SE416365B - Batteriseparator - Google Patents

Description

15 20 25 30 79083234; 2 Denna kända lösning medför dock den nackdelen, att laddningen av batterierna försämras på grund av det ofrånkomliga fram- ledningsspänningsfallet i dioderna. Batterierna kommer således aldrig att kunna laddas upp till full kapacitet.

På äldre typer av generatorer kunde detta framledningsspän- ningsfall kompenseras genom att spänningsregulatorn påverkades så att generatorn gav en motsvarande högre laddningsspänning.

I dagens generatorer är emellertid regulatorn ofta inbyggd i generatorhuset vilket komplicerar och i många fall omöjliggör påverkan av själva regulatorn.

Redogörelse för uppfinningen Batteriseparatorn enligt föreliggande uppfinning bygger på en ny princip och har försumbart spänningsfall och därför medger optimal laddning av batterierna. Batteriseparatorn enligt upp- finningen är avsedd för styrning av en generators laddnings- ström till en parallellkombination av åtminstone två batteri- organ, vilka är individuellt belastningsbara. Uppfinningen kännetecknas av en avkännare av generatorns laddningsström, en normalt öppen strömställare som i en gren av parallellkombina- tionen är kopplad i serie med ett tillhörande batteriorgan, samt en till avkännaren kopplad styrkrets för slutning respek- tive öppning av strömställaren när laddningsströmmen överstiger ett första på förhand bestämt värde respektive underskrider ett andra på förhand bestämt värde. fßatteriseparatorn medger optimal laddning av parallellkombi- nationens batterier men förhindrar,sâsnart laddningen upphör, belastning av det ena batteriet när det andra belastas.

Figurbeskrivning Figur l visar ett kopplingsschema över en känd batterisepara- tor, figur 2 visar ett principiellt kopplingsschema för en batteriseparator enligt föreliggande uppfinning och figur 3 10 15 20 25 30 '7908323-4 3 visar ett detaljerat kopplingsschema över batteriseparatorn enligt uppfinningen.

Bästa utföringsformen Den inledningsvis omnämnda kända batteriseparatorn visas i figur l och innefattar en generator l kopplad i serie med en parallellkombination av två batterier 2 respektive 3.

I vardera grenen av parallellkombinationen är inkopplad en diod 4 respektive 5 vars funktion är att hindra urladdning av det ena batteriet, t.ex. 2, när det andra, dvs. 3, urlad- das. Dioderna 4 och 5 medger emellertid samtidig laddning av båda batterierna från generatorn. Framledningsspännings- fallet över vardera dioden är typiskt 0,7 - l volt, vilket är tillräckligt för att förhindra optimal laddning av vardera batteriet.

Figur 2 visar ett principschema över batteriseparatorn enligt föreliggande uppfinning. På samma sätt som i figur l ingår batterierna 2 och 3 i en parallellkombination som skall laddas av generatorn 1. En avkännare 6 avkänner laddnings- strömmen från generatorn. En strömställare 7 är kopplad i serie med batteriet 2 i den ena grenen av parallellkombinatio- nen. En styrkrets 8 manövrerar strömställaren 7 i beroende av laddningsströmmen. När laddningsströmmen överstiger ett första på förhand bestämt värde sluts den normalt öppna strömställa- ren 7 och båda batterierna laddas parallellt. När laddnings- strömmen sjunker under ett andra på förhand bestämt värde återställer styrkretsen 8 strömställaren 7 till normalt öppet läge. Nämnda andra värde är mindre än det första och beror på hystereseegenskaper i avkännaren 6. För att förhindra ett tillstånd med okontrollerad öppning och slutning av kontak- ten 7 och tvinga strömställaren till att i stället intaga en- dera det slutna eller det öppna tillståndet utnyttjas denna hystereseegenskap hos avkännaren och dessutom kan en från- slagsfördröjning inläggas mellan det ögonblick i vilket nämnda LW 10 15 20 25 30 '7908323-å 4 andra på förhand bestämda värde underskrides och strömstäl- laren 7 öppnar. Frånslagsfördröjningen kan vara av storleks- ordningen 0,5 - 1 sekunder.

Antag att generatorn 1 börjar rotera. Generatorns utspänning stiger för att så småningom nå ett sådant värde att batteriet 3 börjar laddas. När laddningsströmmen nått upp till det på förhand bestämda första värdet sluter strömställaren 7 var- vid även batteriet 2 börjar laddas. Det är viktigt att obser- vera att avkännaren avkänner laddningsströmmen och inte ladd- ningsspänningen ty skulle strömställaren sluta när utspän- ningen från generatorn när upp till ett visst värde men ladd- ningsströmmen ännu'inte börjat flyta, så skulle batteriet 2 kopplas parallellt med batteriet 3 varvid batteriet 2 belas- tas parallellt med batteriet 3 och kanske i sämsta fall helt förbrukas, vilket omäjliggör, i det fall batteriet 2 t.ex. är startbatteriet till en båt medan batteriet 3 är anslutet till båtens övriga förbrukare, förnyad motorstart.

Fig. 3 visar ett detaljerat kopplingsschema över batteri- separatorn enligt föreliggande uppfinning. Avkännaren 6 ut- göres av två komponenter, nämligen en strömspole 9, som är kopplad i serie mellan generatorn och batteri-parallellkombi- nationen ochsmn således ligger på systemets pluspol. Den an- dra komponenten av avkännaren utgöres av ett tungelement 10 vilket är anordnat centralt inuti strömspolen 9. Tungelemen- tet 10, vilket vanligen innefattar två magnetiska kontakttungor inneslutna i ett glasrör, aktiveras och dess kontakttungor gör kontakt med varandra när det av laddningsströmmen alstrade magnetfältet i strömspolen 9 uppgår till det första på förhand bestämda värdet, som är bestämt av produkten av laddnings- strömmen och antalet varv hos strömspolen 9.

Styrkretsen 8 innefattar ett relä med en reläspole ll och en normalt öppen arbetskontakt, som utgör strömställaren 7, Med normalt öppen arbetskontakt eller normalt öppen strömstäl- 10 15 20 25 30 veoezzz-4 5 lare menas i denna beskrivning att kontakten är öppen när reläspolen är strömlös. Reläspolen ll är vid sin ena ände ansluten till ena änden av strömspolen 9, vid vilken ände även den ena kontakttungan av tungelementet 10 är ansluten.

Reläspolens andra ände är ansluten till kollektorn av en transistor 12. Transistorns emitter är ansluten till syste- mets minuspol. Tungelementets andra kontakttunga är via mot-I stånd 13 och 14 ansluten till basen på transistorn 12. Den gemensamma punkten mellan de seriekopplade motstånden 13 och 14 är anslutet till ena belägget av en kondensator 15, vars andra belägg är anslutet till systemets minuspol.

Kombinationen av motståndet 14 och kondensatorn 15 bildar ett frånslagstidsfördröjningsnät med tidskonstanten 0,5 p 1,0 sekunder. En diod 16 är kopplad parallellt över reläspolen för att skydda transistorn mot spänningstransienter.

Transistorn 12 är normalt icke ledande. När laddningsströmmen i strömspolen 9 stiger till det första på förhand bestämda värdet ökar magnetfältet i strömspolen till dess tungelementet sluter, varvid spänningen stiger på basen av transistorn och transistorn 12 börjar leda varvid ström går genom reläspolen ll. Relät drar och sluter den normalt öppna strömställaren 7.

Batteriet 2 kopplas då parallellt med batteriet 3 och laddas upp tillsammans med detta.

När generatorns laddningsström sedermera understiger nämnda andra på förhand bestämda värde förmår magnetfältet i ström- spolen 9 inte längre att hålla tungelementets kontakter slut- na. Tungelement öppnar och kondensatorn l5 urladdas genom motståndet 14 och bas-emittersträckan i transistorn 12 och med viss tidsfördröjning slår transistorn från, varvid relät faller och strömställaren öppnar.

Antag,att under fordonets körning batteriet 3 laddas upp op- timalt. Är batteriet 2 dåligt laddat går laddningsström fort- farande genom strömställaren 7 ända tills batteriet 2 blir optimalt laddat och summan av laddningsströmmarna genom bat- Lo 15 20 25 30 79Û8323~l+ 6 terierna understiger nämnda andra värde, varvid relät faller och strömställaren öppnar.

I fig. 3 visas den gemensamma punkten mellan reläspolen ll och den ena kontakttungan av tungelementet 10 vara ansluten till ena änden av strömspolen 9. Nämnda gemensamma punkt kan lika gärna vara ansluten till den andra sidan av strömspolen 9.

Följande uppställning visar komponentvärdena för batterise-' paratorn enligt uppfinningen: 1. Generator; laddningsspänning ca 14 V 2,3. 12V-batterier av blyackumulatortyp 9. ca 20 varv 2,5 mm emaljerad koppartråd 10. Tungelement som sluter vid ca 30 amperevarv och bryter vid ca 20 amperevarv ll, 7. Relä för 12 Volts spänning och max 50 A brytström 12. Transistor t.ex. BC 337/25 eller likvärdig 13. Motstånd 4711 , l/4 w 14. Motstånd 33 kíl , l/4 w 15. Kondensator 47 u F, 40 V 16. Diod lN4003 eller likvärdig Ehuru det inte utvisats på ritningarna skall förstås att parallellt över vardera batteriet kan ett godtyckligt antal förbrukare anslutas.

Det är vidare tydligt att i det fall relät ll har en ytter- ligare normalt öppen arbetskontakt, markerad med streckade linjer med hänvisningssiffran 17 i fig. 3, kan batterisepa- ratorn utnyttjas till att inkoppla en tillkommande batteri- grupp, markerad med hänvisningssiffran 18, samtidigt med in- kopplingen av batterigruppen 2. Batterigruppen 18 kan t.ex. utgöras av ett extra reservbatteri.

.LO 7908323-4 Industriellt tillgodogörande Batteriseparatorn utnyttjas med fördel i husvagnsekipage och i båtar utrustade med flera batterier för att säkerställa hög startberedskap. Vid husvagnsekipage är batteriet 3 lämp- ligen bilbatteriet medan batteriet 2 är husvagnens batteri.

Vid båtar utgör lämpligen batteriet 2 startbatteri medan bat- teriet 3 används för övriga förbrukare.

Den ovan beskrivna utföringsformen av beskrivningen kan på många sätt mcdifieras och varieras inom ramen för uppfin- ningens grundtanke.

Claims (5)

(_, vsoezzs-4 10 15 20 30 35 Patentkrav

1. l. Batteriseparator för styrning av en generators (l) laddningsström till en parallellkombination av åtminstone två batteriorgan (2, 3), vilka är individuellt belastningsbara, k ä n n e t e c k n a d av en avkännare (6) av generatorns laddningsström, en normalt öppen strömställare (7) som i en gren av parallellkombinationen är kopplad i serie med ett tillhörande batteriorgan (2), samt en till avkännaren kopp- lad styrkrets (8) för slutning respektive öppning av ström- ställaren (7) när laddningsströmmen överstiger ett första på förhand bestämt värde resp. underskrider ett andra på för- hand hestämt värde.

2. Batteriseparator enligt krav l, k ä n n e t e c k - n a d av att avkännaren innefattar en strömspole (9) kopp- lad i serie mellan generatorn (l) och parallellkombinationen (2, 3) samt ett i strömspolen (9) anordnat tungelement (10).

3. Batteriseparator enligt krav l och/eller 2, k ä n - n e t e c k n a d av att styrkretsen (8) innefattar ett relä med dels en spole (ll), vars manöverström är styrd av avkän- naren, och dels en normalt öppen arbetskontakt, vilken utgörs av nämnda strömställare (7).

4. Batteriseparator enligt krav 3, k ä n n e t e c k - n a d av ett styrt förstärkarorgan (12) med en styrelektrod kopplad till utgången av avkännaren, en första elektrod (t.ex. kollektor) kopplad till reläspolens (ll) ena ände och en and- ra elektrod (t.ex. emitter) kopplad till parallellkombinatio-_ nens minuspol, varvid reläspolens andra ände är kopplad till enaänden av strömspolen (9), till vilken ände även ingången av avkännaren är kopplad. '

5. Batteriseparator enligt krav 4, k ä n n e t e c k - n a d av en frånslagsfördröjningskrets (14, 15) kopplad mel- lan styrelektroden och nämnda minuspol för fördröjning av för- stärkarorganets frânslag räknat i förhållande till den tidpunkt när generatorns laddningsström faller under det andra på för- hand bestämda värdet.