DE1149792B

DE1149792B - Charger for accumulators

Info

Publication number: DE1149792B
Application number: DEST14931A
Authority: DE
Inventors: Max Joachim Balkow
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1959-03-25
Filing date: 1959-03-25
Publication date: 1963-06-06

Description

Ladeeinrichtung für Akkumulatoren Im Hauptpatent 1118 329 ist eine elektrische Ladeeinrichtung zur gleichmäßigen Ladung von mehreren Akkumulatoren unterschiedlichen Ladungszustandes und/oder unterschiedlicher Größe unter Verwendung eines spannungsgeregelten und mehrerer ungeregelter Gleichrichtergeräte beschrieben, bei der jedem Akkumulator ein ungeregeltes Gleichrichtergerät zugeordnet ist, über das er geladen wird, und daß kurz vor Erreichen der Gasungsspannung eines Akkumulators das entsprechende ungeregelte Gleichrichtergerät durch ein Spannungsrelais parallel zu dem gemeinsamen spannungsgeregelten Gleichrichtergerät geschaltet wird und bei Unterschreiten eines bestimmten Ladestromes das entsprechende ungeregelte Gerät durch ein Minimalstromrelais abgeschaltet wird.Charging device for accumulators The main patent 1118 329 describes an electrical charging device for the uniform charging of several accumulators of different charge states and / or different sizes using one voltage-regulated and several unregulated rectifier devices, in which each accumulator is assigned an unregulated rectifier device via which it is charged, and that shortly before the gassing voltage of an accumulator is reached, the corresponding unregulated rectifier device is switched by a voltage relay in parallel to the common voltage-regulated rectifier device and when the charge current falls below a certain level, the corresponding unregulated device is switched off by a minimum current relay.

Gemäß der Erfindung wird dieses Ladeverfahren dadurch weiter verbessert, vor allem verkürzt, daß gegen Ende der Ladung ein weiteres Gleichrichtergerät (Zusatzgleichrichter) automatisch in Reihe zu dem geregelten Gerät geschaltet wird. Dadurch werden gegen Ende der Ladung die Akkumulatoren mit erhöhter Spannung geladen.According to the invention, this charging method is further improved by Above all, it shortens the need for another rectifier device (additional rectifier) towards the end of the charge. is automatically switched in series with the controlled device. This will be against At the end of the charge, the accumulators are charged with increased voltage.

In Fig. 1 ist die Kennlinie einer Ladeeinrichtung zur Ladung von Bleiakkumulatoren gemäß der Erfindung dargestellt. Zunächst wird eine an die Ladeeinrichtung angeschlossene Batterie durch das ungeregelte Gerät entsprechend der Kennlinie A bis zur Spannung von z. B. 2,35 V pro Zelle (Punkt B) geladen. Dann wird automatisch das geregelte Gerät (mit der Kennlinie C) parallel geschaltet und damit die Spannung an der Batterie auf 2,4 V pro Zelle konstant gehalten. Wenn der Strom des geregelten Gerätes auf einen bestimmten Wert gesunken ist, wird das ungeregelte Gerät abgeschaltet. Der Ladestrom sinkt nun bei konstanter Ladespannung weiter. Wenn er z. B. auf 20 % des 5stündigen Entladestromes der Batterie gesunken ist, wird gemäß der Erfindung in Reihe zu dem geregelten Gerät automatisch ein weiteres Gerät geschaltet. Die Spannung der Batterie steigt nun mit fallendem Strom wieder an. wodurch die Ladezeit verkürzt wird (Teil D der Kennlinie in Fig. 1).In Fig. 1 is the characteristic of a charging device for charging lead-acid batteries shown according to the invention. First, a connected to the charging device Battery through the unregulated device according to the characteristic A up to the voltage from Z. B. 2.35 V per cell (point B) charged. Then the regulated one is automatically Device (with characteristic curve C) connected in parallel and with it the voltage on the battery kept constant at 2.4 V per cell. When the current of the regulated device on If a certain value has fallen, the uncontrolled device is switched off. Of the The charging current continues to drop if the charging voltage remains constant. If he z. B. to 20% of the 5 hour discharge current of the battery has decreased, according to the invention in In series with the controlled device, another device is automatically switched. The voltage the battery now rises again as the current falls. which shortens the loading time (part D of the characteristic curve in Fig. 1).

In Fig. 2 ist teilweise als Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel der Ladeeinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Mit 1 ist der ungeregelte Gleichrichter bezeichnet, der zunächst die Batterie 2 bis zur Spannung von 2,35 V pro Zelle lädt. Dann wird durch den Schützkontakt 3 über das Ventil 4 das auf 2,4 V pro Zelle geregelte Gerät 5 parallel geschaltet. Gleichzeitig fließt von dem Zusatzgerät 6 gemäß der Erfindung ein Strom über den Widerstand 7 und das Ventil 4. Dieser Strom ist durch den Widerstand 7 so eingestellt, daß sein Wert 20 % des 5stündigen Entladestromes der Battterie beträgt.An exemplary embodiment is shown in FIG. 2, partly as a block diagram the charging device according to the invention shown. With 1 is the unregulated rectifier which initially charges the battery 2 up to a voltage of 2.35 V per cell. Then the contactor contact 3 regulates the valve 4 to 2.4 V per cell Device 5 connected in parallel. At the same time flows from the additional device 6 according to FIG Invention a current through the resistor 7 and the valve 4. This current is through set the resistor 7 so that its value is 20% of the 5-hour discharge current the battery is.

Schließlich wird durch den Kontakt 8 der Gleichrichter 1 abgeschaltet. Wenn der vom Gerät 5 an die Batterie fließende Ladestrom den Wert des Kurzschlußstromes von Gerät 6 über den Widerstand 7 und das Ventil 4 unterschreitet, sperrt das Ventil. Das Zusatzgerät, das in diesem Beispiel ebenfalls als spannungsgeregeltes Gerät ausgeführt ist, liegt dann in Reihe mit dem geregelten Gerät 5 an der Batterie 2. Durch den Spannungsabfall am Widerstand 7 steigt die Ladespannung an der Batterie mit kleiner werdendem Strom an. Die durch das Ventil 4 automatisch bewirkte Reihenschaltung derGleichrichtergeräte kann auch durch entsprechende, messende Relais durchgeführt werden.Finally, the rectifier 1 is switched off by the contact 8. When the charging current flowing from the device 5 to the battery equals the value of the short-circuit current of device 6 via resistor 7 and valve 4 falls below, the valve blocks. The additional device, which in this example is also a voltage-regulated device is carried out, is then in series with the regulated device 5 on the battery 2. The voltage drop across the resistor 7 increases the charging voltage on the battery with decreasing current. The series connection automatically effected by the valve 4 the rectifier devices can also be carried out by appropriate, measuring relays will.

Die Verwendung eines geregelten Gerätes als Zusatzgerät 6 hat den Vorteil, daß mehrere ungeregelte Gleichrichter 1, i a usw. mit den beiden geregelten Geräten zusammenarbeiten können. Es braucht dann nur der jedem Ladekreis zugeordnete Widerstand 7, 7a usw. entsprechend bemessen zu werden. Die übrigen Elemente der Ladekreise sind gleich. Sie sind in Fig. 2 für den dargestellten zweiten Kreis mit den gleichen Bezugszahlen, denen der Buchstabe a hinzugefügt wurde, bezeichnet wie die Elemente des beschriebenen ersten Kreises.The use of a regulated device as an additional device 6 has the Advantage that several unregulated rectifiers 1, i a, etc. with the two regulated Devices can work together. Then only the one assigned to each charging circuit is required Resistance 7, 7a, etc. to be sized accordingly. The remaining elements of the Charge circles are the same. They are shown in Fig. 2 for the second circle with the same reference numerals to which the letter a has been added denotes as the elements of the first circle described.

Für Bleiakkumulatoren ist eine Erhöhung der Ladespannung über 2,4 V pro Zelle erst dann zulässig, wenn der Ladestrom auf etwa 20 % des Wertes des 5stündigen Entladestromes gesunken ist. Aus diesem Grund müssen die Widerstände 7, 7a usw. so gewählt werden, daß im Kurzschlußfall, d. h. wenn das Zusatzgerät über den Widerstand und das Ventil kurzgeschlossen ist, ein Strom dieser Größe fließt.For lead-acid batteries, an increase in the charging voltage above 2.4 V per cell is only permissible when the charging current drops to around 20% of the value of the 5 hour discharge current has decreased. Because of this, the resistors must 7, 7a etc. are chosen so that in the event of a short circuit, i. H. if the accessory about the resistance and that Valve is shorted to a current this size flows.

Die Verluste in den Widerständen sind relativ klein. Sie betragen z. B. bei einer 160-Ah-Fahrzeugbatterie mit 40 Zellen bei Beginn der Zusatzladung 77 W. Die Ladeleistung für diese Batterie ist 3072 W bei Ladung mit 2,4V pro Zelle und einem Strom, der die Größe des fünfstündigen Entladestromes hat.The losses in the resistors are relatively small. They amount to z. B. with a 160 Ah vehicle battery with 40 cells at the beginning of the additional charge 77 W. The charging power for this battery is 3072 W when charged with 2.4V per cell and a current that is the size of the five-hour discharge current.

In Fig. 3 ist ein weiters Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die ungeregelten Gleichrichter sind wieder mit 1, 1 a bezeichnet, die Schützkontakte mit 3, 3 a und die Ventile, über die das geregelte Gerät 5 an die Batterie 2, 2 a angeschlossen wird, mit 4, 4a. An Stelle des gemeinsamen Zusatzgerätes 6 in dem Beispiel der Fig. 2 sind hier getrennte Gleichrichter 9, 9 a vorgesehen. Sie werden über die Drosseln 10, 10 a aus Sekundärwicklungen 11, 11 a eines gemeinsamen Transformators mit der Primärwicklung 12 mit Wechselstrom versorgt. Die Spannung an der Primärwicklung kann vorzugsweise konstant gehalten werden, wodurch die Ladeeinrichtung unempfindlich gegen Spannungs- und Frequenzschwankungen des Netzes wird.In Fig. 3, a further embodiment of the invention is shown. The unregulated rectifiers are again labeled 1, 1 a, the contactor contacts 3, 3 a and the valves via which the regulated device 5 is connected to the battery 2, 2 a, 4, 4 a . Instead of the common additional device 6 in the example of FIG. 2, separate rectifiers 9, 9 a are provided here. They are supplied with alternating current via the chokes 10, 10 a from secondary windings 11, 11 a of a common transformer with the primary winding 12. The voltage on the primary winding can preferably be kept constant, as a result of which the charging device becomes insensitive to voltage and frequency fluctuations in the network.

Die Zusatzgeräte dieses Ausführungsbeispiels besitzen auf Grund der Spannungsabfälle der Brückengleichrichter, Drosseln und des Transformators eine fallende Kennlinie, die nach dem Zuschalten den gewünschten Anstieg der Kennlinie (Teil D in Fig. 1) hervorrufen. Als Zusatzgerät kann aber auch ein einfaches Gleichrichtergerät mit fallender Kennlinie verwendet werden.The additional devices of this embodiment have due to the Voltage drops of the bridge rectifiers, chokes and the transformer falling characteristic, which after switching on the desired increase in the characteristic (Part D in Fig. 1). A simple rectifier device can also be used as an additional device can be used with a falling characteristic.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, als Zusatzgerät mit fallender Kennlinie den zunächst die Ladung allein durchführenden, ungeregelten Gleichrichter zu verwenden, dessen Kennlinie gegebenenfalls entsprechend umgeschaltet wird. Wenn mehrere ungeregelte Gleichrichter mit einem geregelten Gerät zusammenarbeiten sollen, kann ein ungeregelter Gleichrichter auch so umgeschaltet werden, daß er als Zusatzgerät mit konstanter Spannung verwendet werden kann.Another embodiment of the invention is as an additional device with a falling characteristic curve, the unregulated ones that initially carry out the charge alone To use a rectifier whose characteristic is switched accordingly if necessary will. When several unregulated rectifiers work together with one regulated device should, an unregulated rectifier can also be switched so that it Can be used as an auxiliary constant voltage device.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Electrical charging device for uniform charging of several accumulators of different state of charge and / or different sizes using one voltage-regulated and several unregulated rectifier devices, in which each accumulator is assigned an unregulated rectifier device via which it is charged and shortly before reaching the gassing voltage one is the accumulator the appropriate unregulated rectifier unit switched by a voltage relay in parallel to the common voltage-controlled rectifier device and falls below a certain charging current, the corresponding unregulated power is turned off by a Minirnalstromrelais according to Patent 1118 329, data characterized by that the end of the load a further rectifier device (Additional rectifier) is automatically connected in series with the controlled device.

2. Charging device according to claim 1, characterized in that the additional device is a voltage-regulated Rectifier device is designed and via a resistor to the accumulator is connected.

3. Charging device according to claim 1, characterized in that that the additional rectifier is designed as a rectifier device with a falling characteristic is.

4. Charging device according to claim 1 to 3, characterized in that as an additional rectifier the unregulated rectifier device that initially carries out the charge alone is used will.

5. Loading device according to claim 1 to 4, characterized in that several unregulated devices with two devices connected in series at the end of the charge (regulated Rectifier and additional rectifier) work together.

6. Charging device according to Claim 1 to 5, characterized in that the regulated rectifier device via a valve is connected to the accumulator. Considered publications: German Auslegeschrift L 11435 VIIIb / 21c (published on June 21, 1956).