BE1015619A5 - Volautomatische autonome en verplaatsbare laadinrichting voor natte batterijen daardoor gekenmerkt dat gebruik makend van een voor de door een elektrische machine te leveren laadstroom benodigde drijfkracht leverende verbrandingsmotor het starten en stoppen van vermelde motor automatisch kan gebeuren. - Google Patents

Abstract

Volautomatische autonome en verplaatsbare laadinrichting voor natte batterijen daardoor gekenmerkt dat gebruik makend van een voor de door een elektrische machine te leveren laadstroom benodigde drijfkracht leverende verbrandingsmotor het starten en stoppen van vermelde motor automatisch kan gebeuren. Waarbij het signaal voor het stoppen van vermelde motor uitgaat van door een vrij programmeerbare en vooraf opgestelde logica gecombineerde en omgezette metingen van toestandsparameters en van de aan de batterij geleverde laadstroom.

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   BESCHRIJVING Volautomatische autonome en verplaatsbare laadinrichting voor natte batterijen daardoor gekenmerkt dat gebruik makend van een voor de door een elektrische machine te leveren laadstroom benodigde drijfkracht leverende verbrandingsmotor het starten en stoppen van vermelde motor automatisch kan gebeuren. 



  TOEPASSINGSDOMEIN Onderhavige uitvinding vindt zijn toepassing in omstandigheden waarin uitrustingen, zijnde toestellen, motoren, inrichtingen, werktuigen die voor meestal industriële benuttiging op diverse plaatsen ingezet moeten worden en derhalve verplaatsbaar zijn uitgevoerd, van elektrische stroom moeten voorzien worden, en deze stroom van natte batterijen betrekken. Het mobiel zijn van de uitrusting is geen vereiste, maar moet in deze zin begrepen worden dat geen vaste aansluiting voor een stroombron voorhanden is, zodat de stroom dan door batterijen dient geleverd te worden. De betreffende batterijen zijn van het 12V of 24V type dat vooral in het automobiel verkeer courant gebruikt wordt. 



  De bovengenoemde batterijen zullen bij het leveren van stroom aan de bedoelde uitrustingen uiteraard ontladen, en moeten dus bijgeladen worden om hun werking te verzekeren. Het bijladen gebeurt met een laadinrichting die een aangeschakelde energiebron benut, zoals een elektriciteitsnet of een elektrische machine gekoppeld aan een krachtbron, om de batterij weer op te laden volgens een vooraf ingesteld laadpatroon, karakteristiek genoemd, die aangepast is aan het type batterij en een aantal omgevingsparameters zoals de laadtoestand van de batterij, de temperatuur, gebruiksomstandigheden en dies meer. Het niet respecteren van de ladingskarakteristiek heeft een negatieve invloed op de levensduur van de batterij. 



  Het is dus normaal dat van een automatisering van de ladingscyclus gebruik gemaakt wordt om een goede lading te bekomen en de levensduur van batterijen te verlengen. De meeste toestellen die op de markt zijn voldoen daaraan, op voorwaarde dat een aansluiting aan een vast elektriciteitsnet voorhanden is. Deze toestellen kunnen ingesteld worden op diverse karakteristieken naargelang het gebruik en het type batterij. 



  Wanneer daarentegen geen elektriciteitsnet voorhanden is om de primaire energievoorziening te verzorgen, wordt geredelijk een autonome eenheid ingezet, bijvoorbeeld een motorgroep bestaande uit een verbrandingsmotor met gekoppelde elektriciteitsgenerator. In de praktijk echter worden de voordelen van een laadinrichting die hetzij eveneens mobiel, hetzij geïntegreerd met de stroomverbruikende mobiele uitrusting is uitgevoerd, afgebouwd door het gebruik dat ervan gemaakt wordt op het terrein. Zeer vaak zorgen de werkomstandigheden ervoor dat het bij-   laden van de batterijen niet op de goede manier gebeurt : wordt de ladingscy-   clus ingekort en geïntensifieerd om tijd te winnen, of bijvoorbeeld te lang aangehouden omdat niemand aanwezig is om de inrichting af te zetten, wat op termijn tot definitieve beschadiging van de batterij leidt. 



  Specifiek voor het gebruik van een automatische laadinrichting is de moeilijkheid het starten en stoppen van de primaire energiebron op het geschikte ogenblik te laten gebeuren. De meeste batterijladers starten op basis van een meting van de resterende spanning op de batterij. De ladingscyclus wordt dan aangevat en volledig afgewerkt, meestal op tijdsbasis. De praktijk wijst echter uit dat dit op termijn nadelig is voor de batterij. Bovendien wordt ondertussen op een oneconomische manier energie verbruikt. Onderhavige uitvinding vermijdt dit door de stroom te 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 meten die aan de batterij geleverd wordt, en deze meting in relatie tot de geëigende fase van de karakteristiek te gebruiken om de lader stil te leggen.

   Het stilleggen van de motor hangt dus niet af van het al of niet geladen zijn van de batterij, maar wel van de intensiteit van de laadstroom, waarbij bovendien rekening gehouden wordt met eventuele wisselende belastingen die op dat ogenblik door een gebruiker aan de batterij worden opgelegd. 



  De onderhavige uitvinding is dus een middel om de werking van een autonome laadinrichting uitgerust met een verbrandingsmotor zodanig te in te richten dat, door toevoeging van een aangepaste sturing aan een in het domein gangbare ladingsproces, onder de heersende werkingsomstandigheden een optimale ladingscyclus voor natte batterijen kan bereikt worden zodanig dat door het vermijden van onoordeelkundige en voor de batterij nadelige tussenkomsten in de ladingscyclus niet enkel technische maar ook economische voordelen behaald worden. 



  WERKING Het principe van onderhavige uitvinding kan aan de hand van het schema in figuur 1 verduidelijkt worden. 



  De batterij (ref.B) die de door de afnemer (ref.C) te benutten stroom levert wordt middels een kabel (ref.6) verbonden met een elektrische machine   (ref. 1)   die de laadstroom levert en op haar beurt gekoppeld is aan een verbrandingsmotor (ref.2) voor het leveren van de nodige drijfkracht. De elektrische machine (ref.l) wordt gestuurd door een meet- en regeleenheid (ref. 3) in die zin dat afgaande op meetsignalen die in de stroomkring opgenomen worden, de elektrische machine in de tijd een laadstroom met afgestemde intensiteit, spanning en duur aflevert overeenkomstig de vooropgestelde ladingskarakteristiek.

   De verbrandingsmotor (ref.2) van zijn kant wordt gestuurd door een tweede meet- en regeleenheid   (re±4)   in die zin dat het starten, de werkingsduur en het stoppen van de motor in afstemming gebeurt met de werking van de elektrische machine en met de laadtoestand van de batterij. 



  Een mogelijke opbouw van de onderhavige uitvinding wordt voorgesteld op figuur 2. 



  Als elektrische machine wordt een alternator (ref.l) voorgesteld die is uitgerust met een aangepaste stuureenheid (ref. 3 in fig.l), gemeenzaam de regulator genoemd, voor het regelen van de stroom- en spanningscomponenten van de karakteristiek. De spanningen die de alternator (ref.l) levert liggen in de grootte van 12 V, en de gelijkstroom die door de alternator geleverd wordt kan de orde van 100 A bereiken gedurende een bepaalde tijd. De stuureenheid (ref. 3 in fig. 1), die normaal bij de alternator hoort, en er als dusdanig een functioneel geheel mee vormt, regelt het verloop in de tijd van deze spanning en stroom en gebruikt daarvoor onder meer de laadspanning en een ingebouwde en regelbare klok als parameters. 



  Als verbrandingsmotor wordt een dieselmotor (ref.2) voorgesteld die aan een constant vooraf ingesteld toerental draait, en gevoed wordt uit een al of niet ingebouwd brandstofreservoir (niet in de figuren opgenomen). De motor (ref.2) is mechanisch met de alternator   (ref.l)   verbonden en drijft deze aan. De aansturing van de motor beperkt zich tot signalen nodig voor het starten en stilleggen van de motor, signalen die gegenereerd worden door de programmeerbare meet- en regeleenheid (ref. 4 in fig.l), in deze uitvinding gerealiseerd met behulp van een PLC. Deze eenheid gebruikt onder meer als ingangssignalen de spanning op de batterij en de laadstroom naar de batterij, en heeft daarnaast nog een aantal bewakingsfuncties zoals de noodstop, de temperatuursbewaking, de oliedruk in de motor.

   De logica in 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 de voornoemde PLC houdt ook rekening met de door de bediener te maken keuze tussen automatische en manuele bediening van de inrichting. 



  Beide regeleenheden (ref. 3 en ref.4 in,fig.1) zijn samen ondergebracht in een bedieningskast (ref.5). Het geheel van de inrichting, te weten de bedieningskast, motor en alternator is gemonteerd in een opbouw die omgeven wordt door een van afneembare panelen (niet in de figuren opgenomen) voorziene geluidswerende gesloten kast (ref.7). De batterij (ref. B in fig.l), die geen deel uitmaakt van de inrichting, dient extern middels een daartoe voorziene en bij de inrichting behorende elektrische kabel (ref.6) aangesloten te worden. 



  De werking van de laadinrichting kan als volgt uitgelegd worden. 



  Indien gekozen werd voor een volautomatische bedrijf zal de laadinrichting zichzelf in werking stellen als aan de te laden batterij een spanning gedetecteerd wordt die beneden een vooraf ingestelde waarde ligt, bijvoorbeeld 11,8 V. Het zij vermeld dat de inrichting zichzelf niet in werking stelt als geen batterij aangesloten ligt, omdat de voor de startmotor nodige stroom geleverd wordt door de resterende lading in de te laden batterij. De aldus automatisch gestarte motor drijft de alternator aan die de laadstroom levert om de batterij op te laden. Als bij het doorlopen van de ladingscyclus die opgenomen is in de sturing van de alternator op een bepaald ogenblik een laadstroom gedetecteerd wordt die onder een bepaalde waarde zakt, bijvoorbeeld 10 A, wordt de motor automatisch stilgelegd. 



  Indien gekozen werd voor een manuele bediening dient de motor met een manuele ingreep gestart of gestopt te worden, in dit geval door het bedienen van een startknop respectievelijk stopknop. Als de motor door een manuele bediening in werking gesteld werd zal de ladingscyclus overeenkomstig de hierboven in automatisch bedrijf beschreven werking aanvangen en uitgevoerd worden, maar de motor zal niet automatisch stilvallen zoals in automatisch bedrijf, tenzij een van de ingebouwde op bedrijfszekerheid gerichte foutbewakingen daartoe aanleiding geeft, bijvoorbeeld een te lage oliedruk. Een tekort aan brandstof zal de motor doen stilvallen zonder meer. 



  Alle in de uitvinding gebruikte onderdelen zijn in de handel verkrijgbare componenten en specifiek aan onderhavige uitvinding is de combinatie gevormd door deze voornoemde componenten, de keuze en waardering van te meten grootheden, en de logische verwerking van de voornoemde grootheden naar sturingssignalen voor het werkingsproces. 



  De onderhavige uitvinding is niet beperkt tot de in de tekst beschreven en in de figuren voorgestelde uitvoeringsvorm, maar kan in verschillende uitvoeringsvormen verwezenlijkt worden zonder buiten het kader van de conclusies te treden

Claims (3)

1. CONCLUSIES Onderhavige uitvinding maakt aanspraak op volgende specifieke elementen: 1. Laadinrichting voor natte batterijen uitgevoerd in een verplaatsbaar, geïn- tegreerd en autonoom werkend samenhangend afgeschermd geheel waarbij ge- bruik wordt gemaakt van een verbrandingsmotor voor het leveren van de drijfkracht nodig voor een elektrische machine die een volgens een bepaalde karakteristiek verlopende laadstroom levert voor het bijladen van de batte- rijen, daardoor gekenmerkt dat, gegeven dat van de mogelijkheid de inrichting manueel of automatisch te bedienen gekozen werd voor automatische bedie- ning met daaruit volgend een volautomatische werking van de inrichting, waaronder deze en volgende conclusies moeten verstaan worden, het starten en stoppen van voornoemde motor volautomatisch kan gebeuren,

   in die zin dat het stoppen van de motor in hoofdzaak bepaald wordt door de waarde van de aan de batterij geleverde laadstroom.
2. 2. Laadinrichting voor natte batterijen, zoals onder conclusie 1. hierboven, daar- door gekenmerkt dat de signalen nodig het automatische starten en stoppen van de motor gegenereerd worden door een programmeerbare logische meet-- en regeleenheid, in die zin dat gemeten werkingsparameters van de inrichting mede met behulp van een op basis van een vrij programmeerbare vooraf opge- stelde logica werkend toestel gecombineerd en omgezet worden in voornoemde signalen.
3. 3. Laadinrichting voor natte batterijen, zoals onder conclusie 2. hierboven, daar- door gekenmerkt dat de inrichting kan werken terwijl een stroomafname plaatsvindt aan de batterij, in die zin dat het laden van de batterij op de be- doelde optimale wijze kan doorgaan zelfs als ondertussen door een stroomge- bruiker een wisselende stroomafname aan de batterij opgelegd wordt.