DE69419362T2 - Batterieladegerät - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Batterielader, und insbesondere eine Ladeende-Ermittlungstechnik zur Verwendung bei einem Batterielader.
• In Kurve b von Fig. 5 sind Ladecharakteristiken für Nickel-Cadmium (NICD) Batterien gezeigt. Während des Ladens wird die Batteriespannung über 90% der Batteriekapazität langsam größer, aber beginnt dann danach, von einem Punkt P1 an, steil anzusteigen. An einem Punkt P3 fällt die Spannung ab, und beginnt, vom Punkt P3 zu einem Punkt P4, kleiner zu werden. Es ist bekannt zu versuchen, den Ladeendepunkt festzustellen, indem dieser Spannungsabfall (- dV) am Ende des Ladens ermittelt wird.
• Wegen der zunehmenden Verwendung von sehr schnellen oder schnellen Laderaten (eine Stunde oder weniger als eine Stunde Ladezeit) bei heutigen Hochleistungsladern, wird bei der Konstruktion von Ladern aus Abmessungs- und Effizienzgründen eine Leistungsquellentechnologie mit Schaltmodus verwendet. Jedoch weisen diese Konstruktionen große Schaltstörungen auf.
• Diese Schaltstörungen können die in Fig. 8a gezeigte Form annehmen. Sie können Spitzen oder Impulse S bei einem ansonsten ungestörten und sich langsam ändernden Batteriespannungsniveau VBatt sein. Bei einem herkömmlichen Ladeüberwacher, der ein -dV Verfahren verwendet, kann bei Fällen wie den in Fig. 8b und 8c gezeigten eine falsche Ermittlung auftreten. In der Fig. 8b erreicht ein Störimpuls S ein Spannungsniveau v1. Wenn eine Spannungsmessung bei v1 und eine weitere bei v2 gemacht wird, wird eine -dV Ermittlung angezeigt, wenn die Messung bei v2 um mehr als die vorbestimmte Schwelle, z. B. 50 mV, niedriger ist als die bei v1. Die gleiche falsche Ermittlung wird auftreten, wenn wie in Fig. 8c, die Messung bei einem Störimpuls v4 um mehr als den gleichen Schwellwert geringer als die bei v3 ist (Fig. 8c).
• Wegen der Tatsache, daß die Amplituden von Schaltstörungen S im allgemeinen in der Größenordnung von hunderten von mV liegen, während die Ermittlungsschwelle der -dV Ermittlung nur bei zehn mV liegt, muß zur Vermeidung einer falschen Ermittlung wegen dieser Störsignale eine starke Filterung eingesetzt werden. Sehr häufig verursacht eine zu starke Filterung ein langsames Ansprechen, und das Ergebnis ist, daß die Batterie überladen wird, bevor der -dV Punkt ermittelt und das Laden beendet wird. Das Vermeiden von Störungen durch Filtern ist auch sehr abhängig von der speziellen Konstruktion des Laders. Ein optimales Filtern für einen Lader könnte für einen anderen nicht genügen. Es erhöht auch die Kosten der Ausführung.
• Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Vermeidung einer falschen Ermittlung bei -dV Ermittlungstechniken ist es, das Laden zu unterbrechen und die Batteriespannung zu messen, bevor wieder geladen wird. Man tut dies, weil während des Intervalls, bei dem das Laden gestoppt ist, Schaltstörungen minimal sind und es somit eine optimale Zeit ist, eine Messung der Batteriespannung durchzuführen. Der Nachteil dieses Ansatzes ist, daß die Ladezeiten wegen der Unterbrechungen erheblich länger sind, und auch daß wegen der Wartezeiten während der Spannungsmessungen Verzögerungen verursacht werden. Die Wartezeiten sind notwendig, damit sich die Batteriespannung unmittelbar nach Ladeunterbrechungen ausregelt, um genaues Lesen sicherzustellen.
• Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein genaues Ermitteln des -dV Punkts am Ladeende zu ermöglichen, wenn eine NICD Batterie in einem störbehafteten Umfeld geladen wird.
• Die US-A-5206579 offenbart einen Batterielader, welcher das -dV Ermittlungsverfahren verwendet, aber welcher zur Vermeidung von Impulsen auf eine Filterung angewiesen ist.
• Die EP-A-368353 beschreibt ebenfalls einen Batterielader, welcher das -dV Ermittlungsverfahren verwendet, aber welcher einen komplizierten Satz von Zeitgebern aufweist, welche verwendet werden, um zu versuchen, ein falsches Lesen zu verhindern.
• Die EP-A-147241 offenbart einen Batterielader, welcher das -dV Ermittlungsverfahren bei zwei aufeinanderfolgenden Spannungsmusterpaaren einsetzt.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Batterielader zur Verfügung gestellt, welcher eine Spannungsermittlungsschaltung zum Überwachen der Spannung einer Batterie, welche geladen wird, und zum sequentiellen Liefern mehrerer Spannungswerte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vergleicher vorgesehen ist, welcher so angeschlossen ist, daß er jeden Spannungswert mit einem vorhergehenden Spannungswert vergleicht, um dabei festzustellen, wenn eine Differenz zwischen einem laufenden Spannungswert der mehreren Spannungswerte, und dem vorhergehenden Wert besteht, welche einen Schwellwert übersteigt, und einen Detektor, welcher so angeordnet ist, daß er ein Ladeende-Ermittlungssignal ausgibt, wenn die Differenz vom Vergleicher festgestellt wurde, und wenn der vorhergehende Spannungswert, welcher vom Vergleicher verwendet wurde, nicht den dem vorhergehenden Wert vorausgehenden Spannungswert übertraf.
• Vorzugsweise wird nach dem Spannungswert, bei welchem die Differenz festgestellt wurde, ein weiterer Spannungswert erzeugt, wobei der weitere Spannungswert mit dem letzten Spannungswert verglichen wird.
• Indem vor dem Augenblick, wenn ein Spannungsabfall vermutet wird, Maßnahmen ergriffen werden, und auch nach diesem Augenblick Maßnahmen ergriffen werden, ist es möglich, die Auswirkung von Schaltstörungen zu beseitigen, und nur auf einen echten Spannungsabfall zu reagieren.
• Die Spannungsermittlungsschaltung kann in Reaktion auf ein Signal von einer Vormeß- bzw. Messungsschaltung freigegeben werden, welche die Zeit, wenn ein Spannungsabfall vermutet wird, feststellt. Diese Vormeßschaltung kann als eine dV/dt Schaltung ausgestaltet sein (Spannungsgradienten-Messung), oder eine dT/dt Schaltung (Temperaturgradienten-Messung), wie hier beschrieben.
• Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Ermitteln eines Spannungsabfalls beim Laden einer Batterie zur Verfügung, bei welchem die Spannung einer Batterie überwacht wird, die geladen wird, und mehrere Spannungswerte sequentiell geliefert werden, und wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch die Schritte eines Vergleichens jedes Spannungswertes mit einem vorhergehenden Spannungswert, um dabei festzustellen, wenn eine Differenz zwischen einem laufenden Spannungswert der mehreren Spannungswerte, und dem vorhergehenden Wert besteht, welche einen Schwellwert übersteigt, und eines Erzeugens eines Ladeendeermittlungssignals, wenn beim Vergleichen die Differenz festgestellt wurde, und wenn der vorhergehende Spannungswert nicht den Spannungswert übersteigt, welcher dem vorhergehenden Wert vorausgeht.
• Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung und um zu zeigen, wie diese ausgeführt werden kann, wird jetzt beispielhaft auf die begleitende Zeichnung Bezug genommen, bei welcher:
• Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Batterieladesystems ist;
• Fig. 2 ein Schaltdiagramm einer Batterieladesteuerung ist;
• Fig. 3 ein Flußdiagramm ist, welches den Ablauf des Betriebs der Batterieladesteuerung veranschaulicht;
• Fig. 4 ein Blockdiagramm derjenigen Teile ist, die den Batterieladeüberwacher ausbilden;
• Fig. 5 eine Kurve der Spannung über der Kapazität ist, welche die Charakteristiken von NIMH(a) und NICD (b) Zellen zeigt;
• Fig. 6 eine Kurve der Temperatur über der Kapazität ist, welche die Charakteristiken von NIMH(d) und NICD (c) Zellen zeigt;
• Fig. 7 ein Blockdiagramm eines Negativ- (-dV) Spannungsdetektors ist;
• Fig. 8a bis 8c das Problem veranschaulichen, das auftreten kann, wenn es eine Störung bei der Batteriespannung gibt;
• Fig. 9a und 9b veranschaulichen, wie der -dV ermittelt und das Problem von Störimpulsen löst.
• Es folgt eine Beschreibung eines billigen, verläßlichen, effizienten und genauen Batterieladers zum sehr schnellen oder schnellen Laden (eine Stunde oder weniger als eine Stunde Ladezeit) von NICD oder NIMH Batterien. Die Ermittlungskonzepte umfassen eine universelle Ladeendeermittlung, wenn NICD und/oder NIMH Batterien geladen werden, ohne der Notwendigkeit, anzuzeigen, welche Art von Batterie vom Benutzer verwendet wird; eine einfache, billige, aber genaue Art, eine negativ-delta-V Ermittlung zu verwirklichen (mit welcher die vorliegende Erfindung überwiegend befaßt ist); und eine ganze Reihe von Techniken zum Beenden des Ladens, um schnelles, aber sicheres Batterieladen sicherzustellen.
• Fig. 1 stellt eine Batterieladesteuerung Y3 dar, verwendet mit einem Wechselstrom/ Gleichstrom-Wandler Y1, einer Konstantstromladeschaltung Y2 und einem NICD oder NIMH Batteriebündel Y4 zum Verwirklichen eines grundlegenden schnellen (eine Stunde oder weniger) Batterieladers.
• Der Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler Y1 ist über ein Schaltelement in der Form eines Transistors Y6 mit der Primärseite eines Übertragers Y17 verbunden. Die Primärseite des Übertragers Y17 ist mit dem Ausgang eines Brückengleichrichters Y5 verbunden, über welchen eine Wechselstromleistungsversorgung Y8 angeschlossen ist, die eine Größenordnung zwischen 90 und 270 V hat. Der Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler Y1 wandelt über den Brückengleichrichter Y5 und das Schaltelement Y6 Wechselstromleistung von der Versorgung Y8 in Gleichstromleistung auf einer Leitung Y7 auf der Sekundärseite des Übertragers Y17 um. Die Leistungsleitung Y7 liefert, zusätzlich zum Liefern von Leistung zu einem tragbaren Rechner über einen Zusatzausgang A0, auch Leistung zum Batterieladen über die Konstantstromladeschaltung Y2. Die Konstantstromladeschaltung ist ein Leistungswandler, welcher über seinen Ausgang Qc einen Konstantstrom liefert, um das Batteriebündel Y4 zu laden. Wenn ein Spannungsabfalls-(-dV) Verfahren zur Ladeendeermittlung verwendet werden soll, ist zum Laden der Batterie ein relativ konstanter Strom nötig, weil jede Änderung des Spannungsniveaus während des Ladens dann von der Kapazität der Batterie verursacht sein muß. Bezugszeichen Y9 bezeichnet einen Heißleiter, welcher beim Batteriebündel Y4 aus später erklärten Gründen vorgesehen sein kann.
• Fig. 2 stellt den Aufbau der Batterieladesteuerung Y3 (innerhalb der gepunkteten Grenze) dar. In Fig. 2 kennzeichnen die dicken schwarzen Linien einen 8-Bit-Bus und die dünne Linie kennzeichnet eine Einfach-Bit-Leitung. Eingaben für die Ladesteuerung Y3 umfassen eine Spannung an dem Zusatzausgang A0 (Anschluß AUX), eine Batterie spannung (Anschluß VBatt), ein Zelltemperatursignal (Anschluß Temp) und ein Leistung-Ein-Signal (Anschluß Power-on). Ausgaben von der Ladesteuerung Y3 werden von Treibern M20, M21 und M22 geliefert, um jeweils sehr schnelles Laden, schnelles Laden bzw. Erhaltungsladen an der externen Ladeschaltung Y2 zu verwirklichen.
• Nach dem Einschalten verwirklicht ein Leistungsteilungs- Detektor M2 das sehr schnelle Laden. Dies wird durch geeignete Signale von und Q Ausgängen 2, 4 des Leistungsteilungs-Detektors M2 über Gatter M18 und M19 erreicht, welche die Treiber M20 und M21 steuern. Ein Eingang des Gatters M18 ist mit dem Ausgang 2 des Leistungsteilungs-Detektors M2 verbunden, und sein anderer Eingang ist mit einem Ausgang 22 eines Flip-Flops M17 verbunden, welcher später beschrieben wird. Ein Eingang des Gatters M19 ist mit dem Q Ausgang 4 des Leistungsteilungs-Detektors M2 verbunden, und sein anderer Eingang ist mit dem Ausgang 22 des Flip-Flops M17 verbunden. Wenn der Rechner ausgeschaltet ist, ist das Laden im sehr schnellen Modus. Die tatsächliche Verwirklichung der Laderate erfolgt durch die externe Ladeschaltung Y2, gesteuert von den Treibern M20, M21 und M22. Eine genaue Beschreibung des Leistungsteilungs-Detektor-Bauelements M2, einschließlich, wie Messungen gemacht und Entscheidungen getroffen werden, ist in unserer parallelen Anmeldung Nr. 9430065.4 enthalten.
• Die vom Heißleiter Y9 (Fig. 1) gelesene Zelltemperatur wird zum Anschluß Temp geliefert und über einen ADC-Kanal und Filter M4 in eine Heißleiterdetektorschaltung M6 geführt. In dem Fall, daß der Heißleiter Y9 in dem Batteriebündel Y4 verwendet wird und an der Ladesteuerung angeschlossen ist, wird ein dT/dt Detektor M7 über einen Q Ausgang 6 des Heißleiterdetektors M6 freigegeben. Wenn kein Heißleiter verwendet wird, wird ein dV/dt Detektor M5 über einen Ausgang 8 des Heißleiterdetektors M6 freigegeben.
• Wenn der dT/dt Detektor M7 freigegeben ist, wird die Änderungsrate der Zelltemperatur gemessen. Wenn diese Rate eine bestimmte Grenze überschreitet, wird ein dT/dt Merker gesetzt, wodurch eine schnell wachsende Zelltemperatur angezeigt wird, welche normalerweise unmittelbar vor dem Ladeende der Batterie vorliegt. Das Setzen des dT/dt Merkers wird durch ein "hohes" Niveau an einem Q Ausgang 10 des dT/dt Detektors des Blocks M7 angezeigt.
• Wenn der dV/dt Detektor M5 freigegeben ist, wird die Änderungsrate der Batteriespannung gemessen. Wenn ermittelt wird, daß sie mit einer oder über einer vorbestimmten Rate steigt, wird ein dV/dt Merker gesetzt. Dies ist auch ein Anzeichen dafür, daß ein Ladeende nahe ist, weil normalerweise die Batteriespannung nahe des Ladeendepunkts (Punkt 90%-iger Kapazität) steil ansteigt, bevor sie an ihrem Scheitel abfällt und später einbricht (im Fall einer NICD Batterie) oder abflacht (im Fall einer NIMH Batterie).
• Egal ob der dV/dt oder der dT/dt Merker gesetzt ist, wird sowohl ein -dV Detektor M9 als auch ein Null-dV/dt- Detektor M10 über die Q Ausgänge 12, 10 von den dV/dt und dT/dt Detektoren M5 und M7 über ein Gatter M8 freigegeben. Im -dV Detektor M9 wird nach dem Setzen des dT/dt oder des dV/dt Merkers jeder Spannungsabfall ermittelt und verifiziert. Eine Bestätigung einer tatsächlichen Spannungsabfallsermittlung wird durch Setzen eines -dV Merkers angezeigt, indem ein "hohes" Niveau an einen Q Ausgang 14 des -dV Detektors M9 angelegt wird. Eine genaue Erklärung des -dV Detektors folgt später.
• Gleichzeitig mißt der Null-dV/dt Detektor M10 die Steigung der Batteriespannung, bis für einen bestimmten Zeitraum eine flache Steigung ermittelt wird. Diese flache Steigung zeigt an, daß die Scheitelspannung der Batterie erreicht wurde und kann als Ladeendeanzeige verwendet werden, insbesondere für eine NIMH Batterie, welche kei nen erheblichen Spannungseinbruch bei ihrem voll geladenen Zustand zeigen kann. Sein Q Ausgang 16 ist bei diesem Zustand auf hoch gesetzt.
• Da die -dV und Null-dV/dt-Detektoren M9, M10 gleichzeitig betrieben werden, kann entweder ein Spannungseinbruch oder eine flache Steigung zum Anzeigen eines Ladeendes ermittelt werden, abhängig davon, welche Ermittlung zuerst ermittelt wird. Deswegen können sowohl NICD als auch NIMH Batterien mit dem gleichen System geladen werden, ohne daß man dem System mitteilen muß, welche Art von Batterie verwendet wird.
• Durch das Setzen des -dV Merkers oder des Null-dV/dt Merkers, angezeigt durch ein "hoch" am Q Ausgang 14 von M9 oder 16 von M10, wird der Flip-Flop M17 über ein Gatter M16 gesetzt. Sobald M17 durch ein "hoch" an seinem D Eingang 18 gesetzt ist, wird sein Q Ausgang 20 auf "hoch" gehen, um das Erhaltungsladen freizugeben, und sein Ausgang 22 wird auf "niedrig" gehen, wobei über die Gatter M18, M19, die mit den Treibern M20, M21 verbunden sind, das sehr schnelle oder das schnelle Laden gesperrt werden.
• Die Schaltungen M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9 und M10 bilden einen Batterieladeüberwacher BCM, welcher mit Bezug auf Fig. 4 genauer beschrieben wird.
• Der Flip-Flop M17 kann auch durch andere Schaltungen außer M9 und M10 gesetzt werden, wie im folgenden beschrieben.
• Ein Batterie-Vorhanden-Detektor M15, welcher angeschlossen ist, um die Batteriespannung am Ausgang VBatt über einen ADC-Kanal und Filter M3 zu messen, kann feststellen, ob am VBatt Anschluß eine Batterie vorhanden ist oder nicht. Dies ist so, weil der Qc Ausgang 1 des Konstantstromladers Y2 in Fig. 1 von einem vorbestimmten Spannungswert ausgeht, wenn die Batterie Y4 nicht angeschlos sen ist, welcher deutlich höher als die maximale Spannung ist, auf die die Batterie bei ihrem vollgeladenen Zustand gehen kann. Somit wird der Batterie-Vorhanden-Detektor M15, wenn er einen Wert ermittelt, der näher an dem vorbestimmten Ausgangsniveau des Konstantstromladers Y2 ist, deuten, daß die Batterie nicht vorhanden ist, und über das Gatter M16, indem er ein "hohes" Niveau an seinem Q Ausgang 24 hat, den Flip-Flop M17 setzen.
• Jedoch wird, wenn darauffolgend wieder eine Batterie an dem Batterieanschluß angeschlossen wird, der Batterie- Vorhanden-Detektor M15 ihr Vorhandensein ermitteln, und seinen Q Ausgang 24 auf "niedriges" Niveau zurücksetzen. Dieser negativ-gehende Übergang wird eine Rücksetzschaltung M26 triggern, alle Detektoren in der Batterieladesteuerung Y3 durch ein Signal RAD an seinem Ausgang für einen neuen Ermittlungszyklus zurückzusetzen. Dadurch können neue Batteriebündel durch Austauschen geladen werden, ohne daß die Leistung zurückgesetzt werden muß.
• Der Flip-Flop M17 ist normalerweise zurückgesetzt, um das sehr schnelle oder schnelle Laden freizugeben, wobei beim Einschalten die Treiber M20 und M21 freigegeben werden und der Treiber M22 gesperrt wird, vorausgesetzt, daß die Umgebungstemperatur im Batteriebündel Y4 vor dem Ladebeginn in ein Temperaturfenster fällt. Dieses Temperaturfenster wird durch einen Bereich festgesetzt, welcher durch einen niedrigsten und höchsten Wert, z. B. 0ºC bzw. 40ºC, definiert ist. Der Grund dafür ist daß, wenn die Umgebungstemperatur um das Batteriebündel Y4 außerhalb dieses Bereichs liegt, es aus Ladeeffizienz- und Sicherheitsgründen nicht ratsam ist, die Batterie sehr schnell oder schnell zu laden. Dieser Umgebungstemperaturvergleich wird von einem Umgebungstemperatur-Detektor M24 durchgeführt, der an seinem Eingang 28 den Temperaturbereich Rt empfängt. Beim Einschalten wird der Detektor M24 von einem Signal an seinem Freigabeeingang 30 freigegeben. Wenn die Temperatur innerhalb des Bereichs ist, wird der Detektor M24 an seinem Q Ausgang 32 ein "hoch" Signal zu einem Setz-Pin 34 des Flip-Flops M17 ausgeben. Danach werden die Q und Ausgänge 20, 22 von M17 von den Zuständen einer der acht Ermittlungsschaltungen M9, M10, M11, M13, M14, M15, M25 oder M28 bestimmt, das heißt daß ein "hoch" Signal von dem Ausgang irgendeiner dieser Schaltungen das sehr schnelle oder schnelle Laden verhindert und das Erhaltungsladen freigibt.
• Die Ermittlungsschaltungen M9, M10 und M15 wurden oben beschrieben. Mit M11 ist ein Maximaltemperatur-Detektor bezeichnet, welcher während des Ladens die digitale Form der Zelltemperatur vom Temp Eingang über den ADC-Kanal und Filter M4 abtastet. Der Maximaltemperatur-Detektor M11 wird an seinem Q Ausgang 38 einen Temp Merker setzen, wenn seine Eingabe einen bestimmten maximalen Wert Tmax übersteigt, welcher intern gesetzt wird. Dieser maximale Wert Tmax könnte im Bereich von 50 bis 60ºC liegen. Über dieser Temperatur (1ºC oder mehr) ist es aus Ladeeffizienz- und aus Sicherheitsgründen nicht ratsam, die Batterie unter Verwendung eines hohen Stroms zu laden. Das Setzen des Temp Merkers auf der Leitung 38 wird den Flip- Flop 17 setzen, wobei die Laderate auf den Erhaltungsmodus geschaltet wird.
• Während der ersten 3 bis 5 Minuten des Ladezyklus' wird die Änderungsrate der Batteriespannung am Anschluß VBatt von der Volle-Zelle-Detektorschaltung M25 überwacht. Da bei einer bereits geladenen Batterie deren Spannung während der ersten paar Minuten des Wiederladens schnell ansteigt, kann dieses Ereignis von der Schaltung M25 ermittelt werden, um eine "volle" Batterie anzuzeigen. Somit wird an ihrem Q Ausgang 40 ein "hoch" Signal erzeugt, welches über das Gatter M16 den Flip-Flop M17 setzt. Der Zeitraum, welcher zum Setzen der ersten Phase für diese Ermittlung einer "vollen" Zelle verwendet wird, wird von einem Einmal-Zeitgeber M12 erzeugt, welcher vom Einschaltsignal vom Power-on-Anschluß getriggert wird.
• Es ist auch ein Maximalspannungs-Detektor M28 vorgesehen, welcher während der ersten paar Minuten des Ladezyklus' die Batteriespannung mißt und das Laden unterbricht, wenn ihr Wert eine Vergleichsmaximalspannung Vmax übersteigt, weil die Batterie sehr wahrscheinlich "voll" ist. Dies wird erreicht, indem sein Q Ausgang 44 auf hoch geht und über ein Gatter M29 dem Gatter M16 zugeführt wird. Der Zeitraum, welcher für diese Ermittlung verwendet wird, wird ebenfalls dem Einmal-Zeitgeber M12 entnommen, der mit einem Freigabeeingang 42 des Maximalspannungs- Detektors M28 verbunden ist. Indem voll geladene Batterien während des ersten Teils des Ladezyklus' durch die Detektoren M25 und M28 ermittelt werden, kann ein unnötiges Laden vermieden werden und auch die Batterie besser gegen Überladen geschützt werden.
• Während des gleichen, wie oben erwähnt vom Einmal- Zeitgeber M12 gesetzten, Zeitraums wird auch ein Fehlerhafte-Zelle-Detektor M13 betrieben. Nach diesem vorgegebenen Zeitraum, während dem das sehr schnelle oder schnelle Laden läuft, wird der Detektor M13 die Batteriespannung messen, und sein Q Ausgang 46 geht auf "hoch" und der Flip-Flop M17 wird gesetzt, wenn sie unter einem bestimmten Minimalniveau Vmin ist.
• Schließlich gibt es einen Rückzähl-Zeitgeber M14, welcher nach Erhalt des Einschaltsignals an seinem Eingang 48 mit dem Rückwärtszählen beginnt und über seinen Q Ausgang 50 über das Gatter M16 den Flip-Flop M17 setzt, wenn sein Stand auf Null verringert wurde. Sowohl dieser Zeitgeber M14 als auch der Maximaltemperatur-Detektor M11 sind wichtig, um das Laden in Fällen zu beenden, wenn die Hauptermittlungsverfahren (dV/dt M5, dT/dt M7, -dV M9 und Null-dV/dt M10) versagen, so daß sichergestellt ist, daß das Batteriebündel den hohen Ladestrom übersteht.
• Mit M27 ist eine Taktschaltung bezeichnet, die für jeden Ladezyklus ein Taktsignal erzeugt. Jedes Lesen wird einmal bei jedem Taktzyklus vorgenommen.
• Fig. 3 ist das Flußdiagramm des Betriebs in der beschriebenen Batterieladeschaltung.
• Nach dem Einschalten, aber bevor das Laden beginnt, wird die Zelltemperatur in der Umgebungstemperatur- Detektorschaltung M24 gemessen. Wenn sie aus dem Temperaturfenster Rt (0ºC bis 40ºC, wie oben erwähnt) fällt, wird das Erhaltungsladen M22 stattfinden, bis sie in den Bereich zurückfällt. Wenn die Zelltemperatur innerhalb des Bereichs ist, wird das sehr schnelle Laden M20 ausgeführt.
• Während der ersten paar Minuten des Ladens, die von dem Einmal-Zeitgeber M12 festgesetzt werden, wird die Batteriespannung von der Schaltung M28 gemessen. Wenn sie pro Zelle ein bestimmtes Niveau übersteigt, zeigt dies an, daß die Batterie bereits voll geladen ist, so daß ein Laden mit hohem Strom unnötig ist. Das sehr schnelle Laden wird beendet und durch ein Erhaltungsladen (im "Burst"- bzw. "Impuls"-Modus) ersetzt. Zusätzlich wird auch die Änderungsrate der Batteriespannung durch den Volle-Zelle- Detektor M25 innerhalb des gleichen Zeitraums überwacht. Wenn eine bestimmte Schwelle überschritten wird, wodurch ebenfalls ein Zustand einer "vollen" Zelle angezeigt wird, wird das sehr schnelle Laden beendet und in den Erhaltungsladungs-"Burst"-Modus eingetreten.
• Während der gleichen Phase wird das Batterieniveau auch von M13 nach Fehlerbedingungen überprüft. Wenn die Batterie als fehlerhaft erachtet wird, wird das sehr schnelle Laden beendet und in den Erhaltungsladungs-"Burst"-Modus gegangen. Nach den ersten paar Minuten, bestimmt von dem Einmal-Zeitgeber M12, wird kein Überprüfen zur Ermittlung eines maximalen Spannungsniveaus, eines fehlerhaften Spannungsniveaus und einer "vollen" Zelle durchgeführt.
• Als nächstes wird der mit der A0 Leitung (Fig. 1) verbundene Rechner vom Leistungsteilungs-Detektor M2 bezüg lich seines Ein/Aus-Zustands überprüft, um zu entscheiden, ob mit dem sehr schnellen Laden fortgefahren wird oder auf das schnelle Laden geschaltet wird.
• Bei Block M6 wird überprüft, ob die Batterie den Heißleiter Y9 aufweist. Wenn ein Heißleiter verwendet wird, wird bei Block M7 dT/dt (Änderungsrate der Zelltemperatur) gemessen. Wenn kein Heißleiter verwendet wird, wird bei Block M5 dV/dt (Änderungsrate der Batteriespannung) gemessen. Bei diesen beiden Blöcken werden dT/dt oder dV/dt für die Vormeßphase überwacht und die jeweiligen Merker entsprechend gesetzt, wenn eine Ermittlung erfolgt.
• Das Setzen von entweder dem dT/dt oder dem dV/dt Merker vervollständigt die Vormeßphase und läßt die endgültige Ladeendeermittlung gleichzeitig bei M9 (zum Ermitteln des Setzens des -dV Merkers) und M10 (zum Ermitteln des Setzens des Null-dV/dt Merkers) beginnen. Das Setzen von entweder dem -dV Merker oder dem Null-dV/dt Merker vervollständigt die Ladeendeermittlung, nach der das Laden durch den "Burst"-Modus (Erhaltungsladen) ersetzt wird.
• Wenn die Batterie noch nicht in der Nähe des Ladeendepunkts ist, folgt eine Abtastzeit, während der die Ermittlung des Vorhandenseins der Batterie (durch M15), die Zelltemperaturermittlung (durch M11) und die Ladezeitermittlung (durch M14) durchgeführt werden. Wenn die Batterie weggenommen wird, wird das Laden beendet und zum "Burst"-Modus (Erhaltungsladen) übergegangen. Im "Burst"- Modus werden die Batterieanschlüsse laufend abgetastet und der ganze Ladezyklus wiederholt, wenn die Batterie wieder angeschlossen wird.
• Wenn die Zelltemperatur einen maximalen Wert Tmax übersteigt, wird das Laden mit hohem Strom beendet und durch den "Burst"-Modus ersetzt. Gleichermaßen wird, wenn der intern gesetzte Zeitgeber M14 auf Null herunterzählt, bevor irgendeine andere Ermittlung gemacht ist, das sehr schnelle/schnelle Laden ebenfalls beendet. Ansonsten wird sich der gesamte Ladezyklus vom Punkt "A" selbst wiederholen, bis er vom "Burst"-Modus beendet wird.
• Im "Burst"-Modus wird der Erhaltungsladungsstrom festgelegt, M22. Der Batterie-Vorhanden-Detektor M15 ermittelt, ob eine "volle" Batterie herausgenommen und durch ein anderes Bündel ersetzt wurde. In diesem Fall wird das Laden wieder vom Anfang beginnen, ohne daß irgendein Ausschalt- und Wiedereinschaltvorgang notwendig ist. Ansonsten wird der Ladezyklus, sobald er im "Burst"-Modus ist, in diesem Modus bleiben, bis wieder die Einschaltrücksetzung angewandt wird.
• Fig. 4 ist ein Blockdiagramm eines Batterieladeüberwachers BCM. Der Batterieladeüberwacher BCM weist den ADC- Kanal und Filter M3, die mit dem Batteriespannungseingangsanschluß VBatt verbunden sind, den ADC-Kanal und Filter M4, die mit dem Zelltemperatureingang Temp verbunden sind, den dV/dt Detektor M5, den Heißleiter-Detektor M6, den dT/dt Detektor M7, das Gatter M8, ein weiteres Gatter B4, den -dV Detektor M9 und den Null-dV/dt- Detektor M10 auf. Das Gatter M16 ist in Fig. 4 gezeigt, aber nur zwei seiner Eingänge sind dargestellt. Das Gatter M16 ist mit dem Flip-Flop M17 verbunden gezeigt. Fig. 4 zeigt auch einen Zeitgeber B11, welcher von dem Taktgeber M27 in Fig. 2 ein Taktsignal Clock empfängt und Ausgaben Tclk und Vclk erzeugt. Es folgt nun eine genauere Beschreibung des Betriebs des Batterieladeüberwachers BCM. Es ist zu beachten, daß Fig. 4 jeden der ADC- Kanäle und Filter M3 und M4 als zwei Komponenten zeigt, nämlich jeweils einen ADC-Kanal B1, B7 und jeweils einen digitalen Filter B2, B8.
• Die Batteriespannung wird am VBatt Anschluß gemessen und von einem Kanal des Analog/Digital-Wandlers B1 von ihrer analogen Form in eine digitale Form umgewandelt. Der digitale Wert wird dann über einen 8-Bit Bus 60 in den einfachen digitalen Filter B2 zum Filtern gegeben.
• In ähnlicher Weise wird die Zelltemperatur über den Temp Anschluß gemessen und in einen weiteren Kanal des Analog/Digital-Wandlers B7 geführt und durch den digitalen Filter B5 gefiltert. Der Heißleiterdetektor M6 tastet die 8-Bit Information vom Filter B8 ab und stellt fest, ob ein Heißleiter Y9 verwendet wird oder nicht. Wenn ja, wird der dT/dt Detektor M7 freigegeben und der dV/dt Detektor M5 gesperrt. Ansonsten wird M5 freigegeben und M7 gesperrt.
• Wenn der dV/dt Detektor M5 freigegeben ist, überwacht er den Gradienten (dV/dt) der Spannungsladungskurve, welche so ist, wie in Fig. 5 dargestellt. Wie in Fig. 5 gesehen werden kann, erhöht sich der Gradient zwischen den Punkten P1 und P2 erheblich und dies führt dazu, daß ein dV/dt Merker gesetzt wird. Wenn der dT/dt Detektor M7 freigegeben ist, wird er in ähnlicher Weise den Gradienten (dT/dt) der Temperaturkurve, wie in Fig. 6 dargestellt, überwachen, bis er ein starkes Erhöhen des Gradienten zwischen den Punkten P6 und P7 auf einer Kurve c für eine NICD Batterie, oder den Punkten P8 und P9 auf einer Kurve d für eine NIMH Batterie ermittelt, und einen dT/dt Merker setzen wird. Der Gradient wird überwacht, indem aufeinanderfolgende Messungen der Spannung oder der Temperatur nach Intervalldauern (z. B. zwischen den Punkten P1 und P2 in Fig. 5), die von dem Zeitgeber B11 erzeugt wurden, durchgeführt werden. Tclk setzt die Intervalldauer für die dT/dt Messungen und Vclk setzt die Intervalldauer für die dV/dt Messungen fest.
• Wenn einer der dV/dt und dT/dt Merker gesetzt ist, werden der -dV Detektor M9 und der Null-dV/dt-Detektor M10 gleichzeitig über das Gatter M8 aktiviert, wodurch ermöglicht wird, daß die -dV (Spannungsabfall)- und die Null- dV/dt (Spannungsniveau)-Messungen gleichzeitig durchgeführt werden können. Bei dieser Stufe werden Batteriespannungsmessungen (über den 8-Bit-Bus vom Filter B2) vom -dV Detektor M9 in Intervallen von 1 Sekunde durchge führt, um jeden negativen Spannungsabfall zu überwachen. Sobald dieser Abfall ermittelt wird (Punkte P3 und P4, Fig. 5b) wird ein -dV Merker gesetzt. Dies zeigt eine Ladeendebedingung in einer NICD Batterie an.
• Gleichzeitig erfolgt eine Überwachung der Batteriespannungssteigung zwischen den Punkten, deren Intervall von einem Taktsignal Zclk festgesetzt wird. Zclk ist ein von dem Gatter B4 abgeleitetes Taktsignal, dessen Eingaben von dem dV/dt Detektor M5 (Vclk) oder dem dT/dt Detektor M7 (Tclk) stammen, abhängig davon, welche dieser Schaltungen für die Vormessungen freigegeben ist. Sobald keine Änderung der Spannung zwischen den Punkten P3 und PS in Fig. 5 ermittelt wurde, wird der Null-dV/dt Merker wegen einer flachen Spannungssteigung in diesem Bereich gesetzt. Dies zeigt eine Ladeendebedingung bei einer NIMH Batterie an.
• Sobald der -dV Merker oder der Null-dV/dt Merker gesetzt ist, wird über das Gatter M16 ein "hohes" Niveau am D Eingang 18 des Flip-Flops M17 erhältlich. Dieses "hohe" Niveau wird mit dem nächsten Taktimpuls zu dem Q Ausgang 20 von M17 übertragen, um die Erhaltungsladung freizugeben. Der Ausgang 22 des Flip-Flops M17 wird auf "niedrig" gehalten, um das sehr schnelle oder schnelle Laden zu sperren. Bei diesem Punkt wird das Batteriebündel als voll angesehen und nur eine Erhaltungsladung mit niedriger Leistung benötigt, um zum Aufrechterhalten die Selbstentladung der Zellen auszugleichen.
• Beim Einschalten wird der Setz-Pin 34 des Flip-Flops M17 "niedrig" und der Lösch-Pin 35 "hoch" gehalten (immer), um das sehr schnelle oder schnelle Laden zu sperren ("niedrig" am Ausgang 22 und "hoch" am Q Ausgang 20), egal welches Signal am D Eingang 18 erhältlich ist. Sobald das Freigabesignal (ein "hohes" Niveau) am Setz-Pin 34 ankommt, wird das Laden mit hohem Strom (sehr schneller oder schneller Modus) aktiviert ("hoch" am Ausgang und "niedrig" am Q Ausgang), bis von dem -dV Detektor M9 oder dem Null-dV/dt-Detektor M10 eine Ermittlung gemacht wird, nach der auf das Erhaltungsladen übergegangen wird.
• Fig. 7 ist ein Schaltdiagramm für den Negativ-(dV)- Detektor M9.
• Wie oben mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben wurde, wird die Batteriespannung am Anschluß VBatt in den Analog/Digital-Wandler (ADC bzw. analog-to-digital converter) B1 geführt. Im ADC wird die Batteriespannung von einer analogen Form in eine digitale Form umgewandelt und in den digitalen Filter B2 geführt. Nach dem Filtern wird die 8-Bit-Information dann in einem Vaver Register B3 gespeichert. Mehrere Register B5, B6, B17 sind so angeschlossen, daß sie nacheinander die gefilterten Spannungswerte empfangen. Das Vaver Register B3 ist mit einem Vmax Register B5 verbunden, welches mit einem Vaver1 Register B6 verbunden ist, welches mit einem Vaver2 Register B17 verbunden ist.
• Alle Register B3, B5, B6 und B17 werden von einem Signal clk von einem Zeitgeber B18 getaktet, der seine Eingabe dem Taktgeber M27 in Fig. 2 entnimmt. Das Signal clk hat die gleiche Frequenz wie der Meßzyklus (die Frequenz, bei der Messungen der Batteriespannung gemacht werden). Beim ersten Taktimpuls werden Daten im Register B3 nach B5 geschoben, wobei die neuesten Batteriespannungsdaten in B3 gespeichert werden. Beim nächsten Zyklus werden die Daten durchgetaktet, so daß der Inhalt von B5 nach B6 geschoben wird, der Inhalt von B3 nach B5 usw. Somit sollten nach vier Zyklen alle die Register Vaver (B3), Vmax (B5), Vaver1 (B6) und Vaver2 (B17) die gleichen Daten tragen.
• B14 ist ein Spitzenspannungsdetektor, welcher fortlaufend die Daten vom Register B3 an einem Eingang 50 mit denjenigen vom Register B5 an einem Eingang 52 vergleicht. Während der Eingang 50 größer oder gleich dem Eingang 52 ist, wird ein Freigabesignal zum Register B5 geführt, so daß der höhere Wert (Inhalt des Registers B3) beim näch sten Taktzyklus in das Register B5 geladen wird. Ansonsten ist das Freigabesignal vom Spitzendetektor B14 nicht aktiviert, und der Inhalt des Registers B5 wird beim nächsten Zyklus nicht geändert. Somit enthält das Vmax Register B5 immer das höchste Spannungsniveau, das in all den Registern gespeichert ist.
• Ein -dV Detektor B9 vergleicht den Inhalt des Registers B3, welcher der zuletzt eingelesene ist, mit demjenigen vom Register B5, welches den höchsten Wert hält. Sobald der Inhalt im Register B3 um mehr als einen vorbestimmten Wert (z. B. 50mv) niedriger als derjenige im Register B5 ist und vom -dV Detektor B9 ermittelt wird, wird sein Q Ausgang 56 auf "hoch" gehen.
• Die Register B6 und B17 enthalten die vorhergehenden Spannungsdaten vor der Ermittlung des Spannungsabfalls. Ihre Daten werden zusammen mit denjenigen vom Register B5 in einen Niveaudetektor B10 geführt. Nur wenn alle drei Dateneingaben gleich sind, wird ein Q Ausgang 58 des Niveaudetektors B10 auf "hoch" gehen.
• Wenn beide Q Ausgänge vom -dV Detektor B9 und Niveaudetektor B10, ermittelt von einem Gatter B11, "hoch" sind, wird ein n-Bit Schieberegister B12 freigegeben. Beim nächsten Taktimpuls wird ein "hoch" Signal zu seinem Q&sub0; Pin übertragen. Dieses "hoch" Signal wird zu einem Q&sub1; Pin übertragen, und das Signal an dem Eingang des Schieberegisters B12 bei einem weiteren Taktimpuls zu dem Q&sub0; Pin übertragen. Somit sollte n Taktimpulse nach dem Moment, an dem beide Ausgänge von B9 und B10 auf "hoch" gehen, das ursprüngliche "hoch" Niveau zu einem Qn Pin übertragen werden. Somit dauert es n aufeinanderfolgende Bestätigungen durch die Detektoren B9 und B10, bis alle die Q Pins des Schieberegisters B12 ein "hoch" aufweisen. Dieses System kann dafür verwendet werden, eine mögliche -dV Ermittlung wieder zu bestätigen, wobei die Anzahl von der Anzahl von Ausgängen abhängt, die das Schieberegister anbieten kann. Nur wenn alle Q Pins des Schieberegisters B12 "hoch" sind, wird eine Ausgangsschaltung B13 die Gültigkeit der Ermittlung bestätigen. Sie wird an einem Ausgang 62 ein "hoch" Signal ausgeben, um das sehr schnelle oder schnelle Laden an der externen Ladeschaltung Y2 zu sperren.
• In dem Fall einer falschen Ermittlung, bei welcher die Inhalte der Register B6 und B17 nicht gleich dem Inhalt des Registers B5 sind, ist es sehr, wahrscheinlich, daß ein Wert, der der Amplitude einer Spannungs-"Spitze" entspricht, in dem Register B5 gespeichert wurde. Wenn diese Situation eintritt, wird der Q Ausgang des -dV Detektors B9 auf "hoch" sein, und der Q Ausgang des Niveaudetektors B10 wird auf "niedrig" sein. Dies wird dazu führen, daß ein Ausgang eines UND-Gatters BB1 auf "hoch" geht, weil einer der Eingänge des UND-Gatters BB1 der Q Ausgang des -dV Detektors B9 ist, und ein weiterer Eingang der durch ein Invertergatter BB3 invertierte Q Ausgang des Niveaudetektors B10 ist. Folglich wird durch das ODER-Gatter BB2 das Register B5 freigegeben, ungeachtet des Zustands des Spitzendetektors B14. Deswegen wird der Inhalt des Registers B3 in das Register B5 getaktet, die falschen Daten in dem Register B5 werden in das Register B6 getaktet, und die Daten im Register B6 werden in das Register B17 getaktet. Der nächste Taktimpuls oder -zyklus wird zu einer weiteren falschen Ermittlung führen, da die falschen Daten jetzt im Register B6 sind, und dazu führen, daß die falschen Daten in das Register B17 getaktet werden. Somit wird beim nächsten Taktimpuls oder -zyklus eine weitere falsche Ermittlung auftreten, aber die falschen Daten werden vom Register B17 gelöscht, und die Schaltung von Fig. 7 kann wieder weitere Messungen aufnehmen. Es ist zu sehen, daß in dem Fall, daß die Q Ausgänge des -dV Vergleichers B9 und des Niveaudetektors B10 hoch sind, der Ausgang des UND-Gatters BB1 niedrig ist, und der Spitzendetektor B14 das Register B5 über das ODER-Gatter BB2 entweder freigibt oder sperrt.
• Alle Speicherlesevorgänge werden während jeder Batteriespannungsmessung in einem fortlaufenden Prozeß aktualisiert, egal ob es eine -dV Ermittlung gibt oder nicht. Alle Messungen und das wiederholte Überprüfen werden ohne eine Unterbrechung des Ladens und innerhalb eines sehr kurzen Zeitraums (ein paar Sekunden) durchgeführt, womit eine sehr schnelle Reaktion auf das Überwachen gegeben ist und ein Überladen ohne einen Kompromiß bezüglich Genauigkeit vermieden wird. Ebenso wird nur ein minimales Filtern benötigt und somit Kosten gespart.
• Die oben mit Bezug auf Fig. 7 beschriebene -dV Ermittlungsschaltung verwendet ein Ermittlungsverfahren, das von der Tatsache Gebrauch macht, daß die Änderungen der Batteriespannung sehr langsam sind, anders als die Schaltstörungen, welche im Bereich von hunderten von kHz liegen. Durch den Erhalt von Messungen vor dem Augenblick, zu dem angenommen wird, daß -dV auftritt, und auch durch das Durchführen von Messungen nach diesem Augenblick, ist es möglich, die Schaltstörungen herauszufiltern und nur bei echten Spannungsabfällen zu reagieren.
• Bezogen auf Fig. 9a wird, wenn die Amplitude bei V3 um mehr als die Schwelle (z. B. 50 mV) geringer als diejenige bei V2 ist, das bei V1 Gelesene mit demjenigen bei V2 verglichen. Wenn die Amplituden bei V1 und V2 nicht gleich sind, wird die Ermittlung als Störung zurückgewiesen, weil wegen der geringen Zeitdauer zwischen den Messungen (typischerweise ein Ein-Sekunden-Intervall) nicht erwartet wird, daß die Spannungen bei V1 und V2 differieren.
• Wenn von V4 zu V5 ein Spannungsabfall von mehr als 50mv (-dV Ermittlungsschwelle) ermittelt wird, wird die Spannung bei V6 genommen und mit derjenigen bei V4 verglichen. Wenn sie nicht mit dem früheren Spannungsabfall (von V4 zu V5) vereinbar ist, wird aus dem gleichen Grund die Ermittlung ignoriert.
• Nur ein echter Spannungsabfall von mehr als 50 mV, wie der in Fig. 9b gezeigte (von V8 zu V9), wird als eine wahre -dV Ermittlung behandelt, weil V7 und V8 die gleiche Amplitude haben und V10 ein Niveau hat, welches mehr als 50 mV geringer als das bei V8 ist.

Claims (18)

1. Batterielader mit:

einer Spannungsermittlungsschaltung (B1, B2) zum Überwachen der Spannung einer Batterie, welche geladen wird, und zum sequentiellen Liefern mehrerer Spannungswerte;

dadurch gekennzeichnet, daß ein Vergleicher (B9) vorgesehen ist, welcher so angeschlossen ist, daß er jeden Spannungswert (Vaver) mit einem vorhergehenden Spannungswert (Vmax) vergleicht, um dabei festzustellen, wenn eine Differenz zwischen einem laufenden Spannungswert (Vaver) der mehreren Spannungswerte, und dem vorhergehenden Wert (Vmax) besteht, welche einen Schwellwert (-dV) übersteigt; und

einem Detektor (B12, B13), welcher so angeordnet ist, daß er ein Ladeende-Ermittlungssignal ausgibt, wenn die Differenz vom Vergleicher (B9) festgestellt wurde, und wenn der vorhergehende Spannungswert (Vmax), welcher vom Vergleicher verwendet wurde, nicht den dem vorhergehenden Wert (Vmax) vorausgehenden Spannungswert (Vaver1) übertraf.

2. Batterielader nach Anspruch 1, bei welchem nach dem Spannungswert, bei welchem die Differenz festgestellt wurde, ein weiterer Spannungswert erzeugt wird, wobei der weitere Spannungswert mit dem vorhergehenden Spannungswert (Vmax) verglichen wird.

3. Batterielader nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Spannungsermittlungsschaltung einen Analog/Digital- Umsetzer (B1) und einen digitalen Filter (B2) zum Liefern von digitalen Spannungswerten aufweist.

4. Batterielader nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem mehrere Speicherregister (B3, B5, B6, B17) vorgesehen sind, welche der Reihe nach die mehreren Spannungswerte speichern.

5. Batterielader nach Anspruch 4, bei welchem die Speicherregister (B3, B5, B6, B17) in Reaktion auf ein Taktsignal so gesteuert werden, daß sie gespeicherte Spannungswerte von einem Register zum nächsten schieben.

6. Batterielader nach Anspruch 5, bei welchem die Inhalte eines ersten Speicherregisters (B3) und eines zweiten Speicherregisters (B5) der Speicherregister verglichen werden, wobei im zweiten Speicherregister (B5) der größere Wert der zwei als ein maximaler Spannungswert gehalten wird.

7. Batterielader nach Anspruch 6, bei welchem der Detektor so angeordnet ist, daß er den im zweiten Speicherregister (B5) gespeicherten Wert, und den in einem dritten Speicherregister (B6) der Speicherregister gespeicherten Wert ermittelt.

8. Batterielader nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher eine Vormeß- bzw. Messungsschaltung aufweist, welche so betrieben werden kann, daß sie feststellt, wenn ein Ladeendezustand erwartet wird.

9. Batterielader nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der vorhergehende Spannungswert ein maximaler Spannungswert ist.

10. Batterielader nach Anspruch 9, bei welchem erste Vergleichsmittel (B14) so angeschlossen sind, daß sie den laufenden Spannungswert mit der vorher bestimmten, in den Speichermitteln gespeicherten maximalen Spannung vergleichen, um festzustellen, ob die laufende Spannung größer als der maximale Spannungswert ist, wobei der laufende Wert dann der maximale Wert wird, wenn der laufende Wert größer als der maximale Wert ist, und die Vergleichsmittel (B10) so angeordnet sind, daß sie den neuen maximalen Wert mit mindestens einem vorhergehenden Spannungswert vergleichen, und den neuen maximalen Wert mit einem neuen laufenden Wert ersetzen, wenn der neue maximale Wert nicht im wesentlichen gleich dem mindestens einen vorhergehenden Wert ist.

11. Batterielader nach Anspruch 9 oder 10, bei welchem der Detektor (B12, B13) so angeordnet ist, daß er nur ein Ladeendesignal liefert, wenn der maximale Spannungswert im wesentlichen gleich ist wie mehrere unmittelbar vorhergehende Spannungswerte, welche von der Spannungsermittlungsschaltung ermittelt wurden, wobei die unmittelbar vorhergehenden Spannungswerte vor dem laufenden Spannungswert bestimmt werden.

12. Batterielader nach Anspruch 9, 10 oder 11, bei welchem der Detektor (B12, B13) mit vorbestimmter Häufigkeit festgestellt hat, daß die Differenz zwischen laufendem Wert und dem vorhergehenden Spannungswert den Schwellwert übertrifft.

13. Verfahren zum Ermitteln eines Spannungsabfalls beim Laden einer Batterie, bei welchem die Spannung einer Batterie überwacht wird, die geladen wird, und mehrere Spannungswerte sequentiell geliefert werden, und wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch die Schritte:

Vergleichen jedes Spannungswertes (Vaver) mit einem vorhergehenden Spannungswert (Vmax), um dabei festzustellen, wenn eine Differenz zwischen einem laufenden Spannungswert (Vaver) der mehreren Spannungswerte, und dem vorhergehenden Wert (Vmax) besteht, welche einen Schwellwert (-dV) übersteigt; und

Erzeugen eines Ladeendeermittlungssignals, wenn beim Vergleichen die Differenz festgestellt wurde, und wenn der vorhergehende Spannungswert (Vmax) nicht den Spannungswert (Vaver1) übersteigt, welcher dem vorhergehenden Wert (Vmax) vorausgeht.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem nach dem Spannungswert, bei welchem die Differenz festgestellt wurde, ein weiterer Spannungswert erzeugt wird, wobei der weitere Spannungswert mit dem vorhergehenden Spannungswert (Vmax) verglichen wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei welchem der vorhergehende Spannungswert ein maximaler Spannungswert ist.

16. Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem das Ladeendesignal nur erzeugt wird, wenn der maximale Spannungswert im wesentlichen gleich ist wie mehrere Spannungswerte, wobei die mehreren Spannungswerte vor dem laufenden Wert bestimmt werden.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, bei welchem das Laden beendet wird, wenn eine vorbestimmte Anzahl von Ladeendesignalen erzeugt wurde.

18. Verfahren nach Anspruch 15, 16 oder 17, welches die Schritte aufweist: Vergleichen des laufenden Spannungswerts mit einem vorher bestimmten maximalen Spannungswert, wobei der laufende Wert dann der maximale Wert wird, wenn der laufende Spannungswert größer als der maximale Spannungswert ist; und

Vergleichen des neuen maximalen Werts mit mindestens einem unmittelbar vorhergehenden Spannungswert, und wobei der neue maximale Wert mit einem neuen laufenden Wert ersetzt wird, wenn die neue maximale Spannung nicht im wesentlichen gleich ist wie der mindestens eine vorhergehende Wert.