SE443263B - Anordning for vermning av ackumulatorbatteri - Google Patents

Description

7807789-8 väsentligen konstant värde, oberoende av varvtalsvariationer vid primärmotorn.

En väsentligen konstant växelström kan erhållas genom att man ordnar så att växelströmsgeneratorns effektiva utgångs- impedans är påtagfigtnwcket högre än det maximala, inre mot- ståndet i batteriet. Detta kan uppnås antingen genom att man använder en permanentmagnetgenerator, eller en generator med fältlindning och som är försedd med fältkontroll som står i beroende av utgångsströmmen från generatorn¿ Uppfinningen kommer här nedan att beskrivas med hän- visning till bifogade ritning, på vilken Fig. 1-H visar olika arrangemang för laddning och värmning av ackumulatorbatterier.

Fig. 1 visar ett kombinerat system 10 för laddning och värmning av ackumulatorbatterier, i vilket det ingår en trefas permanentmagnetsväxelströmsgenerator 12, som är ansluten till den stjärnkopplade primärlindningen 14 i en transformator 16.

Till utgången från generator 12 kan även tre deltakopplade kondensatorcr 18 vara anslutna. Transformatorns 16 sekundär- lindning 19 är förbunden med anslutningar mellan tre par serie- kopplade ackumulatorbatterier 20, 22; 2ü, 26 och 28, 30. Paren av batterier är anslutna mellan ledare 32 och 34.

Utformningen av generatorn 12 och av transformatorn 16 är sådan, att den effektiva utgångsimpedansen vid generatorn är påtagligt högre än det maximala,inre motståndet i batterierna (hänför: till cransformatorns primärkrets).

I system 10 ingår även en andra växelströmsgenerator 36, som är ansluten till en likriktare 38 omfattande sex dioder 40.

Likriktaren 38 matar positiva och negativa ledare #2 resp. Uh, vilka i sin tur är förbundna med ledarna,32 och Bü för laddning av batterierna. En spänningsregulator 46 är inkopplad mellan ledarna 42 och ÄÄ, och är ansluten till generatorn 36 genom ledare 48 och 50.

Båda växelströmsgeneratorerna 12 och 36 drivs från en gemensam axel 52 ansluten till en primärmotor med varierbart varvtal,t.ex. en fordonsförbränningsmotor 53.

Den höga, effektiva utgångsimpedansen vid generator 12 gör att värmningsströmmen inte kommer att variera i nämnvärd grad med ändringar i det inre motståndet i batterierna, allt 7807789-8 efter som temperaturen i dessa ändras. Om kondensatorer 18 används väljs deras kapacitansvärden så att de ökar effekt- faktorn i generatorn 12, så att den växelström som levereras till batterierna 20, 22; 2ü, 26; 28, 30 förblir väsentligen konstant oberoende av ändringar i förbränningsmotorns 53 varvtal.

Om ett system 10 används för att ladda batterier när elektrolyten i desamma har en låg utgångstemperatur och därmed ett stort, inre motstånd, kan man inte få generator 36 att leverera någon nämnvärd laddningsström. Eftersom generator 12 levererar växelström för värmning av batterierna kommer elektro- lyten snabbt att värmas, så att batterierna når ett tillstånd med lågt, inre motstånd, som medger utnyttjande av kraftig laddningsström. Eftersom kaoacitansvärdena hos kondensatorerna 18 har valts så att växelströmmen hålls väsentligen konstant inom förbränningsmotorns 53 effektiva varvtalsområde, är det ingen risk för att värmningen skall bli otillräcklig vid låga varvtal, eller för hög vid höga varvtal. Även om det inre mot- ståndet í batterierna sjunker allt eftersom temperaturen i elektrolyten stiger, kommer den höga induktansen i lindningarna i permanentmagnetgeneratorn, tillsammans med kondensatorerna 18 att förhindra att växelströmmen blir för kraftig.

Eftersom sekundärlindningarna 19 är förbundna med an- slutningar mellan batterierna i de olika paren, är det ingen risk att laddningslikströmmen skall passera genom sekundär- lindningarna så att kärnan i transformatorn 16 blir mättad genom likström.

I Fig. 2 visas ett annat kombinerat värmnings- och laddningssystem jü, som omfattar en enfas permamentmagnetgene- rator 56, som är förbunden med primärlindningen 58 i en trans- formator 60. En kondensator 62 är inkopplad mellan de ledare som förhinder generatorn 58 med primärlindningen. Den ena ändan av transformatorns sekundärlindning 63 är förbunden med en punkt mellan två seriekopplade kondensatorer 6ä och 65, och den andra ändan av sekundärlindningen är förbunden med en anslut- ning mellan två seriekopplade batterier 66 och 68. Paret av kondensatorer och paret av batterier är inkopplade parallellt mellan två ledare 70 och 72. 7807789-8 System 56 omfattar vidare en andra växelströmsgenerator 74, som via en likriktare 76 levererar likström till två ledare 78 och 80, vilka är förbundna med ledarna 70 och 72 i ändamål att möjliggöra laddning av batterierna 66 och 68. En spänningsregulator 82 är ansluten över ledarna 78 och 80, och är genom ledare 8ü och 86 förbunden med den andra växelströms- generatorn 7N.

Båda generatorerna 56 och 7å drivs av en gemensam axel 88, från en förbränningsmotor 89.

Kapacitansen i kondensatorn 62 är så vald, att den ökar generatorns 56 effektfaktor, varigenom generatorn kommer att lämna en väsentligen konstant växelström inom förbrännings- motorns 89 effektiva varvtalsområde.

System jü fungerar i stora drag på samma sätt som system 10 enligt Fig. 1, dvs. generatorn 56 levererar växelström till batterierna 66 och 68 för värmning av elektrolyten i dessa vid låg omgivningstemperatur, och generatorn 74 levererar ladd- ningsström.

Kondensatorerna 64 och 65 hindrar att laddnings- likströmmen passerar in i sekundärlindningen 63, varigenom mättning av kärnan i transformatorn 60 kan undvikas.

KFig. 3 visar ytterligare en utföringsform av ett kombi- nerat värmnings- och laddningssystem 110, som innehåller en trefas permanentmagnetsväxelströmsgenerator 112, som är förbunden med den stjärnkopplade primärlindningen 11ü i en trefastransfor- mator 116. Till utgången från generatorn 112 är även tre delta- kopplade kondensatorer 118 anslutna. Sekundärlindningarna 120 vid transformatorn 116 är via batterier 122 förbundna med en ledare 124, och stjärnpunkten 126 vid sekundärlindningarna 120 och ledaren 12ä är förbundna med två likströmsanslutningar, 128 resp. 130.

System 110 innehåller en andra trefasgenerator 132, som via en med dioder 136 försedd likriktare 134 är förbundenw med positiva och negativa ledare 138 och 1hO, vilka i sin tur är förbundna med likströmsanslutningarna 128 och 130. En spänningsregulator 1ü2 är inkopplad mellan ledarna 138 och 1äO, och är förbunden med fältlindningen vid generator 132 genom ledare 1ÄÄ och 1ü6 i ändamål att styra strömflödet genom fält- lindningen, så att en konstant spänning vidmakthålls mellan 7807789-8 ledarna 138 och 1h0.

Båda generatorerna 112 och 132 drivs av en gemensam axel 1ü8 från en förbränningsmotor 1&9.

Kapacitansvärdena hos kondensatorerna är så valda, att generatorns 118 effektfaktor ökas, varigenom växelströmmen hålls väsentligen konstant inom förbränningsmotorns 1ü9 effek- tiva varvtalsområde.

System 110 fungerar i stort sett på samma sätt som system 10 enligt Fig. 1, varvid generator 112 levererar växel- ström för värmningsändamål, och generator 132 levererar lik- ström för laddning av batterierna.

Fig. ü visar en kombinerad värmnings- och laddnings- krets 200, som omfattar en trefas växelströmsgenerator 212, vilken är förbunden med de stjärnkopplade primärlindningarna 21U i en transformator 216. Dennas sekundärlindningar 218 är via batterier 220 förbundna med en ledare 222 och stjärnpunkten i lindningarna 218 och ledaren 222 är förbundna med två likströms- anslutningar 22Ä och 226.

En trefas, strömavkännande transformator 228 är ansluten till utgången från generatorn 212 och är inrättad att avge en insignal till en strömregulator 230. Denna är förbunden med fältlindningen i generatorn 212 genom ledare 232 och 23Ä, och styr strömflödet i fältlindningen, så att växelströmmen från generator 212 hålls väsentligen konstant, oberoende av ändringar i batteriernas 220 inre motstånd, eller i förbränningsmotorns varvtal.

System 200 omfattar ytterligare en andra trefasgenerator 236, som via en med dioder 2ü0 försedd likriktare 238 levererar direkt laddningsström till ledare 242, Züü, vilka i sin tur är förbundna med anslutningarna 22ü, 226. En spänningsregulator 246 är även här inkopplad över ledarna 2h2 och Züü, och styr strömflödet i generatorns 236 fältlindning via ledare 2ü8, 250, så att en konstant spänning vidmakthålla mellan ledarna'242 och Züü.

Båda generatorerna 212 och 236 drivs med varierande varvtal av en gemensam axel 252 från en förbränningsmotor 253.

Generatorn 212 levererar ström för värmning av elektro- lyten i batterierna 220, och generatorn 236 levererar laddnings- ström. 7807739-s När system 200 används för att värma batterier som i ett utgångsläge har låg temperatur, kommer värmningen att gå snabbt medan laddningen går långsamt, eftersom batteriernas inre motstånd är högt. Allt eftersom temperaturen på elektro- lyten stiger kommer värmningen att minska medan graden av laddning kommer att öka.

Eftersom generator 212 levererar en konstant växel- ström oberoende av förbränningsmotorns 25ß varvtal föreligger det ingen risk för att värmningen skall bli otillräcklig vid låga varvtal, respektive för kraftig vid höga varvtal.

I system 110 enligt Fig. 3 och i system 200 enligt Fig, h är sekundär1indningarna12O resp. 218 vid transforma» torerna 116 och 216 lindade på tre-grenade kärnor, och även om likströmmen kommer att passera dessa lindningar medför den icke någon kvarstående magnetisering. Om strömstyrkorna i de tre faserna är balanserade, kommer de magnetiska kraftkomponen- ter som orsakas av likströmsflödena även att balanseras. Det föreligger därför icke någon risk att kärnan mättas genom in- verkan av likströmmen. Det kommer ej heller att bli någon märk- bar växelspänningskomponent vid likströmsanslutningarna 28, 30 resp. 124, 126. Även om båda generatorezna i samtliga ovan beskrivna utföringsexempel har drivits av en gemensam primärmotor är det uppenbart att generatorerna kan drivas av skilda motorer. I vartdera systemet har värmning och laddning varit sammankopplade, -men värmningssystemet kan användas enbart, t.ex. för att värma elektrolyt i redan laddade batterier, som skall användas för strömleverans.

Claims (7)

7807789-8 Patentkrav

1. Anordning för värmning av minst ett ackumulator- batteri i en anläggning omfattande en primärmotor (S3, 89, 149, 253) och en av denna driven växelströmsgenerator (12, 56, 112, 212) k ä n n e tee c k n a d av organ (228,230) för att styra den till batteriet (20-30; 66, 68; 122; 220) förda strömmen så att strömmen hålls väsentligen konstant såväl inom primärmotorns (53, 89, 149, 253) normala drift- varvtalsområde som vid batteriets normala arbetstempera- tur, varvid nämnda organ (228, 230) är så inrättade, att växelströmsgeneratorns (12, 56, 112, 212) effektiva ut- gångsimpedans är påtagligt högre än batteriets (20~30; 66, 68; 122; 220) högsta inre motstånd.

2. Anordning enligt patentkrav l, k ä n n e - t e c k n a d därav, att växelströmsgeneratorn (212) har en fältlindning, och kontrollmedlen omfattar organ (228) för att avkänna den ström som förs till batteriet samt en strömregulator (230) som står i beroende av organet (228) och styr strömmen i fältlindningen så att växelströmmen hålls vid väsentligen konstant värde, och ger den önskade höga utgångsimpedansen. 1

3. Anordning enligt patentkravet 2, k ä n n e - t e c k n a d därav, att växelströmsgeneratorn är av permanentmagnettyp.

4. Anordning enligt patentkravet 3, k ä n n e - t e c k n a d därav, att minst en kondensator (18, 62, 118) än ansluten till utgången från växelströmsgeneratorn (12, 56, 112).

5. Anordning enligt något av patentkraven 2 - 4, k ä n n e t e c k n a d därav, att den omfattar en trans- formator (116, 216), försedd med primärlindning (114, 214), som är förbunden med växelströmsgeneratorns utgång, samt sekundärlíndning (120, 218), som är ansluten till batteriet.

6. Anordning enligt patentkravet 5, k ä n n e - t e c k n a d därav, att växelströmsgeneratorn (112, 212) är av flerfastyp, och att sekundärlindningarna (120, 218) 7807789-8 är stjärnkopplade, varvid stjärnpunkten (126) är för- bunden med den ena av ett par likströmsanslutningar (128, 130; 224, 226), medan lindningarnas ändar via tillkopplade batterier (120, 220) är förbundna med den andra av lik- strömsanslutningarna.

7. Anordning enligt något av patentkraven 2 - 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att den ingår i ett batteriladdningssystem omfattande en andra växelströms- källa (36, 74, 132, 236) driven av en andra primärmotor (53, 89, 149, 253), samt en till den andra växelströms- generatorn ansluten likriktare (42. 76, 134, 238), vars utgång är inrättad för laddning av batteriet, respektive batterierna.