SE468615B - Saett att ladda ett batteri - Google Patents

Description

20 Ul 2 468 615 Denna uppgift löses enligt föreliggande uppfinning vid det inledningsvis angivna sättet genom att i detsamma tillämpa kännetecknen i ett eller flera av sättskraven.

Den huvudsakliga fördelen med sättet enligt föreliggande uppfinning ligger i möjligheten till en fullödig laddning av ett batteri på betydligt kortare tid än vad som hittills varit möjligt utan någon som helst risk för oönskad tryckhöjning i de enskilda cellerna p g a gasbildning. Ehuru en laddare för utförande av föreliggande uppfinning kan synas förhållandevis komplicerad, motiveras utan tvekan komplexiteten hos densamma av de utomordentliga fördelar, som uppnås med laddaren, som ger i det närmaste 50% kortare laddningstider och i många fall kortare än kända laddare och detta utan någon som helst risk för oönskad gasbildning i cellerna. Genom sättet enligt före- liggande uppfinning möjliggöres dessutom hänsynstagande till de enskilda cellernas förmåga att motta laddningsenergi, varigenom samtliga celler i ett batteri ges huvudsakligen samma ladd- ningsnivå oavsett om någon eller några av cellerna har blivit fulladdad före någon eller några av de andra. Dessutom har sättet enligt föreliggande uppfinning visat sig medge laddning av batterier vid så låga temperaturer som -20°C.

Ett utföringsexempel av föreliggande uppfinning kommer i det följande att beskrivas närmare under hänvisning till bifogad ritning, som visar ett schematiskt och icke skalenligt förlopp i diagramform för åskådliggörande av en utföringsform av sättet enligt föreliggande-uppfinning.

Det ifrågavarande utföringsexemplet av sättet enligt före- liggande uppfinning kommer nu att belysas under hänvisning till ritningen. Det skall härvid påtalas, att det på ritningen visade förloppet på intet sätt är skalenligt eller exakt utan enbart tjänar till underlättnad av förståelsen av föreliggande uppfinning.

I den följande beskrivningen avses med uttrycket "vilospänning“ den vid en viss tidpunkt över ett batteris anslutningspoler mätta spänningen, då det icke flyter någon ström till eller från batteriet. Med uttrycket “polspänning" avses den vid en viss tidpunkt över batteriets anslutningspoler uppmätta spän- 10 15 20 25 30 35 40 3 468 615 ningen, då ström flyter till eller från batteriet. Ett ytterli- gare uttryck, som är vanligt i samband med batterier och laddning av batterier, är EMK, varmed avses vilospänningen efter en förhållandevis lång vilotid på mer än 10 min, då det icke flyter någon ström till eller från batteriet. Detta betraktas även som ett stabilt läge för batteriet.

Ett batteri, som skall laddas enligt föreliggande uppfinning, kan innefatta exempelvis 10 NiCd-celler på vardera 1,2V, vilka är seriekopplade för åstadkommande av ett l2V batteri. En NiCd- cell har en s k kritisk spänning på 1,52-l,55V i rumstempera- tur. Vid eller över denna kritiska spänning föreligger risk för gasbildning i cellen och denna kritiska spänning fastställes rent kemiskt. Värdet får dock icke betraktas som ett absolut- värde, eftersom det varierar något med omgivningstemperaturen och därmed temperaturen i själva cellen.

Enligt föreliggande uppfinning innebär ett sätt att reglera laddning av batteriet eller helt enkelt att utföra laddningen av batteriet att, såsom belyses närmare på ritningen, det genom batteriet drives ett antal förhållandevis korta strömpulser Il, I2 och I3. Värdet på den vid varje strömpuls I1, I2, I3 upp- nådda polspänningen U1, U2 resp U3 uppmätes och från detsamma subtraheras batteriets vilospänning U0, varvid den erhållna skillnaden är huvudsakligen lika med det spänningsfall, som uppstår totalt i hela kedjan - kablar, anslutningar, batteriets inre resistanser, o s v - vid de olika värdena på strömpulserna Il, I2 och I3.'Värdet motsvarande det erhållna spänningsfallet lagras i en lämplig minneskrets, varigenom det finns tillgång till ett direkt värde på det vid varje strömvärde uppträdande spänningsfallet. Naturligtvis kan hela spänningsvärdet Ul, U2 resp U3 lagras istället för enbart skillnaden mellan sagda spänningsvärden och batteriets vilospänning, varefter skillna- den beräknas senare.

Det är naturligtvis inte något som hindrar att det tillämpas fler strömpulser än det på ritningen angivna antalet strömpul- ser, såsom antydes genom en variation på vilospänningsnivån. 10 15 20 25 4 Åiógšåsáni âämnts Visar ritningen spänningen utmed den vertikala axeln och tiden utmed den vågräta axeln, varvid kurvan visar de spänningsvärden, som uppnås vid de olika strömmarna.

Med de i det föregående omnämnda NiCd-cellerna kommer den utan risk för gasbildning i cellerna maximalt medgivna polspänningen på batteriet att uppgå till 15,2-l5,5V. Om spänningsfallet vid strömpulsen Il blir 3V, kan batteriet påtryckas en ström Il med samma värde som strömpulsen Il vid tidpunkten T1 och strömmen Il får genomflyta batteriet till tidpunkten T2, då polspän- ningen nått värdet U4, vilket överensstämmer med den maximalt medgivna polspänningen plus det vid den korta strömpulsen Il uppmätta spänningsfallet. Vid tidpunkten T2, då den maximalt medgivna polspänningen nåtts, reduceras strömmen till I2, vars värde överensstämmer med den korta strömpulsens I2 värde. Denna laddningsström I2 upprätthâlles, tills polspänningen på batte- riet når värdet U5, vilket överensstämmer med den maximalt medgivna polspänningen adderad med det vid strömpulsen 12 fastställda spänningsfallet. Vid tidpunkten T3 minskas strömmen 12 till strömmen I3, varpå strömen I3 drives genom batteriet, tills den maximalt tillåtna polspänningen plus spänningsfallet vid den korta strömpulsen I3 uppnås och överensstämmer med polspänningen U6.

Detta förlopp upprepas kanske flera gånger, tills batteriet är fulladdat. Ett kriterium härpå kan vara att värdet på ström- marna i Il, I2 och I3 åter ökar istället för att minska succes- sivt.

Efter det att spänningarna Ul, U2 och U3 fastställts och de motsvarande spänningsfallen beräknats en gång för ett batteri, behöver detta moment som regel icke upprepas utan de fastställ- da spänningsfallsvärdena kan såsom nämnts lagras och plockas fram för varje särskild batterityp.

Själva laddningsförloppet eller sättet att ladda är i stort sett en fråga om programmering av en anordning enligt sökandens tidigare patentansökan 8901317-1, vari en lämplig anordning visas i fig 4.

Claims (2)

10 15 20 25 30 35 40 PATENTKRAV 468 615

1. Sätt att reglera laddning av batterier med ett antal celler, t ex NiCd-celler, genom att batteriet kopplas till en batteriladdare för drivning av en ström genom batteriet för laddning av detsamma, kännetecknat därav, att före den egent- liga drivningen av ström genom battericellerna för höjning av deras polspänning fastställes det spänningsfall, som orsakas av kablar, anslutningar, det av battericellerna bildade batteriets inre resistenser, etc, vid ett antal kortvariga strömpulser, att det för var och en strömpuls fastställda värdet på spän- ningsfallet lagras i ett minne och att strömmar med huvud- sakligen samma storlek som resp strömpuls drives successivt genom batteriet, var och en under så lång tid att den över batteriet uppmätta spänningen överensstämmer med batteriets maximalt medgivna polspänning adderad med det för den motsva- rande strömpulsen fastställda och lagrade spänningsfallet.

2. Sätt enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att stor- leken på strömpulserna minskas successivt och därmed även storleken på den motsvarande ström, som drives genom batteriet för höjning av dess polspänning.