DE2911840A1

DE2911840A1 - Betriebssimulator fuer akkumulator- batterie

Info

Publication number: DE2911840A1
Application number: DE19792911840
Authority: DE
Inventors: Michel Etienne
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Automobiles Citroen SA
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Automobiles Citroen SA
Priority date: 1978-03-29
Filing date: 1979-03-26
Publication date: 1979-10-04
Also published as: IT1166712B; GB2018060A; DE2911840C2; GB2018060B; SE7902826L; JPS54152131A; SE438756B; IT7921110A0; FR2421430A1; FR2421430B1; US4272716A

Description

2311840

1. AUTOMOBILES PEUGEOT, Paris,

2. SOCIETE ANONYME AUTOMOBILES CITROEN, Paris

Frankreich

Betriebssimulator für Akkumulator-Batterie

Die Erfindung betrifft einen Betriebssimulator (im folgenden kurz "Simulator" genannt) für eine Akkumulator-Batterie und insbesondere für eine Traktions-Batterie von Kraftfahrzeugen.

Die Entwicklung der Akkumulator-Batterien für elektrische Fahrzeuge erfordert Einrichtungen zum systematischen Messen in der Zeitdauer, während der diese Batterien tatsächlich verwendet werden.

Die sich auf den Betrieb derartiger Batterien beziehenden Messungen erfolgen in der Weise, daß eine Batterie auf ein tatsächliches Fahrzeug gebracht wird, das

62-(17/79)-Ko-E

909840/0776

für den normalen Verkehr verwendet wird; mit diesen Messungen kann aber lediglich die Lebensdauer der Batterie bestimmt werden, da der städtische Verkehr stärker durch die Verkehrsdichte als den Willen des Fahrzeuglenkers bestimmt wird.

Die Erfindung soll diese Nachteile überwinden und einen automatischen Betriebssimulator für eine Traktions-Akkumulator-Batterie an Bord eines Kraftfahrzeuges angeben.

Dieser Simulator soll zur Wiedergabe des Betriebs einer Batterie auf einem Fahrzeug bei Traktion und Bremsung mit Rückgewinnung der Energie bis zur zulässigen Entladung der Batterie dienen. Er soll außerdem das erneute Aufladen der Batterie unter bestimmten Bedingungen vor einem neuen Entladen gewährleisten, wobei der Betrieb kontinuierlich abläuft, bis die Batterie außer Betrieb genommen wird. Schließlich soll der Simulator die Batterie in mechanische Zustände bringen, die den tatsächlichen Zuständen an Bord eines Kraftfahrzeuges entsprechen.

Ein Betriebssimulator für eine Akkumulator-Batterie nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 zeichnet sich erfindungsgemäß durch die Merkmale von dessen kennzeichnendem Teil aus.

Der erfindungsgemäße Simulator hat (vgl. Fig. 1) einen Gleichrichter-Wechselrichter 4, der vom Netz versorgt wird und während der Ladeperioden der Batterie 1 an diese einen Ladestrom abgibt sowie während deren Entladeperioden den Entladestrom der Batterie in das Netz speist, einen Gleichspannungs-Pulssteller bzw. Zerhacker 2, der den Batterie-

909840/0775

- ίο -

strom bei veränderlicher Leitung während der Simulation eines Betriebszyklus abschneidet oder zerhackt, einen Stromwender 3 zwischen dem Gleichrichter-Wechselrichter und dem Gleichstrom-Pulssteller 2 sowie Stellglieder 9, 10, 11, 12 und 13 zum automatischen Steuern des Gleichstrom-Pulsstellers 2, des Stromwenders 3 und des Gleichrichter-Wechselrichters 4 abhängig vom Betriebszyklus der zu simulierenden Batterie 1.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild eines Betriebssimulators einer Traktions-Batterie für elektrische Fahrzeuge nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm mit den Leitungszeiten verschiedener Bauelemente der Schaltung der Fig. 1, die erforderlich sind, um die Simulation einer Beschleunigung gefolgt von einer Bremsung mit einem Höchststrom I zu erhalten, der in der Batterie fließt,

Fig. 3 ein Diagramm mit der Änderung des Batteriestromes bei der Simulation eines Verkehrs nach dem Stockholm-Zyklus,

Fig. 4 ein genaues Schaltbild des Stellgliedes

des Pulsstellers der Schaltung der Fig. 1,

909840/6776

29118Α0

Fig. 5 ein Logik-Stellglied der Stromwender-Kontaktgeber der Schaltung der Fig. 1 ,

Fig. 6 ein Stellglied des Gleichrichter-Wechselrichters der Fig. 1,

Fig. 7 einen Zeitbasis-Geber der Schaltung der Fig. 1,

Fig. 8 eine graphische Darstellung der Signale verschiedener Bauelemente des Zeitbasis-Gebers der Fig. 7,

Fig. 9 ein Schaltbild eines Batterieladungs-Wächters,

Fig. 10 ein Zyklus-Steuerglied der Schaltung der Fig. 1, und

I ig. 11 ein Stellglied für Wiederaufladung der Batterie.

In der folgenden Beschreibung wird der erfindungsgemäße Simulator in einem Fall betrachtet, in dem ein unabhängiger Zyklus einer Traktions-Batterie ausgeführt wird, der durch die "Internationale Elektronische Kommission" festgelegt ist und "Stockholm-Zyklus" genannt wird, wobei die folgenden Bedingungen erfüllt sein müssen:

Beschleunigung des Fahrzeuges bis auf 50 km/h (mittlere

2
Beschleunigung von 1,5 m/s ) , Stufen-Geschwindig-

2 keit, Bremsung (Verzögerung von -1,5 m/s ) ,Anhalten während

909840/077$

30 s, wobei die durchfahrene Strecke 400 m für einen Zyklus von 70 s beträgt.

Der in Fig. 1 dargestellte Betriebssimulator einer Akkumulator-Batterie hat in erster Linie an den Klemmen einer zu untersuchenden Batterie 1 einen Gleichstrom-Pulssteller 2, der selbst über einen gesteuerten Stromwender 3 mit einem durch ein Drehstrom-Netz versorgten Gleichrichter-Wechselrichter 4 verbunden ist. Der Pulssteller 2 ist eine Schaltung, die in elektrischen Fahrzeugen verwendet wird/ um die Motorspannung an die feste Spannung der Batterie anzupassen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der Pulssteller 2 zwei Thyristorpaare Th1, Th2 und th1, th2, die jeweils in Reihe zu den Klemmen der Batterie 1 liegen, wobei die Verbindungspuhkte der Thyristoren Th1, Th2 und th1, th2 unter sich über eine Schaltung aus einem Kondensator C1 und einer Induktivität L1 verbunden sind.

An den Anschlüssen dieser Thyristoren liegen zwei Dioden D1, D2 in Reihe, wobei die Kathode der Diode D1 mit den Anoden der Thyristoren th1, Th1 verbunden ist, während die Anode der Diode D2 an die Kathoden der Thyristoren th2, Th2 angeschlossen ist. Der Verbindungspunkt der Dioden D1 und D2 ist mit dem Verbindungspunkt der Thyristoren Th1, Th2 verbunden. Der gerade beschriebene Pulssteller 2 ist an den Stromwender 3 angeschlossen, der beim vorliegenden Ausführungsbexspiel ein elektromechaniseher Stromwender mit zwei Kontaktstückpaaren 5, 6 ist, die jeweils durch Relais 7, 8 gesteuert sind. Die beweglichen Kontaktstücke 5 und 6 wirken jeweils mit entsprechenden festen Kontaktstücken zusammen, deren Schließen die Umkehr des Richtungssinnes des Stromes an den Anschlüssen der Diode D2 des Pulsstellers 2 gewährleistet. Ein derartiger

909840/0775

elektromechanisch^: Stromwender ist in Stell- oder Steuergliedern von Elektromotoren üblich und kann auf einfache Weise als Halbleiterschaltung ausgeführt werden. Zwei feste Eingangskontaktstücke des Stromwenders 3 sind mit dem Ausgang des Gleichrichter-Wechselrichters 4 verbunden. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dieser Gleichrichter-Wechselrichter ein herkömmlicher Synchron-Gleichrichter-Wechselrichter mit laufender industrieller Anwendung. Es ist ein Sechsphasen-Brücken-Gleichrichter-Wechselrichter mit sechs Thyristoren, die auf einen vorgeschriebenen Bezugswert stromgeführt sind. Der Gleichrichter-Wechselrichter ist mit einem Drehstrom-Netz verbunden.

Der in Fig. 1 dargestellte Simulator hat außerdem eine bestimmte Anzahl von Stell- oder Steuereinrichtungen für die genannten Schaltungen 2, 3 und 4, um eine Folge von Zyklen eines simulierten Stadtverkehrs bis zum Entladen der Batterie 1 durchführen zu können, und um diese dann vor der Ausführung von Betriebszyklen unter vorbestimmten Bedingungen wieder aufzuladen. Unter diesen Stell- oder Steuergliedern sind:

- eine Stell- oder Steuerlogik 9 des Pulsstellers 2,

- eine Stell- oder Steuerlogik 10 des Stromwenders 3,

- ein Stell- oder Steuerglied 11 des Gleichrichter-Wechselrichters 4,

- ein allgemeiner Zeitbasis-Geber 12,

- eine Stell- oder Steuereinheit 13 zum überwachen des Ladungszustandes der Batterie 1,

- ein Zyklus-Steil- oder Steuerglied 14.

9O984Ö/077S

ORIGINAL INSPECTED

Die Pulssteller-Stellogik 9 ist mit dem Pulssteller 2 über ein Pulssteller-Stellglied 15 verbunden.

Dem Gleichrichter-Wechselrichter 4 ist ein Strom-Steuerglied 16 zugeordnet.

Der Batterieladungs-Wächter 1 3 für die Batterie hat einen Ladungszustand-Wächter 17 und ein Stellglied 18 zum Wiederaufladen der Batterie. Der Ausgang des Gliedes 18 ist mit einem Eingang des Gleichrichter-Wechselrichter-Stellgliedes 11 verbunden.

Das Zyklus-Steuerglied 14 hat einen Ein-Aus-Ausgang, der mit einem Eingang des Zeitbasis-Gebers 12 verbunden ist, und einen Taktausgang, der an einen anderen Eingang des Zeitbasis-Gebers angeschlossen ist. Der Zeitbasis-Geber 12 hat einen ersten Ausgang, der an den Eingang der Pulssteller-Stellogik 9 angeschlossen ist, einen zweiten Eingang, der an einen Eingang der Stromwender-Stellogik angeschlossen ist, einen dritten Ausgang, der an einen Eingang des Gleichrichter-Wechselrichter-Stellgliedes 11 angeschlossen ist, und einen vierten Stelleingang für eine nicht dargestellte Einrichtung, um die Batterie in mechanische Schwingungen zu versetzen.

Schließlich hat die Stromwender-Stellogik 10 einen zweiten Eingang, der an einen zusätzlichen Ausgang des Zyklus-Steuergliedes 14 angeschlossen ist.

Die Pulssteller-Stellogik 9 ist in Fig. 4 gezeigt.

Sie hat ein Monoflop 20, dessen Eingang über ein NAND-Glied 21 an einen Traktionsausgang T1 und an einen Brems-

9098.4Ö/077B

ausgang T4 des Zeitbasis-Gebers 12 angeschlossen ist. Ein Ausgang des Monoflops 20 ist mit einem Eingang eines NAND-Gliedes 22 verbunden, dessen anderer Eingang an den Anschluß T4 über ein NICHT-Glied 23 angeschlossen ist. Der andere Ausgang des Monoflops 20 ist an einen Eingang eines NAND-Gliedes 24 angeschlossen, dessen anderer Eingang an den Anschluß T1 über ein NICHT-Glied 25 angeschlossen ist. Die Ausgänge der Glieder 22 und 24 sind mit den entsprechenden Eingängen eines NAND-Gliedes 26 verbunden, dessen Ausgang an den negativen Anschluß eines Operationsverstärkers 27 angeschlossen ist, der an seinem Ausgang eine positive oder negative Spannung von z. B. + 15 V mit entgegengesetzter Phase zum Eingangsimpuls abgibt. Der Ausgang des Operationsverstärkers 27 ist über einen Widerstand 28 an einen Eingang eines anderen Operationsverstärkers 29 angeschlossen, der in seiner Rückkopplungsschaltung einen Kondensator 30 hat. Dem Operationsverstärker 29 ist eine Spannungsbegrenzer-Z-Diode 31 zugeordnet, die zwischen dem Anschluß des Kondensators 30 gegenüber dem Widerstand 28 und Masse liegt. Parallel zum Kondensator 30 ist die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors 32, dessen Basis an den Ausgang des Operationsverstärkers 27 über einen Spannungsteiler 33, 34 angeschlossen ist. Der Ausgang des Operationsverstärkers 29 ist mit den negativen und positiven Eingängen von jeweils Verstärkern 35 und 36 verbunden. Die gleichen Eingänge sind außerdem an den Ausgang eines durch das Monoflop 20 gesteuerten Detektors oder Stellers 37 angeschlossen. Der Operationsverstärker 35 dient zum Umkehren der Eingangsfunktion in der Weise, daß an seinem Ausgang eine Spannung auftritt, die sich linear zwischen Null und einem gegebenen negativen Wert von z. B. -10 V verändert, während der Verstärker 36 die symmetrische Funktion in der Weise abgibt, daß an seinem Ausgang eine Spannung auftritt, die diesen negativen Wert linear auf 0 V verändert. Die Aus-

909840/0776

gänge der Verstärker 35 und 36 sind mit einem Eingang eines Summierverstärkers 38 verbunden, dessen Ausgang seinerseits an einen Eingang eines Vergleichers 39 angeschlossen ist, der in gleicher Weise an einen Sägezahnsignalgenerator 40 angeschlossen ist, dessen Amplitude gleich den durch die Verstärker 35 und 36 abgegebenen Spannungswerten ist und der eine Frequenz gleich einem vorbestimmten Wert von z. B. 200 Hz aufweist. Der Ausgang des Vergleichers 39 ist an ein Glied 41 angeschlossen, das ein Pulssteller-Stellsignal abgibt und das mit den Steuerelektroden der Thyristoren Th1 und Th2 dieses Pulsstellers verbunden ist.

Die Stromwender-Stellogik 10 ist in Fig. 5 dargestellt.

Diese Logik hat drei Monoflops 42, 43 und 44. Der Eingang des Monoflops 42 bildet den Eingang einer Logik-Schaltung, die an den Ausgang entsprechend dem Zeitbasis-Geber 12 der Fig. 1 angeschlossen ist. Dieser Eingang ist mit dem Eingang des Monoflops 43 über ein NICHT-Glied 43a verbunden. Die Ausgänge der Monoflops 42 und 43 sind jeweils mit einem Eingang eines NAND-Gliedes 45 verbunden, dessen Ausgang an den Eingang des Monoflops 44 angeschlossen ist. Die beiden Ausgänge des Monoflops 44 sind jeweils mit den Eingängen von NAND-Gliedern 46 und 47 verbunden, deren andere Eingänge jeweils an die Eingänge der Monoflops 42 und 43 angeschlossen sind. Die Ausgänge der Glieder 46 und 47 sind jeweils mit einem Eingang eines NAND-Gliedes 48 verbunden, dessen Ausgang an eine Einheit von Gliedern 49 angeschlossen ist, die in gleicher Weise an den entsprechenden Ausgang' des Zyklus-Steuergliedes 14 der Fig. 1 angeschlossen ist. Die Einheit 49 hat zwei NAND-Glieder 50, 51, deren erste Eingänge an den Ausgang des Zyklus-Steuergliedes 14 angeschlossen sind. Ein anderer Eingang des Gliedes 50 ist an den Ausgang des

909840/077B

Gliedes 48 über ein NICHT-Glied 52 angeschlossen, während der andere Eingang des Gliedes 51 direkt mit dem Ausgang des Gliedes 48 verbunden ist. Der Ausgang des Gliedes 50 ist mit einem NICHT-Glied 53 verbunden, dessen Ausgang den Traktions-Stellausgang Kt des Stromwenders 3 bildet, während der Ausgang des Gliedes 51 mit einem Eingang eines NAND-Gliedes 54 verbunden ist, dessen anderer Eingang an ein NICHT-Glied 55 angeschlossen ist, das den Stromwender-Stelleingang für die Batterieladung bildet. Der Ausgang des Gliedes 54 bildet den Brems-Stellausgang Kf des Stromwenders 3.

Das Gleichrichter-Wechselrichter-Stellglied 11 des erfindungsgemäßen Simulators ist in Fig. 6 dargestellt.

Dieses Glied hat vier Eingangstransiatoren 55 bis 58, deren Basen an die Eingänge T1 bis T4 über Widerstände 59 bis 62 angeschlossen sind. Die Emitter-Kollektor-Strecken jedes dieser Transistoren sind mit Bezugsspannungsgliedern verbunden, die aus Spannungsteilern bestehen, die jeweils einen Widerstand 63 bis 66 in Reihe mit einem Potentiometer 67 bis 70 aufweisen. Der Schleifer jedes Potentiometers ist über Widerstände des gleichen Widerstandswertes und eine Diode 71 bis 74 mit dem Eingang eines Operationsverstärkers 75 verbunden. Dieser Eingang des Operationsverstärkers 75 bildet den Bezugsstrom für Traktion, Bremsen oder Wiederladen, der in das dem Wechselrichter 4 zugeordnete Glied 16 über den Verstärker 75 einzuspeisen ist, der an den Wechselrichter die Bezugsstromstärke mit einem Wert der genauen Leistung abgibt.

Der Zeitbasis-Geber 12 des erfindungsgemäßen Simulators ist in der Fig. 7 gezeigt.

Diese Schaltung hat einen Taktgeber 76, dessen erster

909840/0778

- ie -

Ausgang an ein JK-Flipflop 77 angeschlossen ist, das seinerseits mit einem anderen JK-Flipflop 78 verbunden ist. Dieses zuletzt genannte Flipflop ist mit einem dritten JK-Flipflop 79 verbunden. Der nichtinvertierende Ausgang des Flipflops 77 ist direkt an ein NAND-Glied 80 mit vier Eingängen, an einen Eingang eines NAND-Gliedes 81 mit vier Eingängen über ein NICHT-Glied 82, direkt an ein drittes NAND-Glied 83 mit vier Eingängen und direkt an ein NAND-Glied 84 mit drei Eingängen angeschlossen.

Der nichtinvertierende Ausgang des Flipflops 78 ist direkt mit einem anderen Eingang von Gliedern 80 und 81 und über ein NICHT-Glied 85 mit einem anderen Eingang der Glieder 83 und 84 sowie mit einem Eingang eines zusätzlichen NAND-Gliedes 86 mit drei Eingängen verbunden.

Der nichtinvertierende Ausgang des Flipflops 79 ist direkt an einen dritten Eingang jedes der Glieder 80, 81 und 83 und über ein NICHT-Glied 87 an die übrigen Eingänge der Glieder 84 und 86 angeschlossen.

Der Taktgeber 76 weist außerdem einen Ein-Aus-Eingang M/A auf, der jeweils an die Ein-Aus-Eingänge der Flipflops 77, 78 und 79 angeschlossen ist. Dieser Eingang des Taktgebers 76 ist mit dem Ein-Aus-Eingang des Zeitbasis-Gebers verbunden, der seinerseits mit dem Zyklus-Steuerglied 14 des Simulators verbunden ist. Der Ein-Aus-Eingang des Zeitbasis-Gebers ist außerdem an einen Eingang eines NAND-Gliedes 88 angeschlossen, dessen anderer Eingang den Aus-Bezugseingang der Schaltung bildet. Der Ausgang des Gliedes 88 ist mit den vierten Eingängen der Glieder 80, 81 und 83 über ein NICHT-Glied 89 verbunden.

909840/0775

Die invertierenden Ausgänge der Flipflops 77 bis sind jeweils mit drei Eingängen eines NAND-Gliedes 90 verbunden, dessen vierter Eingang an den Ausgang des Taktgebers 76 über ein Verzögerungsglied 91 angeschlossen ist. Der Ausgang des Gliedes 90 ist an jeden der Stelleingänge der Flipflops 77 bis 79 angeschlossen.

Die Ausgänge T1 bis T5 der Glieder 80, 81, 83, 84, 86 bilden die Zyklus-Ausgänge, die durch die Zeitbasis festgelegt und mit der Pulssteller-Stellogik 9, der Stromwender-Stellogik 10 und dem Gleichrichter-Wechselrichter-Stellglied 11 verbunden sind.

Die Schaltung des Batterieladungs-Wächters ist in Fig. 9 dargestellt.

Diese Schaltung hat einen Spannungsteiler 92 aus zwei Widerständen 93 und 94, die in Reihe zu den Klemmen der Batterie 1 liegen. Ein Kondensator 95 ist parallel zum Widerstand 94 vorgesehen. Der Verbindungspunkt der Widerstände 93 und 94 ist über einen Widerstand 96 und die Source-Drain-Strecke eines Feldeffekttransistors 97 an einen Eingang eines Verstärkers 98 angeschlossen, dessen anderer Eingang mit Masse über die Source-Drain-Strecke eines Feldeffekttransistors 99 verbunden ist. Die Gate-Elektroden der Transistoren 97 und 99 sind mit einem Lese-Stelleingang der Schaltung verbunden. Der Verstärker 98 dient zum Speichern des Spannungswertes der Batterie zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zyklen. Der Ausgang des Verstärkers 98 ist an Eingänge von zwei Vergleichern und 101 über jeweilige Spannungsteiler 102 und 103 angeschlossen, die von einer Konstantspannungsquelle versorgt werden und so eingestellt sind, daß der eine eine Spannung

909840/G77B

entsprechend 80 % der Entladung der Batterie und der andere entsprechend 100 % der Ladung von dieser abgibt.

Die Ausgänge der Vergleicher 100 und 101 sind mit den Eingängen entsprechend dem Wiederlade-Stellglied 18 der Einheit 13 des Simulators der Fig. 1 verbunden.

Die Schaltung des Zyklus-Steuergliedes 14 ist in der Fig. 10 dargestellt.

Diese Schaltung hat in erster Linie ein bewegliches Kontaktstück 104 und ein ortsfestes Kontaktstück 105, die über jeweilige NICHT-Glieder 106 und 107 an einen Eingang eines NAND-Gliedes 108 mit zwei Eingängen und an einen Eingang eines NAND-Gliedes 109 mit drei Eingängen angeschlossen sind. Ein anderer Eingang des Gliedes 109 ist mit dem Ausgang des Batterxeladungs-Wächters der Fig. 9 verbunden.

Die Schaltung der Fig. 10 hat außerdem einen zusätzlichen Eingang, der an den Lade-Abschluß-Ausgang des Batterieladungs-Wächters der Fig. 9 angeschlossen ist, wobei dieser Eingang über eine Einheit aus Gliedern 110 mit dem anderen Eingang des Gliedes 108 verbunden ist. Die Ausgänge der Glieder 108 und 109 sind jeweils über ein NICHT-Glied 111 bzw. direkt mit den Eingängen eines NAND-Gliedes 112 verbunden, dessen Ausgang an einen dritten Eingang des Gliedes 109 angeschlossen ist und außerdem den Stellausgang bildet, der mit dem Zeitbasis-Geber 12 verbunden ist.

Der Ausgang des Gliedes 112 und der Ausgang der Einheit der Glieder 110 ist jeweils an den gemeinsamen Eingang der Glieder 50 und 51 bzw. an den Eingang des NICHT-

909840/0775

!1 -

Gliedes 55 der Stromwender-Stellogik der Fig. 5 angeschlossen.

Die Schaltung des Wiederladungs-Stellgliedes des Simulators der Fig. 1 ist in der Fig. 11 dargestellt.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel, das für eine Bleibatterie aufgebaut ist, hat diese Schaltung zwei in Kaskade geschaltete Verstärkerstufen 113, 114. An den einen Eingang der Eingänge der Stufe 113 ist über ein Potentiometer 115 eine Spannungsquelle angeschlossen, die die höchste Ladespannung ü„ „ der zu prüfenden Batterie

a max

festlegt. Außerdem empfängt der gleiche Eingang die momentane Spannung U„ der Batterie. Der Ausgang der Stufe 113 ist mit einem Eingang der Stufe 114 verbunden, an deren Ausgang in Reihe zwei gleiche Widerstände 116 und der Schleifer eines Potentiometers 117 liegen, das zwischen einer positiven Spannungsquelle und Masse vorgesehen ist. Der Verbindungspunkt der Widerstände 116 ist mit dem Eingang eines Verstärkers 114 über eine Diode 118 verbunden. Der Ausgang der Verstärkerstufe 114 bildet den Ausgang der Wiederladungs-Bezugsstärke, die an das Gleichrichter-Wechselrichter-Stellglied 11 abzugeben ist.

Der Betrieb des erfindungsgemäßen Simulators wird im folgenden insbesondere anhand der Fig. 2,3 und 8 näher erläutert.

Der Strom der Batterie, deren Betrieb auf einem Fahrzeug der erfindungsgemäße Simulator simulieren soll, fließt zwischen dem Drehstrom-Versorgungsnetz des Gleichrichter-Wechselrichters und der Batterie 1 über den Gleichrichter-Wechselrichter 4, den gesteuerten elektromechanischen Strom-

909840/0775

wender 3 und den Gleichstrom-Pulssteller 2.

Die Höchstamplitude des Batteriestromes ist immer durch den vom Gleichrichter-Wechselrichter abgegebenen Strom gegeben. Dieser Strom durchquert sodann den elektromechanischen Stromwender.

Bei einer Abgabe der Batterie entsprechend einer simulierten Traktion eines Fahrzeuges durchquert dieser Strom die Batterie 1 und kehrt zum Gleichrichter-Wechselrichter 4 zurück, indem er den Thyristor Th1 durchquert, der zu diesem Zweck leitend gemacht ist.

Wenn dagegen die Batterie 1 die elektrische Energie z. B. bei der Simulation der Bremsung mit Wiedergewinnung (Nutzbremsung) des Fahrzeuges oder beim Wiederladen der Batterie empfängt, durchquert der vom Gleichrichter-Wechselrichter 4 abgegebene und durch die vom Relais 7 des Stromwenders betätigte Kontaktstücke 5 geschickte Strom die Diode D1 des Pulsstellers 2, die Batterie 1 und kehrt zum Gleichrichter-Wechselrichter 4 zurück.

Der Gleichrichter-Wechselrichter 4 wird mit einem auf einen Wert I_re;= eingestellten Stellstrom I verwendet. Der momentane Höchstwert des Batteriestromes ist also durch diese Bezugsstromstärke festgelegt.

Die Einheit aus dem Gleichrichter-Wechselrichter 4 und dem elektromagnetischen Stromwender 3 ist praktisch einem elektrischen Gleichstrommotor gleichwertig, der als Motor oder Generator arbeitet, wenn der Antrieb oder die Bremsung des Fahrzeuges simuliert wird.

909840/0775

Der Pulssteller 2 arbeitet auf die folgende Weise. Bei der Entladung der Batterie bedingt das Zünden des Thyristors Th1 einen Strom I durch die Batterie. Das Löschen des Thyristors zwingt diesen Strom X durch die Diode D2, wodurch der Strom in der Batterie ausgeschaltet wird. Die Leitungs- und Löschzeiten des Thyristors Th1 stellen folglich den mittleren Batteriestrom und die mittlere Ausgangsspannung des Gleichrichter-Wechselrichters 4 ein.

Beim Wiederladen der Batterie 1 fließt der Strom I gewöhnlich durch die Diode D1. Das Zünden des Thyristors Th2 bewirkt den Durchgang dieses Stromes durch diesen Thyristor und schaltet folglich den Strom in der Batterie aus. Die Leitungs- und Löschzeit des Thyristors Th2 stellt folglich in gleicher Weise den mittleren Batteriestrom und die mittlere Ausgangsspannung des Gleichrichter-Wechselrichters 4 ein. Der Verlauf des vom Pulssteller an den Klemmen der Batterie 1 abgegebenen Stromes ist in der Fig. 2 gezeigt.

In dieser Figur sind die Leitungszeiten der verschiedenen Bauelemente dargestellt, die erforderlich sind, um die Simulation einer Beschleunigung gefolgt von einer Bremsung mit einem Maximalstrom I zu erhalten, der in der Batterie entsprechend dem an den Motor abgegebenen Strom fließt oder von dieser auf einem simulierten Fahrzeug erzeugt wird.

Die Einheit aus dem mit den Klemmen der Batterie 1 verbundenen Pulssteller 2, dem Stromwender 3 und dem Gleichrichter-Wechselrichter 4 muß in Betrieb genommen werden, um eine Folge von Zyklen .eines simulierten Stadt-

9098A0/O776

Verkehrs zu verwirklichen, wobei jeder Zyklus Beschleunigungsperioden, Perioden mit gleichbleibendem Verkehr, Brems- und Anhaltperioden bis zum Entladen der Batterie aufweist und diese unter bestimmten Bedingungen vor der Ausführung eines Zyklus wieder geladen werden muß.

Wenn, wie weiter oben erläutert wurde, angenommen wird, daß der erfindungsgemäße Simulator den Verkehr eines Fahrzeuges nach dem Stockholm-Zyklus simulieren soll, ist der Verlauf des Batteriestromes durch die Kurve der Fig. 3 gegeben.

Aus dieser Figur folgt, daß die Gesamtdauer eines Zyklus 70 s beträgt, wobei die letzten 30 s des Zyklus dem Anhalten des Fahrzeuges entsprechen. Während der ersten 10 s des Zyklus liegt eine Beschleunigung des Fahrzeuges und folglich eine Erhöhung des von der Batterie abgegebenen Stromes vor; während der folgenden 20 s erfolgt eine Simulation eines Verkehrs in Stufen und während der der Anhalt-Periode vorausgehenden 10 s gibt es eine Simulation einer Bremsung mit Wiedergewinnung (Nutzbremsung) , d. h. einer Wiederherstellung eines bestimmten Stromes zur Batterie.

Die Kurve der Fig. 3 zeigt außerdem, daß während des ganzen Teiles des Zyklus, während dem eine Simulation des Betriebs des Fahrzeuges erfolgt, in gleicher Weise ein Signal abgegeben wird, das befiehlt, die Batterie in mechanische Schwingungen zu versetzen, um deren Bewegungen auf einem tatsächlichen Fahrzeug zu simulieren.

Die Veränderung des Batteriestromes während eines Stockholm-Zyklus ist durch eine Kurve A gezeigt, während

909840/077B

das Signal für mechanische Schwingungen durch eine Kurve B dargestellt ist.

Die Steuerung oder Einstellung des Betriebs der Einheit aus dem Pulssteller 2, dem Stromwender 3 und dem Gleichrichter-Wechselrichter 4 zur Einspeisung eines Stromes mit dem in Fig. 2 gezeigten Verlauf in die Batterie und im Anschluß an einen Zyklus entsprechend der in Fig. 3 gezeigten Kurve wird durch die Einheit der Glieder gewährleistet, die der oben genannten Einheit zugeordnet und in den Figuren dargestellt sind. Der Pulssteller 2 wird durch die in der Fig. 4 gezeigte Pulssteller-Stellogik gesteuert. Es handelt sich um das Einstellen der Zündung des Traktionsthyristors Th1 und des Bremsthyristors Th2 des Pulsstellers 2. Die Logik 9 empfängt vom Zeitbasis-Geber 12 einen vom Taktgeber 76 des Zeitbasis-Gebers abgegebenen Traktionsbefehl T1. Das Signal T1 liegt am Monoflop 20, das einen Impuls einer Zeitdauer von 5 s abgibt. Dieser Impuls wird in den Operationsverstärker 27 eingespeist, der an seinem Ausgang ein Spannungssignal mit entgegengesetzter Phase zum Eingangsimpuls erzeugt. Dieses Spannungssignal, dessen Wert z. B. + 15 V beträgt, ist dem Operationsverstärker 29 zugeführt, der eine Spannung liefert, die sich linear von 0 V auf einen vorbestimmten Wert von 10 V in ζ. B. 5s verändert, wobei diese Veränderung mittels des RC-Gliedes aus dem Kondensator 30 und dem Widerstand 28 erhalten wird. Die Z-Diode 31 verhindert, daß die Ausgangsspannung des Verstärkers 29 den oben genannten Wert von 10 V überschreitet. Wenn die Ausgangsspannung des Verstärkers 27 auf ihren positiven Wert von +15 V anwächst, wird der dem Verstärker 29 zugeordnete Transistor 32 leitend und ruft das quasimomentane Entladen des Kondensators 30 hervor, indem die Ausgangsspannung des Verstärkers 29 auf 0 V gehalten wird. Das Ausgangs-

909840/0775

signal des Verstärkers 29 liegt an den Eingängen der Verstärker 35 und 36, die ihrerseits durch den Steller 37 eingestellt sind, der entweder den Verstärker 35 oder den Verstärker 36 abhängig davon freisetzt, ob er den am Monoflop 2O liegenden Traktionsbefehl T₁ oder Bremsbefehl T. überträgt.

Der Operationsverstärker 35 kehrt -die Eingangsfunktion um, so daß an seinem Ausgang eine Spannung auftritt, die sich linear zwischen O V und einem negativen Wert von z. B. -10 V ändert. Der Operationsverstärker 36 gibt dagegen die symmetrische Funktion der vorhergehenden Funktion ab, so daß an seinem Ausgang eine Spannung auftritt, die sich linear zwischen einem negativen Wert von z. B. -10 V und 0 V ändert.

Der Summierverstärker 38 bildet die Summe der von den Verstärkern 35 und 36 abgegebenen Signale, und seine Ausgangsspannung wird mit einem Sägezahnsignal einer Amplitude gleich den Extremwerten der von den Verstärkern 35 und 36 abgegebenen Spannungen, d. h. +_ 10 V, und einer Frequenz gleich 200 Hz verglichen. Das Ausgangssignal des Vergleichers 39 liegt am Glied 41, das ein Signal erzeugt, das zum Einstellen des Pulsstellers bestimmt ist, um das Leiten oder Sperren der Thyristoren Th1 und Th2 von diesem hervorzurufen.

Wenn das Ausgangssignal des Gliedes 41 den Wert 1 hat, ruft es das Leiten des Thyristors Th1 hervor, und wenn es den Wert Null aufweist, bewirkt es das Leiten des Thyristors Th2. Die Betriebsfolge des Stromwenders 3 ist durch das in Fig. 5 gezeigte Logikglied 10 gesteuert.

9Ö984Ö/077S

Dieses Glied empfängt an einem ersten Eingang, der mit dem Zeitbasis-Geber 12 verbunden und an das Monoflop 42 angeschlossen ist, ein Traktions-Übergangs-Befehlssignal des logischen Wertes 1 oder ein Brems-übergangssignal des logischen Wertes Null.

An seinem mit dem Zyklus-Steuerglied 14 verbundenen Eingang empfängt das Glied der Fig. 5 ein Ein-Signal des logischen Wertes 1 oder ein Aus-Signal des logischen Wertes Null. Schließlich empfängt das Glied der Fig. 5 an seinem Ladebetrieb-Stelleingang ein Signal, das in gleicher Weise vom Zyklus-Steuerglied der Fig. 10 abgegeben ist.

Wenn das vom Zeitbasis-Geber 12 abgegebene Eingangssignal ein Traktions-tibergangs-Steuersignal ist, gibt die Einheit aus den Monoflops 42 und 43, dem NICHT-Glied 43a und dem Glied 45 einen Rechteckimpuls einer Dauer von 0,2 s ab, der durch das Monoflop 44 in ein unmittelbares oder umgekehrtes Signal einer Breite gleich 0,3 s umgeformt wird.

Diese versetzten und in den Gliedern 46, 47 und 48 verarbeiteten Impulse bewirken die Erregung des Gliedes 50 und folglich die Übertragung des Signales Kt für den übergang der Kontaktstücke des Stromwenders 3 in eine Traktionsstellung mit einer Verzögerung von 0,3 s ab der Einspeisung des Ein-Signales durch das Zyklus-Steuerglied 14.

Wenn der Zeitbasis-Geber 12 an die Schaltung der Fig. 5 ein Brems-Stellsignal abgibt, erzeugen die Monoflops 42, 43 und 44 wie oben Signale mit 0,2 s und 0,3 s, die über die Gatter 46 bis 48 die Einspeisung des Brems-Stellsignales

909840/0775

Kf in den Stromwender 3 und die Unterbrechung des Signales Kt hervorrufen.

In der Halt- oder Aus-Stellung ist der Stromwender vollständig freigegeben, und in der Lade-Stellung erlaubt ein am Glied 55 liegendes Eingangssignal das Einschalten des Stromwenders 3 in die gleiche Stellung wie die Brems-Stellung, d. h. das Schließen der Kontaktstücke 6 durch das Relais 8 des Stromwenders·

Die an den Ausgängen T₁ bis T. des Zeitbasis-Gebers 12 erzeugten und an den Basen der Transistoren 55 bis 58 des Gleichrichter-Wechselrichter-Stellgliedes der Fig. 6 liegenden Signale machen nacheinander diese Transistoren leitend und setzen nacheinander die Bezugsspannungen frei, die an den Potentiometern 67 bis 70 eingestellt sind. Damit gibt der Verstärker 75 an den Gleichrichter-Wechselrichter Bezugsstärken entsprechend der durch den Zeitbasis-Geber 12 festgelegten Folge ab. Somit ändert sich der vom Gleichrichter-Wechselrichter abgegebene Strom entsprechend dem voreingestellten Zyklus.

Der in Fig. 7 dargestellte Zeitbasis-Geber 12 wird im folgenden anhand der Fig. 8 näher erläutert. Der Taktgeber 76 dieser Schaltung erzeugt alle 10 s Signale einer Breite von 10 ,us, wie dies durch ein Signal H in der Fig. 8 angedeutet ist. Diese Signale liegen am JK-Flipflop 77, das das Flipflop 78 versorgt, das seinerseits das Flipflop 79 versorgt. Die Ausgangssignale dieser drei Flipflops, die in Fig. 8 durch Signale B1, B2 und B3 gezeigt sind, werden durch die Glieder 80 bis 90 gemischt, so daß an den Eingängen T1 bis T5 und T8 dieser Glieder nacheinander ein Impuls T1 von 0 bis 10 s, ein Impuls T2 von 10 bis 20 s, ein

909840/0775

Impuls T3 /ου 20 bis 30 s, ein Impuls T4 von 30 bis 40 s, ein Impuls T5 von 60 bis 70 s und ein kurzer Impuls T8 nach 70 s auftreten, um den Zyklus bei Null erneut zu be ginnen. Das Ein-Aus-Signal M/A, das am Glied 88 des Zeitbasis-Gebers liegt und vom Zyklus-Steuerglied 14 abgegeben ist, gewährleistet beim Wert Null das Null-Rückstellen der drei Flipflops 7 7 bis 79 und das Sperren des Taktgebers 76. Wenn das Signal in den Zustand "1" übergeht, werden der T.aktgeber and das Zählen des Teilers durch 7 aus den oben genannten o.rei Flipflops und dem Glied 90 wieder in Betrieb genommen.

Dip Überreichung des Ladezustandes der Batterie wird durch die Schaltung der Fig. 9 gewährleistet. Die Spannung der zn prüfendem Batterie 1 versorgt den Teiler 92, der am Verbindurigsj-ju:)kt der Widerstände 93 und 94 eine proportionale Spannung abgibt. Der Verstärker 98, die beiden FeId-

effek Lti λ:: r isr:c':i en 97 und 99 und der zwischen einem Eingang

!ind der;:. Λ c ■■:■;;aίg des Verstärkers 98· liegende Kondensator 98a gewäb.rle.1 st en das Lesen dieser Spannung während der Zeitdauer · :I>-:::·; ::»iq·)a}_■;-.3 T, , das an den Steuerelektroden der Transistor'.;';:-: ■-:■ 7 ■: ::! 39 liegt und durch das Zyklus-Steuerglied 14 al: gto··:: i..;·:,,. i.-;-.-.., Ss gibt weiterhin ein Speichern des Wer tes df;¹.:: .!'"α ^!::tei j - :,pannung, die zwischen zwei aufeinanderfol ge r ι je u Zykjtii or; Ausgang des Verstärkers 98 lesbar ist» Die se Spann···.·:-; ..:·.:■:.: durch den Vergleicher 100 mit einer Spannung en ^J.;· ;"·Γβ'. ;:· :-v ei dem beabsichtigten maximalen Entladezu- s tar:ο ver ■·.;... ioh:en, die durch die Spannung verkörpert wird, (iie -ν:': /o:r ;:^:r.\>-·-;spannung des Verstärkers 98 durch einen

3p.: in: ι.,.τι;; :j. ^:, ο:'l -;: ,ult dem Potentiometer 102 zugefügt ist. Das

SLgnn]. l'i vir;i i.o Zyklus in gleicher Weise positioniert, wie dif durch h.e Wächter-Schaltung gemessene Spannung gültig die Irifοι:Km~i.o:\ eier entladenen Batterie liefert.

909840/0 775

ORIGINAL INSPEQTED

Bei ζ. B. einer Bleibatterie liegt das Signal T1 an der Schaltung, wenn sich der Simulator bei einem NuIl-Strom seit 20 s im Ruhezustand befindet.

Beim erneuten Laden der Batterie ist der durch das Signal T1 verkörperte Befehl ständig vorhanden. Die Ausgangsspannung U_RM des Verstärkers 98 folgt der Batteriespannung und wird dann durch den Vergleicher 101 mit einer Spannung entsprechend einer Ladung von 100 % der Batterie verglichen, die durch den Teiler mit dem Potentiometer 103 abgegeben wird. Sobald das erneute Laden der Batterie beendet ist, wird der Wert von 100 % erreicht und der Vergleicher 101 gibt an seinem Ausgang ein Signal entsprechend einem Befehl zum Anhalten der Ladung der Batterie und zum Wiederbeginnen eines neuen Simulationszyklus ab.

Das Wiederlade-Stellglied der Fig. 11 empfängt die Signale von der Wächter-Schaltung der Fig. 9.

Wenn diese Schaltung die Notwendigkeit des Wiederladens der Batterie erfaßt hat, gibt der Gleichrichter-Wechselrichter 4 den zum Wiederladen der Batterie erforderlichen Strom ab, während die Kontaktstücke des Stromwenders 3 automatisch in die Brems-Stellung gekippt werden. Der Gleichrichter-Wechselrichter 4 arbeitet dann als Ladegerät, und der Bezugswert des Stromes, den das Gleichrichter-Wechselrichter-Stellglied 11 empfängt, wird durch das Wiederlade-Stellglied 18 abgegeben. Entsprechend der verwendeten Batterieart ist die Beziehung Batteriespannung/Batteriestrom verschieden. Die Schaltung der Fig. 11 ist für eine Bleibatterie vorgesehen. Wenn die Batteriespannung ü_ß am Eingang der Verstärkerstufe 113 dieser Schaltung kleiner als die Höchstspannung U ist, wird das Ausgangspotential

909840/0775

der Stufe 113 positiv und durch den Verstärkungsfaktor A1 dieser Stufe bestimmt. Dieses positive Potential gibt dem Ausgang der Stufe 114 ein negatives Potential, das durch die gleichen Widerstände 116 mit dem Bildwert I verglichen wird. Die Abweichung wird über die Diode 118 dem Eingang der Verstärkerstufe 114 zugeführt. Die Abgleichung wird erhalten, wenn der Bezugswert des Stromes bei entgegengesetztem Vorzeichen dem angegebenen größten Bezugswert gleich ist. Das Wiederladen erfolgt also bei quasikonstanter Spannung, die praktisch dem angegebenen Wert gleich ist.

Das in Fig. 10 dargestellte Zyklus-Steuerglied empfängt an seinen beiden Kontaktstücken 104 und 105 manuell die Ein- bzw. Fahrt- oder Aus- bzw. Halt-Befehle. Die Glieder 109 und 112 gewährleisten das Speichern dieser Befehle und geben die Stellsignale an den Zeitbasis-Geber 12 am Ausgang des Gliedes 112 ab. Diese Glieder gewährleisten außerdem das Sperren des Stromwenders 3 des Simulators der Fig. 1. Der vom Ladungs-Wächter 17 abgegebene und an der Einheit des Gliedes 110 liegende Wiederladungs-Ein-Befehl wird in dieser Einheit gespeichert. Die Einheit aus diesen Gliedern gewährleistet einerseits die Zyklus-Einstellung durch das Glied 108 und andererseits das Verstellen des Stromwenders 3 in eine Stellung, die es dem Gleichrichter-Wechselrichter 4 ermöglicht, das Wiederladen der Batterie zu gewährleisten.

Der erfindungsgemäße Betriebssimulator für eine Akkumulator-Batterie ermöglicht durch seinen Aufbau einen ständigen Energieaustausch mit dem elektrischen Netz, das hierzu seinerseits die simulierten Traktionsenergien

909840/077S

ORIGINAL INSPECTED

des Fahrzeuges empfängt.

Obwohl der erfindungsgemäße Betriebssimulator anhand einer Traktions-Akkumulator-Batterie für elektrische Fahrzeuge erläutert wurde, kann dieser Simulator auch zum Prüfen von Akkumulator-Batterien verwendet werden, die für vollkommen verschiedene Anwendungen vorgesehen sind.

Es genügt hierzu, die Stellglieder des Simulators an Lade- und Entladezyklen anzupassen, denen die Akkumulator-Batterien abhängig von ihrer Verwendung ausgesetzt werden.

909840/0775

ORIGINAL INSPECTED

Leerseite

Claims

Ansprüche

Betriebssimulator für Akkumulator-Batterie,·

mit einer; elektrischen Versorgungseinrichtung, die an eine Wechselstromquelle angeschlossen ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Versorgungseinrichtung aufweist:

einen Gleichrichter-Wechselrichter (4), der durch die Wechselstromquelle versorgt ist und an die Batterie (1) bei deren Ladeperioden einen Ladestrom abgibt sowie zur Wechselstromquelle den Entladestrom der Batterie (1) bei deren Entladeperioden den Entladestrom rückführt,

einen Glsichstrom-Pulssteller (2), der mit veränderlicher Leitung den von der Batterie (1) aufgenommenen Strom oder den von dieser während der Simulation eines Betriebszyklus der Batterie (1) abgegebenen Strom zerhackt , und

einen Stromwender (3) zwischen dem Gleichrichter-Wechselrichter (4) und dem Gleichstrompulssteller (2) , um die übertragung des Ladestromes vom Gleichrichter-Wechselrichter (4) zur Batterie (1) bei den Ladeperioden der Batterie (1) sowie die Übertragung eines Entladestromes der Batterie (1) zum Gleichrichter-Wechselrichter (4) und der Wechselstromquelle während der Entladeperioden der Batterie (1) zu bewirken.

6 2-(17/79)-Ko-E

9O9840/O77S
2. Simulator nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch

ein Stell-Logikglied (9) für den Gleichstrom-Pulssteller (2) gemäß einer vorbestimmten Folge entsprechend einem Simulationszyklus, der für den in die Batterie (1) fließenden Strom vorgesehen ist.
3. Simulator nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch

ein Stell-Logikglied (10) für den Stromwender (3) abhängig von der Simulationsfolge der Lade- und Entladeperioden der Batterie (1).
4. Simulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch

ein Stellglied (11) für den Gleichrichter-Wechselrichter (4), so daß dieser einen Strom entsprechend vorbestimmten Bezugsstromwerten während verschiedener Lade-Simulationsperioden der Batterie (1) abgibt und als Wechselrichter bei Entlade-Simulationsperioden der Batterie (1) arbeitet.
5. Simulator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch

einen Batterieladungs-Wächter (13), der den Ladezustand der Batterie (1) überwacht, und

einen Zeitbasis-Geber (12) zwischen dem Batterieladungs-Wächter (13) und dem Stell-Logikglied (9) des Gleichstrom-Pulsstellers (2), dem Stell-Logikglied (10) des Stromwenders (4) und dem Stellglied (11) des Gleichrichter-Wechselrichters (4), um das sequentielle Steuern oder Einstellen dieser Glieder abhängig vom Ladezustand der Batterie (1) und manuellen Ein- und Aus-Befehlen zu gewährleisten.

909840/077S
6. Simulator nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet,

daß das Stell-Logikglied des Gleichstrom-Pulsstellers (2) ein Monoflop (20) aufweist,

dessen Eingang über ein Glied (21) mit einem Traktionsausgang (T1) und einem Bremsausgang (T4) des Zeitbasis-Gebers (12) verbunden ist, und

dessen Ausgänge jeweils über ein NAND-Glied (22, 24), das über ein entsprechendes umgekehrtes Eingangssignal gesteuert ist, mit einem Spannungsgenerator (27-34) verbunden sind,

der eine Spannung erzeugt, die sich linear während eines Zeitintervalles verändert, das durch das Monoflop (20) und durch die NAND-Glieder (23, 24) festgelegt ist, durch die es an den Spannungsgenerator (27-34) angeschlossen ist,

dessen Ausgang mit zwei Verstärkern (35, 36) verbunden ist, die durch einen Steller (37) gesteuert sind, der an einen Ausgang des Monoflops (20) über ein Glied (24) der das Monoflop (20) mit dem Generator (27-34) verbindenden Glieder angeschlossen ist,

um entweder den Traktionsbefehl oder den Bremsbefehl an den Eingängen (T1, T4) des Stell-Logikgliedes des Gleichstrom-Pulsstellers (2) zu übertragen,

wobei die Ausgänge der Verstärker (35, 36) über einen Summierer (38) mit einem Vergleicher (39) ihrer Ausgangssignale mit einem vom Generator (40) abgegebenen Sägezahnsignal einer Amplitude gleich dieser Signale und einer vorbestimmten Frequenz verbunden sind.
7. Simulator nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

909840/0775

daß das Stell-Logikglied (10) des Stromwenders (3) aufweist:

Ein erstes, ein zweites und ein drittes Monoflop (42, 43, 44), wobei der Eingang des ersten Monoflops (42) mit dem entsprechenden Ausgang des Zeitbasis-Gebers (12) verbunden ist, wobei der Eingang des zweiten Monoflops (43) mit dem gleichen Ausgang des Zeitbasis-Gebers (12) über ein NICHT-Glied (43a) verbunden ist, wobei der Eingang des dritten Monoflops (44) mit den Ausgängen des ersten und des zweiten Monoflops (42, 43) über ein erstes NAND-Glied (45) verbunden ist,

ein zweites und ein drittes NAND-Glied (46, 47), das die Eingangssignale des ersten und des zweiten Monoflops (42, 43) mit dem Ausgangssignal des dritten Monoflops (44) bzw. seinem entgegengesetztem Wert mischt, und

ein viertes NAND-Glied (48), das die Ausgangssignale des zweiten und des dritten NAND-Gliedes (46, 47) mischt, wobei der Ausgang des vierten NAND-Gliedes (48) an eine Einheit aus Gliedern (49) angeschlossen ist, die in gleicher Weise mit einem Ausgang des Batterieladungs-Wächters (13) verbunden sind, wobei die Einheit aus den Gliedern (49) ein Traktions-Stellsignal oder ein Brems-Stellsignal erzeugt, das dem Stromwender (3) zuzuführen ist.
8. Simulator nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß das Stellglied (11) des Gleichrichter-Wechselrichters (4) eine Anzahl von Bezugsspannungsgliedern (63, 67, 71; 64, 68, 72; 65, 69, 73; 66, 70, 74) aufweist, die an die Anzahl der Bezugsstromstärken angepaßt ist, die der Gleichrichter-Wechselrichter (4) bei einem Betriebszyklus des Simulators aufnehmen soll, und

909840/Ö775

daß die Bezugsspannungsglieder (63, 67, 71; 64, 68, 72; 65, 69, 73; 66, 70, 74) an entsprechende Ausgänge des Zeitbasis-Gebers (12) über entsprechende Transistoren (55, 56, 57, 58) sowie an einen Eingang eines Operationsverstärkers (75) angeschlossen sind, der sequentiell an den Gleichrichter-Wechselrichter (4) Bezugsstromstärken abgibt.
9. Simulator nach einem der Ansprüche 5 bis 8,

dadurch gekennzeichnet,
. daß der Zeitbasis-Geber aufweist:

einen Taktgeber (76), dessen Eingang an einen Ein-Aus-Ausgang des Batterxespannungs-Wächters (13) angeschlossen ist,

einen Teiler (77, 78₇ 79, 90, 91) für die Taktsignale , und

eine Einheit von Gliedern (80 bis 87), die aus den Ausgangssignalen des Teilers (77, 78, 79, 90, 91) sequentiell Taktsignale und aus den Stel.lsignalen des Batterieladungs-Wächters (13) Synchronisiersignale für die verschiedenen Schaltungen des Simulators erzeugen.
10. Simulator nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Teiler ein erstes, ein zweites und ein drittes JK-Flipflop (77, 78, 79) aufweist, die in Kaskade zum Taktgeber (76) geschaltet sind,

daß die Eingänge der JK-Flipflops (77, 78, 79) mit dem Eingang des Taktgebers (76) und dem Ein-Aus-Stellausgang des Batterieladungs-Wächters (13) verbunden sind, und

daß die invertierenden Ausgänge der JK-Flipflops (77, 78, 79) jeweils mit einem Eingang eines NAND-Gliedes (90) mit vier Eingängen verbunden sind, dessen vierter Eingang

909840/0778

29118A0

an den Taktgeber (76) über ein Verzögerungsglied (91) und dessen Ausgang an die Stell-Eingänge der JK-Flipflops (77, 78/ 79) angeschlossen ist.
11. Simulator nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet,

daß der Batterieladungs-Wächter (13) einen Ladungszustand-Wächter (17) aufweist, an den ein Wiederladungs-Stellglied (18) angeschlossen ist, das mit dem Stellglied (11) des Gleichrichter-Wechselrichters (4) sowie einem Zyklus-Steuerglied (14) verbunden ist, das an den Zeitbasis-Geber (12) angeschlossen ist.
12. Simulator nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Batterieladungs-Wächter (13) aufweist:

einen Spannungsteiler (92), der mit den Klemmen der Batterie (1) sowie dem Eingang eines Verstärkers (98) zum Lesen und Speichern der Batteriespannung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zyklen verbunden ist, und

ein Auslöseglied (97, 99) zum Auslösen des Verstärkers (98) bei Empfang eines Leseimpulses,

wobei der Ausgang des Verstärkers (98) mit einer Vergleicher-Einheit (100; 101, 102, 103) zum Vergleichen der Batteriespannung mit einer Spannung entsprechend einem vorbestimmten Prozentsatz der Entladung der Batterie (1) und mit einer Spannung entsprechend der vollen Ladung der Batterie (1) verbunden ist.
13. Simulator nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet,

909840/077S

daß das Lade-Stellglied aufweist:

eine erste Verstärkerstufe (113) , an deren einem Eingang eine Spannungsquelle für einstellbare Spannungen angeschlossen ist, die die maximale Ladespannung

U₀ der zu prüfenden Batterie (1) festlegen, wobei a max

dem gleichen Eingang der ersten Verstärkerstufe (113) die momentane Spannung U_ß der Batterie (1) zugeführt ist, und

eine zweite Verstärkerstufe (114), deren Ausgang zusammen mit einem Strombegrenzer (116, 117, 118) die Wiederlade-Bezugsstromstärke am Gleichrichter-Wechselrichter (4) festlegt.
14. Simulator nach einem der Ansprüche 11-13, dadurch gekennzeichnet,

daß das Zyklus-Steuerglied (14) eine Einheit von Gliedern (108, 109, 110, 111, 112) zum Mischen der Ein- und Aus-Signale aufweist, die es von manuell betätigbaren Stell-Kontaktstücken (104, 105) mit den Ausgangssignalen des Ladungszustand-Wächters (17) aufnimmt, um einerseits den Zeitbasis-Geber (12) und andererseits das Logik-Stellglied (10) des Stromwenders (3) zu steuern.

909840/0776