pulstelleren har, idet denne f.eks. kan være en dual- eller desimalteller, blir pådragsorganet 9 til innstilling av ladestrømmen påstyrt. Er tellerstanden høy, blir det innstilt en full ladestrøm, men er derimot tellerstanden lav blir det bare innstilt en restladestrøm. Denne lade-strømmen kan alt etter tellerstanden enten være kontinuerlig eller innstilt i trinn. På fig. 2 er f.eks. den mulighet angitt å innstille ladestrømmen i tre trinn. Er tellerstanden X større enn en bestemt verdi C så blir den fulle ladestrøm innstilt. Er tellerstanden X mindre enn denne verdi C, dog større enn en bestemt forhåndsgitt verdi D, blir det innstilt en midlere ladestrøm. Er tellerstanden også mindre enn denne verdi D, blir bare restladestrømmen innstilt. En nedtellingstakt dannes proporsjonalt med den ved pådragsorganet 9 innstilte ladestrøm og via kontrollogikken 8 telles pulstelleren 7 tilsvarende ned. På det i henhold til fig. 2 viste eksempel er det angitt tre forskjellige telletakter, nemlig E, F og G, hvorved det has E?F> G. Nedtelletakten E blir følgelig stillet inn når den fulle ladestrøm går over klemmene 16. Da den aktuelle tellertilstand samenlignes under ladeforløpet, endrer ladestrømsstyrken seg til mindre verdier under forløpet.

Når forbruks- og ladestrømmen samt akkumulatorvirkningsgraden ikke er nøyaktig avstemt i forhold til hverandre, kan det fås asynkronitet mellom tellertilstand og ladetilstand ved henholdsvis flere suksessive delutladninger og deloppladninger. Det er følgelig hensiktsmessig ikke å velge tellerområdet for stort, slik at det innstilles en maksimal tellerstand allerede før den fullstendige utladning og tellerverdien 0 først fås ved et pålitelig oppladningsstrømintegral. En ytterligere sikkerhet frembys f.eks. av en spenningsverdiovervåking. Blir den tomme akkumulator tilsluttet ladeapparatet, så kan pulstelleren 7 stilles på .sin maksimale tellertilstand over en ekstra klemme-spenningsmåleinnretning.

Dessuten er det ved videreutviklingen av oppfinnelsen sørget for at en temperatursensor står i forbindelse med kontrollogikken og at kontrollogikken 8 omfatter organer til en temperaturavhengig korreksjon av ladestrømstyrken. I tillegg omfatter kontrollogikken 8 organer som ved en maksimal forhåndsgitt uavbrutt ladetid kobler ut ladestrømmen.

På fig. 3 er det vist en snorløs telefon som består av en bær-bar mikrotelefon 20 og et telefonbasisapparat 21. Mikrotelefonen 20 består hovedsakelig av en antenne 22, en sender- og en mottakerinnretning 23 og en akkumulator 1. Mikrotelefonen 20 er forsynt med tilslutningsklemmer 25 som er forbundet med akkumulatoren 1. Sende- og mottaksinnretningen 23 er forbundet til denne akkumulator 1.

Telefonbasisapparatet har et ladeapparat med en nettilslutning 27, en kontrollinnretning 5 og en sende- og mottaksinnretning 28. Dessuten har dette telefonbasisapparat 21 også en antenne 30 som er forbundet med sende- og mottaksinnretningen 28. I tillegg er telefonbasisapparatet 21 også forbundet med en til-slutning 29 som er knyttet til telefonnettet. Innretningen til oppladningen av akkumulatoren 1 i mikrotelefonen 20 tilsva-rer den på henholdsvis fig. 1 eller 2 viste anordning. Akkumulatoren 1 er nå i tillegg forbundet med sendeinnretningen 23. Alt etter hvorvidt mikrotelefonen befinner seg i tale- eller høremode, sendes et forskjellig signal. Kontrollogikken i kontrollinnretningen 5 til telefonbasisapparatet 21 er forbundet med sende- og mottaksinnretningen 28. Kontrollinnretningen 5 er i stand til å detektere og bestemme signalet for hvorvidt mikrotelefonen 20 arbeider i tale- eller høremode. Alt etter den registrerte tilstand blir pulstelleren tellet opp med en forskjellig takt. Den forskjellige taktfrekvens er proporsjonal med forbruksstrømstyrken til mikrotelefonen, slik at telletakten i talemoden er større enn i høremoden.

Blir mikrotelefonen 20 igjen lagt på telefonbasisapparatet

21, det vil altså si at tilslutningsklemmene 25 til mikrotelefonen 20 og dermed akkumulatoren 1 er forbundet med tilslut-

ningsklemmene til ladeapparatet 4 i telefonbasisapparatet 21,

så blir akkumulatoren 1 til mikrotelefonen 20 igjen etterladet tilsvarende det registrerte strømintegral. Den strømstyrke som det etterlades med, blir som det allerede er forklart i sammenheng med de andre figurer, bestemt av kontrollogikken fra tellerstanden for pulstelleren. I den forbindelse betyr en høy tellerstand høy ladestrøm og en lav tellerstand en lav ladestrøm. Proporsjonalt med ladestrømmen dannes en nedtelle-takt som igjen teller pulstelleren ned under ladeforløpet.

Det vil også si at sendeinnretningen i mikrotelefonen 20 til utsendelse gis et signal som tjener som et mål på utladnings-strømstyrken og at kontrollogikken omfatter organer til signalbehandling og avhengig av dette instiller tellertakten. For-øvrig kan det vises til hva som er sagt i forbindelse med fig. 1 og 2. Kontrollogikken i denne anordning til ladning av akkumulatorer kan også erstattes av en mikrodatamaskin eller en del av en mikrodatamaskin. Moderne mikrokontrollinnretninger har f.eks. også tellere til rådighet, slik at hele kontrollinnretningen til syvende og sist kan utføres med en mikrokontrollinn-retning .

Det skal her bemerkes at valget og arten av ladeapparatet hovedsakelig avhenger av de reelle ladespenninger og -strømmer. Dessuten er typen av akkumulator utslagsgivende. Ladestrømstyr-ken må dog kunne innstilles av kontrollinnretningen. Et to-eller trebiter signal fra kontrollinnretningen kan f.eks. endre ladestrømstyrken i fire eller åtte trinn.

Claims (8)

1. Anordning til oppladning av en akkumulator med et ladeapparat (4) forsynt med tilslutningsklemmer (16) og en strøm-sensor (10) til registrering av den over tilslutningsklemmene (16) gående ladestrøm og med en taktgenerator (6) til generering av en taktimpuls og med en pulsteller (7) som kan omstilles for opp- eller nedtelling og hvis telleretning ved lade-strømtilførsel, dvs. ved oppladning av akkumulatoren (1), går i en retning og i fravær av ladestrømtilførsel, dvs. ved utladning av akkumulatoren (1), går i motsatt retning, karakterisert ved at anordningen omfatter en kontrollogikk (8) med pådragsorgan (9) til innstilling av ladestrømstyrken, at kontrollogikken (8) står i forbindelse med strømsensoren (10) og pulstelleren (7) og taktgeneratoren (6), at kontrollogikken (8) omfatter organer for å innstille telletakten for pulstelleren (7) avhengig av den av strømsensoren (10) registrerte ladestrømstyrke, og at kontrollogikken (8) omfatter organer for å innstille pådragsorganet (9) avhengig av pulstellerstanden.

2. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at det er anordnet en temperatursensor, at temperatursensoren står i forbindelse med kontrollogikken (8) og at kontrollogikken (8) omfatter organer til temperaturavhengig korreksjon av ladestrømstyrken.

3. Anordning i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at det er anordnet en klem-mespenningsmåleinnretning, at denne klemmespenningsmålingsinn-retning står i forbindelse med kontrollogikken (8), og at kontrollogikken (8) omfatter midler til klemmespenningsuavhengig innstilling av tellerstanden.

4. Anordning i henhold til et av kravene 1-3, karakterisert ved at kontrollogikken (8) omfatter midler til å koble ut ladestrømmen ved en maksimal, forhåndsgitt, kontinuerlig ladetid.

5. Anordning i henhold til et av kravene 1-4, karakterisert ved at det maksimale teller-område for pulstelleren (7) velges på en slik måte at det maksimale tellerområdet nås allerede før den fullstendige utladning av akkumulatoren (1).

6. Anordning i henhold til et av kravene 1-5, karakterisert ved at kontrollogikken (8) er en mikrodatamaskin.

7. Anordning i henhold til et av kravene 1-6, karakterisert ved at akkumulatoren (1) er forbundet med en sendeinnretning (23) og kontrollogikken (8) med en mottaksinnretning (29), at sendeinnretningen (23) er inn-rettet til utsendelse av et signal som tjener som et mål for utladningsstrømstyrken, at kontrollogikken (8) omfatter organer til signalbehandling, og at telletakten kan innstilles avhengig av dette signalet ved kontrollogikken (8).

8. Innretning i henhold til krav 7, karakterisert ved at sendeinnretningen (23) og mottaksinnretningen (29) er komponenter i en snorløs telefon .