DE1274218B - Batterieladegeraet mit IUI-Kennlinie - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H 02 j

Deutsche Kl.: 21c-51/02

Nummer: 1274 218

Aktenzeichen: P 12 74 218.6-32 (S 72353)

Anmeldetag: 3. Februar 1961

Auslegetag: 1. August 1968

Die Ladung von Batterien erfolgt zweckmäßig nach der sogenannten IUI-Kennlinie, die in F i g. 1 schematisiert dargestellt ist. Zu Beginn der Ladung liegt die Batteriespannung unterhalb des Normalwertes, und die Aufladung erfolgt mit konstantem Strom I₁. Dieser Ladeabschnitt ist in Fig. 1 mit I veranschaulicht. Hat die Batteriespannung ihren Normalwert U* erreicht, wird die Ladung mit konstanter Spannung fortgesetzt (Abschnitt II). Dabei verringert sich der Strom so lange, bis der Abschnitt III der Kennlinie erreicht ist, in dem unabhängig von der Batteriespannung ein bestimmter Reststrom /₃ aufrechterhalten wird.

Ladegeräte für eine automatische Dreistufenladung entsprechend der obengenannten Kennlinie sind bekannt. Bei einer derartigen Ladeeinrichtung wird die zu ladende Batterie von einem Stromrichter beaufschlagt, welcher von der Ausgangsgröße eines Stromreglers gesteuert wird, dem ein Spannungsregler überlagert ist. Aufgabe dieses Spannungsreglers ist es, mit seinem Ausgangssignal die Form des gewünschten Stromverlaufes aller drei Ladestufen unmittelbar nachzubilden und sie dem unterlagerten Stromregler direkt als Hilfssollwert vorzuschreiben. Hierzu erfolgt innerhalb des Spannungsreglers sowohl eine abschnittweise Störwertaufschaltung durch eine ihm zugeführte, dem Ladestrom proportionale Größe als auch eine Unterstrombregrenzung durch dieselbe, was einen relativ komplizierten Innenaufbau des Spannungsreglers zur Folge hat.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, gegenüber der vorbekannten Einrichtung ein Ladegerät zu schaffen, welches sowohl betrieblich als auch gerätetechnisch einfacher gehandhabt bzw. aufgebaut werden kann. Die Erfindung betrifft ein Batterieladegerät mit IUI-Kennlinie, enthaltend einen Spannungsregler und einen diesem unterlagerten Stromregler, und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsregler in an sich bekannter Weise einen Hilfssollwert nach oben und unten mittels einer einstellbaren Begrenzungseinrichtung entsprechend den gewünschten Ladeströmen in den Konstantstromabschnitten der Ladekennlinie begrenzt ist.

Anstatt die gewünschte IUI-Kennlinie mittels eines relativ komplizierten Spezialreglers direkt nachzubilden und als Hilfssollwert dem Stromregler vorzuschreiben, kann bei dem erfindungsgemäßen Batterieladegerät ein üblicher Regelverstärker als Spannungsregler verwendet und die gewünschte Kennlinie indirekt durch eine einfache Begrenzungseinrichtung — beispielsweise zwei Begrenzungsanschläge — erzielt werden.

Batterieladegerät mit IUI-Kennlinie

Anmelder:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, 8520 Erlangen 2, Werner-von-Siemens-Str. 50

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Udo Offer,
Dipl.-Ing. Helmut Watzinger, 8520 Erlangen - -

Zur näheren Erläuterung der Erfindung sei im folgenden ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das in F i g. 2 schematisch dargestellt ist.

Wie Fig. 2 zeigt, enthält das Ladegerät einen Spannungsregler 1, einen Stromregler 2 und ein Stellglied 3, das den Ladestrom für die Batterie 4 liefert.

ao Als Stellglied eignen sich alle bekannten Typen, beispielsweise Magnetverstärker in Brückenschaltung, steuerbare Gleichrichter, Lichtmaschinen oder andere Generatoren.
Dem Spannungsregler wird der Sollwert U* zugeführt, der dem Konstantspannungswert des Bereiches II der Ladekennlinie entspricht. Der Istwert U wird aus dem Ladestromkreis abgenommen und mit dem Sollwert U* verglichen. Die Regelabweichung wird vom Regler 1 verarbeitet und in ein Signal umgeformt, das mittels einer einstellbaren Begrenzerschaltung 5 in beiden Richtungen begrenzt wird. Hierzu eignen sich beispielsweise Schaltungen mit vorgespannten Dioden oder andere bekannte Begrenzungsmittel. Der begrenzte Wert dient als Hilfssollwert /* für den Stromregler 2, dem der Stromistwert / aus einem geeigneten Meßwandler 6 im Ladestromkreis zugeführt wird. Als Meßwandler kann beispielsweise ein Hallwandler dienen.

Die Ausgangsgröße des Stromreglers 2 dient zur Beeinflussung des Stellgliedes 3, beispielsweise zur Erregung der Steuerwicklungen eines Magnetverstärkers.

Die Wirkungsweise der Einrichtung nach F i g. 2 ergibt sich wie folgt:

Im Bereich I ist die Spannung der Batterie 4 klein und dementsprechend auch der Istwert U. Der große Wert der Regelabweichung führt dazu, daß die Ausgangsgröße des Spannungsreglers 1 nach oben begrenzt wird. Der Hilfssollwert /* hat unter diesen Betriebsbedingungen den Wert I₁ (vgl. F i g. 1), so

daß die Batterie 4 mit diesem Strom geladen wird.

Die Spannung U steigt nun so lange an, bis sie die

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Sollspannung Ό* erreicht. Der Spannungsregler 1 arbeitet nun ohne Begrenzung derart, daß der Ladestrom so eingestellt wird, daß die Spannung U auf dem Wert U* verbleibt. Der Ladebereich II wird so lange beibehalten, bis am Ende der Aufladung der Spannungsistwert U stark zu steigen beginnt. Nunmehr kommt die untere Begrenzung der Ausgangsgröße des Spannungsreglers 1 zur Wirkung und schreibt einen Sollwert/* vor, der dem StromI₃ in Fig. 1 entspricht (Bereich III der Ladekennlinie). Auf diese Weise wird die Restladung mit dem Strom 7_ä aufrechterhalten.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Batterieladegerät mit IUI-Kennlinie, enthaltend einen Spannungsregler und einen diesem unterlagerten Stromregler, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsregler in an sich bekannter Weise einen Hilfssollwert (/*) für den Stromregler liefert und daß der Hilfssollwert nach oben und unten mittels einer einstellbaren Begrenzungseinrichtung entsprechend den gewünschten Ladeströmen (I₁, I₂) in den Konstantstromabschnitten der Ladekennlinie begrenzt ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 742 035;
   deutsche Patentanmeldung S 24719 VIIIb/21c (bekanntgemacht am 4. 2.1954);
   »ETZ«-A, 1959, S. 513;
   »Elektrische Bahnen«, 1958, S. 129 bis 132;
   »Schlägel und Eisen«, 1960, S. 11 bis 18;
   DIN 41773, August 1958.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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