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Die
Erfindung betrifft ein Lade- und Prüfgerät für eine elektrische Batterie.
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In
verschiedenen Bereichen werden elektrische Batterien benötigt, wobei
exemplarisch auf den Gesundheitsbereich hingewiesen sei. Dort werden
z. B. in Rollstühlen
wieder aufladbare Batterien (Akkumulatoren) benötigt, um das Gerät betriebsbereit
zu halten. Gerade im Gesundheitsbereich kann es signifikante Konsequenzen
haben, wenn die Batterie versagt.
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Zum
zuverlässigen
Aufladen derartiger Batterien sind Ladegeräte bekannt, mit denen Batterien bei
Bedarf aufgeladen werden können.
Diese Geräte sind
häufig
auch dazu ausgerüstet,
den Ladezustand der Batterie erkennen zu können, um Aussagen über den
Zustand der Batterie machen zu können.
Es sei beispielsweise auf die
US
6,324,042 B1 , auf die
EP 1 111 705 A1 , auf die
JP 5917 3781 A , auf die
JP 11271408 A und
auf die
JP 0712 8417
A hingewiesen.
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Um
das Ladegerät
selber, mit dem die Batterie aufgeladen werden kann, prüfen zu können, sind ebenfalls
Lösung
vorbekannt. Analysegeräte,
mit denen Ladespannungen und -ströme registriert werden können, sind
beispielsweise in der WO 01/53846 A1, in der
EP 1056181 A2 , in der US 2003/0016048
A1, in der
US 6,198,302
B , in der WO 2005/052617 A1 in der
JP 0321 0487 A und in der
JP 2001 091606 A beschrieben.
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Aus
der
DE 296 21 472
U1 ist ein Batteriesimulator bekannt, der zum Test von
Ladegeräten dient.
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In
der praktischen Anwendung hat sich herausgestellt, dass mitunter
beim Einsatz vorbekannter Systeme ein relativ hoher Aufwand getrieben
werden muss, um einerseits eine Batterie stets richtig und schonend
aufzuladen und andererseits sicherzustellen, dass sich das System,
bestehend aus Batterie und ihrem Ladegerät, in einwandfreiem Zustand
befindet. Mitunter können
Störungen
am Ladegerät
erst festgestellt werden, wenn sich im Betrieb des elektrischen
Geräts
Probleme ergeben, so dass man in diesem Zusammenhang feststellt,
dass das Ladegerät nicht
mehr voll funktionsfähig
ist.
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Der
für eine
zuverlässige
Untersuchung des Systems, bestehend aus Batterie und ihrem Ladegerät, zu treibende
Aufwand steigert sich nochmals erheblich, wenn an die Vielzahl unterschiedlicher
Batterien und Ladegeräte
gedacht wird, die für
die verschiedenen Anwendungen benötigt werden.
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Besonders
problematisch ist die Situation, wenn die Prüfung des Systems von Nicht-Fachleuten,
also insbesondere von Laien, vorgenommen werden muss, was infolge
der für
den Einsatz von Fachpersonal benötigten
Kosten oft die einzige Möglichkeit
ist.
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Der
Erfindung liegt im Lichte dessen die Aufgabe zugrunde, ein Lade- und Prüfgerät zur Verfügung zu
stellen, das in besonders einfacher Weise nicht nur eine Aufladung
einer Batterie und eine Prüfung
derselben ermöglicht,
sondern auch das für
die Batterie vorgesehene Ladegerät überprüft.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe durch die Erfindung zeichnet sich durch ein Lade-
und Prüfgerät aus, das
aufweist:
- – einen
Anschluss zum Anschließen
des Lade- und Prüfgeräts an eine
elektrische Versorgungsquelle,
- – einen
Anschluss zum Anschließen
der elektrischen Batterie,
- – einen
Anschluss zum Anschließen
eines elektrischen Ladegeräts
zum Aufladen der elektrischen Batterie,
- – Mittel
zum gesteuerten bzw. geregelten Laden der über den Anschluss angeschlossenen
elektrischen Batterie,
- – Mittel
zum gesteuerten bzw. geregelten Entladen der über den Anschluss angeschlossenen elektrischen
Batterie über
einen im Lade- und Prüfgerät enthaltenden
Widerstand,
- – Mittel
zum Messen und/oder Protokollieren der beim Laden und/oder Entladen
der elektrischen Batterie vorliegenden elektrischen Parameter und
- – Mittel
zum Messen und/oder Protokollieren der elektrischen Parameter des über den
Anschluss angeschlossenen Ladegeräts.
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Die
Erfindung stellt damit ein multifunktionelles Gerät zur Verfügung, das
nicht nur in der Lage ist, eine wiederaufladbare Batterie zu laden
und zu prüfen,
sondern es auch ermöglicht,
unmittelbar das Ladegerät
zu testen, das für
die Aufladung der Batterie vorgesehen ist. Damit kann vor Ort, beispielsweise
in einem Altenheim, in dem eine Anzahl von elektrischen Rollstühlen zu
warten ist, das gesamte System, bestehend aus Batterie und ihrem
Ladegerät,
in einfacher Weise geprüft
werden.
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Der
integrierte Entlade-Widerstand ermöglicht auch eine eingehende
Wartung und Überprüfung der
Batterie, ohne, dass dafür
ein weiterer apparativer Aufwand nötig wäre.
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Dabei
ist gemäß einer
ersten Weiterbildung vorgesehen, dass die Elemente des Lade- und
Prüfgeräts in einem
kompakten Gehäuse
angeordnet sind. Die erleichtert die Handhabung wesentlich.
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Ferner
kann vorgesehen werden, dass der Anschluss zum Anschließen von
elektrischen Batterie und Ladegeräten mit einer automatischen
Polumschaltung verbunden ist. Dies ist insbesondere bei der Benutzung
durch Laien ein sehr hilfreiches Merkmal, da damit ein falsches
Anschließen
von Batterie und Ladegerät
an das Prüfgerät keine
negativen Folgen hat.
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Bevorzugt
sind Mittel zur Messung des elektrischen Stroms und der elektrischen
Spannung an der Batterie und/oder am Ladegerät zum Aufladen der elektrischen
Batterie und/oder am Widerstand vorgesehen.
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Die
vorgesehenen Mittel zum Messen und/oder Protokollieren der beim
Laden und/oder Entladen der elektrischen Batterie vorliegenden elektrischen
Parameter sind bevorzugt zur graphischen Anzeige oder Ausgabe der Messwerte
ausgebildet. Entsprechend ist es vorteilhaft, wenn die Mittel zum Messen
und/oder Protokollieren der elektrischen Parameter des über den
Anschluss angeschlossenen Ladegeräts zur graphischen Anzeige
oder Ausgabe der Messwerte ausgebildet sind.
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Um
das vorgeschlagene Lade- und Prüfgerät für eine große Vielzahl
von unterschiedlichen Arten und Typen von Batterien und Ladegeräten tauglich
zu machen und dies mit einer einfachen Bedienung zu ermöglichen,
sind gemäß einer
Weiterbildung Eingabemittel zum Eingeben des Typs und/oder der Art
der an den Anschluss angeschlossenen Batterie vorgesehen; ferner
können
Eingabemittel zum Eingeben des Typs und/oder der Art des an den
Anschluss angeschlossenen Ladegeräts vorgesehen werden.
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Bevorzugt
ist vorgesehen, dass das Lade- und Prüfgerät zum Anschluss von Batterien
von 1,2 bis 24 V ausgelegt ist. Es kann weiterhin zum Anschluss
von Ladegeräten
mit Ladespannungen von 1,2 bis 24 V ausgelegt sein. Ferner kann
es zum Anschluss von Ladegeräten
mit Ladeströmen
bis zu 10 A ausgelegt werden. Es ist schließlich bevorzugt zum Laden der über den
Anschluss angeschlossenen Batterie mit Ladeströmen bis zu 10 A und mit Ladespannungen
bis zu 32 V ausgelegt.
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Schließlich kann
vorgesehen werden, dass das Lade- und Prüfgerät zum Entladen einer über den
Anschluss angeschlossenen Batterie über den Widerstand mit einem
Entladestrom bis zu 10 A ausgelegt ist.
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Mit
dem vorgeschlagenen Lade- und Prüfgerät kann ein
Prüfen
von Kleinspannungsnetzgeräten und
von Ladegeräten
mit und ohne Temperaturüberwachung
erfolgen, weiterhin können
Laderegler aller Art, Gleich- und Drehstromlichtmaschinen und Akkumulatoren
in einem weiten Bereich von Spannungen und Strömen geladen bzw. geprüft werden.
Der Prüf- und
Ladespannungsbereich kann bis zu einer Normspannung von 48 V und
der Lade- und Entladestrom kann bis 40 A erweitert werden. Es ist
ein Erlernen der zur Prüfung
von Ladegeräten
notwendigen Arbeitspunkte möglich,
eine Aufnahme von Betriebsabläufen,
ein Simulieren von aufgenommen oder festgelegten Betriebsabläufen und
ein Vergleichen mit aufgenommen oder festgelegten Betriebsabläufen. Ferner
erfolgt auch ein Protokollieren der Lade- u. Prüfvorgänge.
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Die
bevorzugten Anwendungsgebiete sind die Medizin- und Altentechnik,
insbesondere die Orthopädie,
ferner die Kfz-Technik, der Modellbau sowie die Fotovoltaik und
Windkraft-Kleinanlagen. Dabei geht es insbesondere um ein Lade-
und Prüfgerät für die Batterie
einer Vorrichtung zur Kranken- und/oder
Altenpflege.
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Es
erfolgt eine menügeführte Bedienung
und eine Anzeige über
ein LCD-Display
mit fest zugeordneten Tasten mit Blättern nach oben und unten und einer Übernahmemöglichkeit
vorgeschlagener Eingaben.
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Es
ist in vorteilhafter Weise nicht nötig, einzelne Lade- und Prüfgeräte für die einzelnen
Systeme zu beschaffen. Ein einziges erfindungsgemäßes Gerät reicht
aus für
eine Vielzahl z. B. von Elektrorollstühlen, Personenliftern, Badewannenliftern
etc. Damit können
in erheblichem Maße
Kosten reduziert werden.
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Mit
dem vorgeschlagenen Gerät
können
vorzugsweise Ladegeräte
von 1,2 bis 24 V bis 10 A überprüft werden
und deren Eignung für
die entsprechenden Akku-Typen (Gel-Akku, Blei-Akku, Ni-Cd-Akku,
Ni-MH-Akku, etc.) festgestellt werden.
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Akkus
im bevorzugten Spannungsbereich zwischen 1,2 und 24 V können also
geprüft
werden. Weiterhin kann festgestellt werden, welche tatsächliche
Kapazität
im Akku gespeichert ist bzw. welche tatsächliche Kapazität in den
Akku geladen wurde.
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Alle
Prüf- und
Ladevorgänge
können
protokolliert werden, wodurch die Funktionsfähigkeit der Geräte dokumentiert
werden kann.
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Eine
Fehlersuche kann damit erheblich vereinfacht und diese damit verkürzt werden.
Schäden durch
defekte Ladegeräte
können
somit verhindert werden. Der Reparaturaufwand lässt sich entsprechend vermindern.
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Die
Ersatzbeschaffung fehlerhafter Teile kann wesentlich vereinfacht
werden, da eine eindeutige Feststellung des Mangels möglich ist.
Ebenfalls können
die Kosten für
Gewährleistungsaufwendungen
entsprechend reduziert werden.
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Kosten
spart es auch, dass es nicht mehr – wie bislang – nötig ist,
Akkumulatoren und Ladegeräte
auf Verdacht auszutauschen.
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Die
Prüfung
kann durch Laien und mit geringem Personalaufwand erfolgen.
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In
der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt. Es zeigen:
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1 schematisch
das Lade- und Prüfgerät mit angeschlossener
Batterie und angeschlossenem elektrischen Ladegerät und
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2 einen
elektrischen Schaltplan des Lade- und Prüfgeräts.
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In 1 ist
ein Lade- und Prüfgerät 1 zu
sehen, das vorliegend drei Anschlüsse 3, 5 und 6 aufweist.
Der Anschluss 3 dient zum Anschluss des Geräts 1 an
eine elektrische Versorgungsquelle 4 (Stromnetz), der Anschluss 5 dient
zum Anschließen einer
elektrischen Batterie 2 (Akkumulator oder „Akku") und der Anschluss 6 schließlich zum
Anschließen
eines elektrischen Ladegeräts 7,
das zum Aufladen der Batterie 2 vorgesehen ist.
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Das
Lade- und Prüfgerät kann natürlich auch ohne
angeschlossene Batterie nur die Prüfung des Ladegeräts genutzt
werden.
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In
der Figur ist dargestellt, dass hier bereits die Batterie 2 und
das Ladegerät 7 an
das Lade- und Prüfgerät 1 angeschlossen
ist.
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Im
Lade- und Prüfgerät 1 sind
Mittel 8 zum Laden der elektrischen Batterie 2 vorgesehen.
Hiernach ist es möglich, über die
elektrische Versorgungsquelle 4, also über das Stromnetz, die Batterie 2 aufzuladen;
das Ladegerät 7 ist
hierfür
also nicht zwingend.
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Ferner
sind Mittel 9 zum Entladen der elektrischen Batterie 2 vorgesehen,
wozu im gegebenen Falle die Mittel 9 eine elektrische Verbindung
der Batterie 2 zu einem Entladewiderstand 10 herstellen,
mit dem die Batterie 2 kontrolliert entladen werden kann.
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Mittel 11 und
Mittel 12 dienen zum Messen und/oder zum Protokollieren:
Die Mittel 11 messen bzw. protokollieren den Lade- und/oder
Entladevorgang der Batterie 2, wobei die entsprechenden
Ströme
und Spannungen beobachtet werden, woraus auch auf den Ladezustand
der Batterie 2 geschlossen werden kann. Die Mittel 12 messen
bzw. protokollieren die elektrischen Parameter (Strom I, Spannung
U) des angeschlossenen Ladegeräts 7,
um dieses zu prüfen.
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Die
Einstellung des Lade- und Prüfgeräts 1 auf
eine bestimmte Batterie 2 bzw. auf ein bestimmtes Ladegerät 7 erfolgt
mittels Eingabemitteln 21 (Vorgabe des Typs und der Art
der Batterie 2) bzw. mit den Eingabemitteln 22 (Vorgabe
des Typs und der Art des Ladegeräts 7).
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Alle
genannten Komponenten sind in einem kompakten Gehäuse 13 angeordnet.
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Das
vorgeschlagene Lade- und Prüfgerät 1 eignet
sich besonders für
das Laden und Prüfen
der Batterie bzw. das Prüfen
des Ladegeräts
einer Vorrichtung zur Kranken- und/oder Altenpflege, wobei insbesondere
Rollstühle
von Interesse sind, deren Batterie periodisch geladen, gewartet
bzw. geprüft werden
muss.
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Ein
Beispiel für
einen Schaltplan des Lade- und Prüfgeräts 1 ergibt sich aus 2.
Die verwendeten Elemente sind Standard und bedürfen insofern keiner weiteren
Erläuterung.
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Hingewiesen
sei lediglich auf die automatisch Polumschaltung 14, die
es verhindert, dass es zu Problemen kommt, falls versehentlich – insbesondere
bei der Anwendung durch Laien – zu
einem pol-falschen Anschluss der Batterie 2 bzw. des Ladegeräts 7 kommt.
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Nur
schematisch sind Mittel zur Strommessung 15, 17 und 19 sowie
Mittel zur Spannungsmessung 16, 18, 20 eingezeichnet,
durch die jeweils Ströme
I und Spannungen U gemessen werden. Bei entsprechender Schaltung
können
die Mittel 19 und 20 auch entfallen.
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Das
als „Multi-Check" bezeichnete Lade- und
Prüfgerät 1 erlaubt
die Herstellung einer Verbindung zu den Prüflingen mittels eines 25-poligen
Steuersteckers, dessen kurze Kabelenden mit den jeweiligen Gegensteckern
bzw. -buchsen zu den zu prüfenden
Geräten
versehen sind. Möglich
sind auch Universalanschlüsse
z. B. mit Klemmzangen. Im Steuerstecker wird durch Drahtbrücken die
jeweilige Codierung festgelegt. Mittels dieser Codierung kann je
nach Bedarf und Kundenwunsch die Einteilung (gruppen- oder gerätebezogen)
vorgenommen werden. Bei der gruppenbezogenen Einteilung müssen die
entsprechenden Gerätestecker
identisch sein, unabhängig
von ihrer Polung. Je detaillierter diese Einteilung vorgenommen
wird, desto weniger Fachwissen muss das Bedienungspersonal besitzen.
Bei Prüf-,
Lade- und Betriebsströmen von
mehr als 10 A sind wegen der maximalen Belastbarkeit des Steuersteckers
Abgänge
zu externen Spannungsquellen vorhanden. Akkus, Laderegler und externe
Verbraucher sind jeweils mit einzelnen Steckvorrichtungen versehen.
Die Kabelenden dieser Stecker sind mit Klemmzangen oder Polschellen
bestückt.
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Die
Menüauswahl
wird entsprechend ihrer Codierung eingeschränkt, d. h. gerätbezogen
erfolgt keine Auswahl (alle Kenndaten sind bekannt), gruppenbezogen
besteht eine eingeschränkte
Auswahl und nur für
den Universalanschluss besteht die volle Auswahl. Auswahlmöglichkeiten
bestehen hinsichtlich des Gerätenamens
oder -typs, der Spannung, des Stroms, der Kapazität (mit Normung
5 h, 10 h oder 20 h) und der Temperatur.
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Vor
und während
der Lade- und Prüfvorgänge werden
die Istwerte für
Spannung, Strom, Kapazität
und Temperatur kontinuierlich überwacht
und am LCD-Display angezeigt. Bei Grenzwert-Unter- oder -Überschreitungen
werden entsprechende Gegenmaßnahmen
eingeleitet und ein Meldetext am LCD-Display eingeblendet.
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Dabei
sind zwei Arten von Meldungen vorgesehen:
Die erste Meldung
fragt den Bediener „FORTFÜHRUNG ODER
ABBRUCH". Bei dieser
wird die Programmausführung
angehalten und die Strom- und Spannungswerte werden in den sicheren
Betriebszustand gesteuert. Diese ist z. B. beim Programm „Akku mit
einer Normspannung von 12V laden" bei
einer tatsächlich
gemessenen Akkuspannung von 5 V die Meldung „AKKUSPANNUNG ZU KLEIN ?". Hier muss dann
der Bediener entscheiden, ob die Auswahl richtig ist, weil der angeschlossene
Akku tiefentladen ist, oder ob die Auswahl falsch ist, weil die Normspannung
des angeschlossenen Akkus z. B. 6 V beträgt. Entscheidet sich der Bediener
für „richtig", kann er das Programm
durch die Betätigung
der Taste „WEITER" fortsetzen; ist
die Auswahl falsch, kann er dieses durch die Taste „ABBRUCH" beenden.
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Die
zweite Art der Meldung ist eine reine Störmeldung und führt zwangsläufig zum
Programmabbruch. Eine solche Störung
könnte
z. B. bei einem Kurzschluss oder bei einer zu hohen Akkuspannung
auftreten.
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Nach
ordnungsgemäßer Durchführung des Ladens
oder Prüfens
wird dem Bediener am LCD-Display in Textform die Eignung des Prüflings,
z. B. „Ladegerät geeignet
für Gel-
oder geschlossene Bleiakkus Typ 24V 20 Ah" bei Gruppen- oder Universaleinteilung
bzw. „LADEGERÄT I.O." bei Geräteeinteilung
angezeigt. Beim Laden bzw. Entladen von Akkumulatoren wird zusätzlich die
gespeicherte oder entnommene Kapazität in Ah oder mAh angezeigt.
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Die
Protokollierung erfolgt standardmäßig über einen Dreikanal-Linenschreiber oder
einen Plotter (144 × 144
mm) und/oder optional über
einen Drucker bzw. einen PC im tabellarischen Protokollformat.
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Hinsichtlich
der Messtechnik hat es sich bewährt,
dass Spannungen über
Messumformer mit Bereichsumschaltung und Potentialtrennung erfasst werden
und über
einen normierten Ausgang, z. B. 0 bis 5 V, 0 bis 10 V, 0(4) bis
20 mA, zum Analog-Digitalwandler der Programmsteuerung übertragen.
Der Eingangswiderstand dieser Umformer muss sehr hochohmig ausfallen,
um die Querströme,
die das Messergebnis der Strommessungen verfälschen, möglichst klein zu halten. Um
genaue Ergebnisse zu erhalten, werden die Spannungswerte über eine
eigene Zuleitung durch den Steuerstecker bis direkt zum jeweiligen
Gerätegegenstecker
geführt.
Spannungsabfälle
im Prüffeld,
hervorgerufen durch sehr kleine Übergangswiderstände (0,25
Ohm bei 10 A entspricht 2,5 V) an Klemmstellen und Kontakten spielen
daher keine Rolle.
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Eine
weitere Möglichkeit
ist die Ermittlung von Spannungsabfällen z. B. an Rollstühlen während des
Ladevorganges. Dafür
sind zwei 4-polige Steckerbuchsen vorgesehen. Im Normalfall sind
zwei Kurzschlussstecker eingebaut. Tauscht man diese und klemmt
die Prüfadern
des einen Steckers an den Ladegeräteingang und die Prüfadern des
anderen Steckers an den Akkumulatoren des Rollstuhles, so kann dessen
Spannungsabfall beim Laden gemessen werden.
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Ströme bis 10
A werden indirekt über
den Spannungsabfall an einem sehr niedrigen Shunt-Widerstand (max.
0,006 Ohm) gemessen. Die Anforderung an den dafür notwendigen Messumformer
entsprechen dem der Spannungsmessung. Der einzige Unterschied ist
der wesentlich empfindlichere Eingangsbereich (max. 60 mV). Bei
Strömen
bis 20 A werden zwei, bei Strömen
bis 30 A drei und bei Strömen
bis 40 A vier Shunt-Widerstände in Reihe
geschaltet, deren Gesamtspannungsabfall max. 60 mV nicht überschreiten
darf. Mit dieser Art der Messung wird sichergestellt, dass die Spannungsmessungen nur
gering verfälscht
werden.
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Die
Kapazitätsmessung
erfolgt intern durch Verrechnung in der Programmsteuerung.
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Zur
Funktion der aktiven Polumschaltung ist folgendes erwähnenswert:
Diese
erfolgt automatisch z. B. über
zwei gegenpolig parallel zum Eingang geschaltete LEDs eines Optokopplers,
dessen Ausgangstransistoren zwei Relais ansteuern. Die Schließerkontakte
dieser Relais schalten dann durch ihre Verschaltung die Eingangsspannung
mit der korrekten Polung zum Prüffeld durch
und gehen in Selbsthaltung. Nachdem der hochohmige Messeingang der
DDC-Steuerung die anliegende Spannung am Prüffeld registriert hat, werden
die LEDs am Eingang abgeschaltet. Dem Bediener wird der korrekte
Anschluss des externen Geräts
durch eine Meldelampe angezeigt.
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Beim
Beenden des Programmablaufes wird der Ausgangsport des angezogenen
Relais in den Signalstatus „NULL" gesetzt und das
Relais fällt
ab.
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Sollte
angeschlossene externe Spannungsquelle eine Wechselspannung führen, so
ziehen die Relais über
die negative und positive Halbwelle nacheinander an. Dies wird von
der DDC-Steuerung erkannt, die LEDs am Eingang werden abgeschaltet und
eine entsprechende Meldung wird am LCD-Display angezeigt.
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Der
Vorteil dieses Schaltungsaufbaues ist eine wesentliche Verbesserung
des Handlings und der Sicherheit des Bedieners. Durch die Umschaltung
des Eingangswiderstands vor und nach der Aktivierung können sowohl
Fehlschaltungen als auch Fehlmessungen ausgeschlossen werden. Auf
Sperrdioden und/oder Diodenbrückenschaltungen,
die über
ihren nichtlinearen Spannungsabfall das Messergebnis verfälschen würden, kann
verzichtet werden.
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Der
allgemeine Aufbau dieser aktiven Polumschaltung kann natürlich auch
mit anderen Bauteilen vorgenommen werden. Jedoch müssen folgende Anforderungen
erfüllt
werden:
Niedriger Eingangswiderstand vor dem Programmstart;
Hoher
Eingangswiderstand während
der Programmausführung;
Fehlerstrom
gleich oder kleiner als 1 mA;
Keine das Messergebnis verfälschenden
Spannungsabfälle;
Da
die Spannung von externen Spannungsquellen, wie Ladegeräte mit Verpolungsschutz,
ohne die richtig gepolte Fremdspannung an dessen Ausgang 0V ist,
muss ihm diese zu dessen Aktivierung zur Verfügung gestellt werden. Diese
wird durch ein internes Netzgerät
erzeugt. Die Suche nach der richtigen Polung und die Aktivierung
einer solchen Spannungsquelle wird von den entsprechenden Programmen nach
dem Programmstart übernommen.
Dem Bediener muss diese Sonderfunktion der externen Spannungsquelle
nicht bekannt sein. Erkennbar ist dies nur daran, dass eine Meldeleuchte „externe
Spannungsquelle bereit" nach
dem korrekten Anschluss der externen Spannungsquelle nicht aufleuchtet.
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Zur
Funktionsbeschreibung der Standard-Anwenderprogramme sei folgendes
angemerkt:
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a) Akku laden mit eingebautem
Ladegerät:
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Nach
Anschluss eines Akkus über
die mitgelieferte Hardware wird die richtige Polung über den aktiven
Polumschalter eingestellt. Dem Bedienungspersonal wird die Richtigkeit
seiner Maßnahme
durch das Aufleuchten der Meldelampe „AKKU BEREIT" angezeigt. Nun kann
die Anwendung durch Betätigung
der Taste „START" gestartet werden.
Nachdem die Menuauswahl abgeschlossen ist, wird die eigentliche
Programmausführung
wie folgt gestartet und ausgeführt.
Der Ausgangsstrom und die -spannung werden über die beiden dafür vorgesehenen
Sollwerteingänge
des internen Netzgerätes
auf „NULL" gesetzt. Die Ausgangsports
für die
Relais werden nacheinander auf Signalstatus „EINS" gesetzt und ziehen an. Die in Reihe
geschalteten Schließerkontakte
der obigen Relais werden stromlos geschlossen und die Verbindung
zwischen dem Netzgerät
und dem externen Akku wird hergestellt. Anschließend werden entsprechend des
gewählten
Ladeprogramms und der gemessenen Akkuspannung der Ladestrom und
die Ladespannung über
die Sollwerteingänge
des Netzgerätes
eingestellt. Die Reihenfolge, erst Strom und dann Spannung oder
umgekehrt, wird durch das gewählte
Ladeprogramm festgelegt. Der Akku wird nun durch Nachführung der
Istwerte mittels der Sollwerteingänge des Netzgerätes mit
der vorgegebenen Ladekennlinie geladen. Nach Erreichen des Grenzwertes „AKKU VOLL" wird auf Erhaltungsladung
umgeschaltet, d. h. Strom- und Spannungssollwerte werden entsprechend
dieser Betriebsart eingestellt. Die Beendigung des Ladevorganges
und der Beginn der Erhaltungsladung wird dem Bediener durch einen Meldetext
am LCD-Display angezeigt. Zur Beendigung des Programms, während oder
nach der Ladung, muss der Bediener die Taste „ABBRUCH" betätigen.
Nach deren Betätigung
werden, in dieser Reihenfolge, der Strom und dann die Spannung über ihre
Sollwerteingänge
auf „NULL" gefahren und anschließend nacheinander
die Ausgangsports für
die Relais auf Signalstatus „NULL" gesetzt. Die Verbindung
zwischen Netzgerät
und Akku wird mit dem Abfall der Relais stromlos getrennt. Dem Bediener
wird die Beendigung dieses Vorganges mit einem Meldetext am LCD-Display
signalisiert. Zur Überwachung und
Protokollierung des Ladevorganges werden die Istwerte für Strom
und Spannung herangezogen. Diese können dann, je nach Ausführung, über einen Linienschreiber,
Drucker oder mit einem PC dargestellt oder gespeichert werden. Die Überwachung und
Auswertung der Messergebnisse erfolgt wie beschrieben.
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b) Akku laden mit externem
Ladegerät
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Nach
Anschluss eines Akkus und eines Ladegerätes ohne Verpolungsschutz über die
mitgelieferte Hardware wird die richtige Polung über einen aktiven Polumschalter
eingestellt. Dem Bedienungspersonal wird die Richtigkeit seiner
Maßnahme
durch das Aufleuchten der Meldelampe „AKKU BEREIT" und „EXTERNE
SPANNUNGSQUELLE BEREIT" angezeigt.
Werden Ladegeräte
mit einem eingebauten Verpolungsschutz angeschlossen, kann die richtige Polung
erst nach dem Programmstart mit Hilfe eines Moduls und der Ausführung eines
Unterprogramms ermittelt werden. Die Meldeleuchte „EXTERNE SPANNUNGSQUELLE
BEREIT" kann erst
nach erfolgreicher Durchführung
dieser Maßnahme
die richtige Funktion des externen Ladegerätes signalisieren. Nun kann
die Anwendung durch Betätigung
der Taste „START" gestartet werden.
Nachdem die Menuauswahl abgeschlossen ist, wird die eigentliche Programmausführung wie
folgt gestartet und ausgeführt.
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Ladegerät ohne Verpolungsschutz:
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Die
Ausgangports für
die Relais werden nacheinander auf Signalstatus „EINS" gesetzt. Über ihre in Reihe geschalteten
Schließer
ist nun die Verbindung zwischen dem externen Ladegerät und dem externen
Akku hergestellt. Der zu überwachende
Ladevorgang wird gestartet und durchgeführt.
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Ladegerät mit Verpolungsschutz:
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Ein
Unterprogramm wird ausgeführt.
Nach dessen erfolgreicher Einstellung der Polung wird der Sollwert
der am Ausgang des externen Ladegerätes anstehenden Spannung, die über die
Schließer
der Relais vom Netzgerät
kommend anliegt, von ca. 4 V schrittweise um 0,5 V erhöht, bis
sie den Wert von ca. 75% der Normspannung des Prüflings erreicht hat. Während dieser
Erhöhung
wird ein ständiger
Vergleich zwischen dem Sollwert und dem Istwert durchgeführt. Sollte
sich nun durch Überschreitung
der im Unterprogramm eingestellten Strombegrenzung von 50 mA eine
Differenz zwischen der Ist- und Sollwertspannung ergeben, so wird
diese als Kurzschluss im externen Ladegerät interpretiert und die Programmausführung wird
abgebrochen. Wird kein Kurzschluss im externen Ladegerät festgestellt,
so werden die Ausgangsports der Relais auf Signalstatus „EINS" gesetzt und ziehen
an. Das Unterprogramm wird mit dem Setzen der Relais beendet und
der Ausgangsport für
das Relais zum Netzgerät
wird zeitverzögert
zurückgesetzt.
Nun ist das externe Ladegerät mit
dem externen Akku verbunden. Der zu überwachende Ladevorgang wird
dann als gestartet gewertet, wenn über die Messstelle ein Strom
in Richtung Akku gemessen wurde. Sollte dies nach einer kurzen Zeitspanne
nicht der Fall sein, so wird die Programmausführung abgebrochen. Nach Programmabbruch wird
dieses nur dann automatisch neu gestartet, wenn noch nicht beide
Polrichtungen geprüft
wurden. Hat keine der beiden Möglichkeiten
zum Erfolg geführt,
so wird dies dem Bediener durch eine Textmitteilung am LCD-Display
mitgeteilt.
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Zur
Beendigung des Programms, während oder
nach der Ladung, muss der Bediener die Taste „ABBRUCH" betätigen.
Nach deren Betätigung
erfolgt folgendes:
Wenn der Ladestrom größer als 0,5 A ist, wird zum Schutz
der Kontakte das Netzgerät
mit Sollvorgabe Null für
Spannung und Strom durch Anzug eines Relais in Betrieb gesetzt.
Anschließend
werden die Spannung und der Strom am Netzgerät so eingestellt, dass vom
externen Ladegerät
zum externen Akku kein Strom fließen kann. Nun wird das Relais über seinen
Ausgangsport zum Abfallen gebracht. Ist dieses abgefallen, werden
die Ausgangsspannung und der Ausgangsstrom über die Sollwerteingänge des
Netzgerätes
gegen Null gefahren. Ist der Stromfluss an der Messstelle Null,
werden die Ausgangsports der Relais zurückgesetzt und diese fallen
ab. Das Programm ist beendet.
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Wenn
der Ladestrom kleiner als 0,5 A ist, werden die Ausgangsports der
Relais zurückgesetzt und
diese fallen ab. Das Programm ist beendet.
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Dem
Bediener wird die Beendigung dieses Vorganges mit einem Meldetext
am LCD-Display signalisiert.
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Zur Überwachung
und Protokollierung des Ladevorganges werden die Istwerte von Strom
und Spannung herangezogen. Diese können dann je nach Ausführung über einen
Linienschreiber, Drucker oder mit einem PC dargestellt oder gespeichert werden.
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Die Überwachung
und Auswertung der Messergebnisse erfolgt wie folgt:
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a) externes Ladegerät mit den
internen Lastwiderständen
prüfen
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Der
Widerstand der Lastwiderstände,
die in Stufen über
die Relais eingestellt werden können, muss
so gewählt
werden, dass bei maximalen Ausgangsstrom des externen Ladegerätes der
Spannungsabfall ca. 80% der Normspannung nicht überschreitet. Dies bedeutet,
der Ersatzakku ist leer. Die Zunahme der Akkuladung wird ihm durch
den kontinuierlich steigenden Spannungsfall an den Lastwiderständen in
Folge der Stromerhöhung
des parallel geschalteten Netzgerätes vorgespielt.
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Im
Betrieb wird nach Anschluss eines Ladegerätes ohne Verpolungsschutz über die
mitgelieferte Hardware die richtige Polung über den aktiven Polumschalter
eingestellt. Dem Bedienungspersonal wird die Richtigkeit seiner
Maßnahme
durch das Aufleuchten der Meldelampe „EXTERNE SPANNUNGSQUELLE BEREIT" angezeigt.
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Werden
Ladegeräte
mit einem eingebauten Verpolungsschutz angeschlossen, kann die richtige Polung
erst nach dem Programmstart mit Hilfe eines Moduls und der Ausführung eines
Unterprogramms ermittelt werden. Die Meldeleuchte „EXTERNE SPANNUNGSQUELLE
BEREIT" kann erst
nach erfolgreicher Durchführung
dieser Maßnahme
die richtige Funktion des externen Ladegerätes signalisieren.
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Nun
kann die Anwendung durch Betätigung der
Taste „START" gestartet werden.
Nachdem die Menuauswahl abgeschlossen ist, wird die eigentliche Programmausführung wie
folgt gestartet und ausgeführt.
-
Bei
einem Ladegerät
ohne Verpolungsschutz: Die Ausgangsports für die Relais werden nacheinander
auf Signalstatus „EINS" gesetzt und ziehen
an. Über
ihre in Reihe geschalteten Schließer ist nun die Verbindung
zwischen dem Netzgerät
und den Lastwiderständen
hergestellt. Die Ausgangsspannung und der -Strom des Netzgerätes wird
nun mittels der Sollwerteingänge
eingestellt. Die Spannung sollte bei ca. 80% des Normwertes liegen.
Der zu wählende
Sollwert des Stromes ist abhängig
vom Lastwiderstand und vom Maximalstrom des externen Ladegerätes. Ist
dieser Wert nicht bekannt, so wird der maximal mögliche Ausgangsstrom des Netzgerätes eingestellt.
Nachdem nun eine Spannung, die 80% des Normwertes beträgt, am Ersatzakku
ansteht, wird der Ausgangsport des Relais gesetzt und dieses zieht
an. Über
dessen Schließer
ist nun das externe Ladegerät
parallel zum Netzgerät
am Ersatzakku angeschlossen. Nun wird an Hand einer vorgegeben Ladekennlinie
bzw. mit festen Spannungswerten die Ausgangsspannung des Netzgerätes kontinuierlich
verändert
und der Ladezustand des Ersatzakkus kann von Leer nach Voll simuliert
werden. Damit ist es möglich,
die einzelnen Betriebspunkte des externen Ladegerätes wie
Ladebeginn, Ladeschluss, max. Ladestrom und max. Ladespannung festzustellen.
Ist z. B. bei einem Bleiakkuladegerät die Ladeschlussspannung erreicht,
d. h. vom externen Bleiakkuladegerät zum Ersatzakku fließt kein
Strom, wird die kontinuierliche Spannungserhöhung des Netzgerätes sofort
angehalten. Nach einer kurzen Pause wird die Ausgangsspannung des
Netzgerätes kontinuierlich
reduziert, bis der Strom vom externen Bleiakkuladegerät wieder
zu fließen
beginnt. Mit dieser Prüfung
kann der Beginn der Erhaltungsladung bzw. der Wiedereinsetzpunkt
des Bleiakkuladegerätes überprüft werden.
Damit ist die Prüfung
in diesem Beispiel beendet und dem Bediener wird die Eignung des
externen Ladegerätes
am LCD-Display angezeigt. Es können
mit diesem Testgerät
natürlich
auch alle anderen bekannten und/oder neu hinzukommenden Ladekennlinien
geprüft
werden. Die Prüfdauer beträgt maximal
20 Minuten und der Programmablauf wird während der Prüfung durch „ABBRUCH" und nach der Prüfung automatisch
wie folgt beendet. Als Erstes wird der Ausgangsstrom und die -spannung
des Netzgerätes
so erhöht,
dass vom externen Ladegerät
zu den Lastwiderständen
kein Strom fließt.
Nun wird der Ausgangsport des Relais zurückgesetzt und dieses fällt ab.
Die Trennung des externen Ladegerätes von den Lastwiderständen über die Schließer des
Relais erfolgt somit stromlos. Als Zweites wird die Ausgangsspannung
und der -strom des Netzgerätes
auf Null gesetzt. Nun können
alle angesteuerten Relais über
ihre Ausgangsports zurückgesetzt
werden und fallen ab. Die dabei zu öffnenden Hauptkontakte sind
ebenfalls stromlos. Die Anzeige am LCD-Display über die Eignung des Ladegerätes wird
erst nach Betätigung
der Taste „ABBRUCH" gelöscht, so
dass diese Information nicht verloren geht.
-
Bei
einem Ladegerät
mit Verpolungsschutz: Das Unterprogramm wird ausgeführt. Nach
dessen erfolgreicher Einstellung der Polung wird der Sollwert, der
am Ausgang des externen Ladegerätes
anstehenden Spannung die über
die Schließer
der Relais vom Netzgerät
kommend anliegt, von ca. 4 V schrittweise um 0,5 V erhöht, bis
sie den Wert von ca. 75% der Normspannung des Prüflings erreicht hat. Während dieser
Erhöhung
wird ein ständiger
Vergleich zwischen dem Sollwert und dem Istwert durchgeführt. Sollte
sich nun durch Überschreitung
der im Unterprogramm eingestellten Strombegrenzung von 50 mA eine
Differenz zwischen der Ist- und Sollwertspannung ergeben, so wird
diese als Kurzschluss im externen Ladegerät interpretiert und die Programmausführung wird
abgebrochen. Wird kein Kurzschluss im externen Ladegerät festgestellt
so wird die Ausgangsspannung des Netzgerätes über den Sollwerteingang auf
6 V eingestellt und die Ausgangsports der Relais auf Signalstatus „EINS" gesetzt. Das Unterprogramm
wird mit dem Setzen des einen Relais beendet, der Ausgangsport für das Relais
zum Netzgerät
wird zeitverzögert
zurückgesetzt
und fällt ab.
-
Damit
beim Zuschalten der Belastungswiderstände die Spannung unterschritten
wird, muss der Ausgangsstrom des Netzgerätes erhöht werden. Der Wert der Stromhöhe ist abhängig vom
Lastwiderstand und vom Maximalstrom des externen Ladegerätes. Ist
dieser nicht bekannt, so wird der maximal mögliche Ausgangsstrom des Netzgerätes eingestellt.
Nun werden die Ausgangports für
die Relais der Lastwiderstände
nacheinander auf Signalstatus „EINS" gesetzt und ziehen
an. Über
ihre in Reihe geschalteten Schließer ist nun die Verbindung
zwischen dem Netzgerät
und den Lastwiderständen
hergestellt. Die Ausgangsspannung des Netzgerätes wird nun mittels seines
Sollwerteingangs eingestellt. Die Spannung sollte bei ca. 80% des
Normwertes seines Prüflings
liegen. Nachdem nun eine Spannung von 80% ihres Normwertes am Ersatzakku
ansteht und das externe Ladegerät
parallel über
die Schließer des
angezogenen Relais zum Netzgerät
an diesem angeschlossen ist, kann nun an Hand einer vorgegeben Ladekennlinie
bzw. mit festen Spannungswerten die Ausgangsspannung des Netzgerätes kontinuierlich
verändert
werden. Die Aktivierung des zu prüfenden externen Ladegerätes wird über eine
Messstelle dann erkannt, wenn an dieser ein Strom in Richtung Lastwiderstände gemessen
wurde. Dies sollte spätestens
dann der Fall sein, wenn der gemessene Spannungsistwert dem Normwert
entspricht. Ansonsten wird die weitere Programmausführung sofort abgebrochen.
Wurde das externe Ladegerät
aktiviert, so ist der weitere Programmablauf identisch mit der oben
beschriebenen Prüfung.
-
Nach
dem Programmabbruch werden diese nur dann automatisch neu gestartet,
wenn noch nicht beide Polrichtungen geprüft wurden. Hat keine der beiden
Möglichkeiten
zum Erfolg geführt,
so wird dies dem Bediener durch eine Textmitteilung am LCD-Display
mitgeteilt.
-
Zur Überwachung
und Protokollierung des Ladevorganges werden die Istwerte für Strom
und Spannung herangezogen. Diese können dann je nach Ausführung über einen
Linienschreiber, Drucker oder mit einem PC dargestellt oder gespeichert werden.
-
Für die Entladung
einer angeschlossenen Batterie wird wie folgt vorgegangen: Der Widerstand der
Lastwiderstände,
der in Stufen über
die Relais eingestellt wird, muss so gewählt werden, dass bei der Zellenspannung,
die bei einem leeren Akku ansteht, der notwendige Entladestrom fließen kann. Dieser
wird durch die Akkukapazität
bezogen auf Entladezeit festgelegt. z. B. ein Bleiakku mit einer
Kapazität
von 40 Ah, bei dem sich dieser Wert auf eine Entladezeit von 20
Std. bezieht, wird mit einem Strom von 40A dividiert durch 20 Std.
ergibt 2 A entladen.
-
Nach
Anschluss des Akkus über
die mitgelieferte Hardware wird im Betrieb die richtige Polung über den
aktiven Polumschalter eingestellt. Dem Bedienungspersonal wird die
Richtigkeit seiner Maßnahme
durch das Aufleuchten der Meldelampe „AKKU BEREIT" angezeigt. Nun kann
die Anwendung durch Betätigung
der Taste „START" gestartet werden.
Nachdem die Menuauswahl abgeschlossen ist, wird die eigentliche
Programmausführung
wie folgt gestartet und ausgeführt.
Die Ausgangsports für
die Relais werden nacheinander auf Signalstatus „EINS" gesetzt und ziehen an. Die in Reihe
geschalteten Schließerkontakte
der obigen Relais werden stromlos geschlossen und die Verbindung
zwischen dem Netzgerät
und den Lastwiderständen
ist hergestellt. Die Ausgangsspannung und der Ausgangsstrom des Netzgerätes wird
nun mittels des Sollwerteingangs eingestellt. Die Spannung wird
auf den gleichen Wert wie die Akkuspannung und der Strom wird auf
den Maximalwert des Netzgerätes
eingestellt. Damit wird gewährleistet,
dass über
die Schließerkontakte
beim Zuschalten des Akkus kein bzw. nur ein sehr kleiner Strom fließt. Nachdem
nun eine Spannung, die gleich der Akkuspannung ist, ansteht, wird
der Ausgangsport des Relais gesetzt und dieses zieht an. Über dessen
Schließer
ist nun der externe Akku parallel zum Netzgerät an den Lastwiderständen angeschlossen.
Nun wird über
den Ausgangsstrom des Netzgerätes
der Entladestrom, der über
die Messstelle für
den Strom erfasst wird, geregelt. Der Akku wird nun kontinuierlich
bis zum Erreichen seiner Minimalspannung entleert. Nach Unterschreitung
dieser Spannung bzw. nach Betätigung
der Taste „ABRUCH" während der
Entladung, wird der Ausgangstrom des Netzgerätes so erhöht, dass vom und zum Akku über die
Messstelle für
den Strom kein Strom fließt.
Anschließend
wird der Ausgangsport des Relais zurückgesetzt; dieses fällt ab und
dessen Schließerkontakte öffnen stromlos.
Als nächstes
wird die Ausgangsspannung und der -strom des Netzgerätes auf
Null gesetzt. Nun können
alle angesteuerten Relais über
ihre Ausgangsports zurückgesetzt
werden und fallen ab. Die dabei zu öffnenden Schließerkontakte
sind ebenfalls stromlos. Der Wert am LCD-Display zeigt nun die entnommene
Kapazitätsmenge
an und wird erst nach Betätigung
der Taste „ABBRUCH" gelöscht, so
dass diese Information nicht verloren geht. Zur Überwachung und Protokollierung
des Entladevorganges werden die Istwerte für Strom und Spannung herangezogen.
Diese können
dann, je nach Ausführung, über einen Linienschreiber,
Drucker oder mit einem PC dargestellt oder gespeichert werden.
-
Bei
der Prüfung
externer Akkus wird wie folgt vorgegangen: Der Widerstand der Lastwiderstände, der
in Stufen über
die Relais eingestellt wird, muss so gewählt werden, dass bei der Zellenspannung
die bei einem leeren Akku ansteht, das Drei- bis Zehnfache des normalen
Entladestroms fließen
kann. Dieser wird durch die Akkukapazität, bezogen auf Entladezeit,
festgelegt und mit dieser multipliziert. z. B. ein Bleiakku mit
einer Kapazität
von 40 Ah, bei dem sich dieser Wert auf eine Entladezeit von 20
Std. bezieht, wird mit einem Strom von 40 A dividiert durch 20 Std. und
mit 3 multipliziert, d. h mit 6 A entladen. Der Multiplikator ist
abhängig
vom Einsatz und damit vom Akkutyp. Während der Akku eines Rollstuhles,
bei kleiner bis mittlerer Entnahme, seinen Strom kontinuierlich über einen
längeren
Zeitraum abgeben soll, muss der im KFZ Bereich eingesetzte Akku,
bei sehr großer
Stoßbelastung
bis nahe an seinen Kurzschlussstrom, diesen nur kurzzeitig (im Sekundenbereich)
liefern. D. h. der Innenwiderstand des Akkus und damit dessen Spannungsabfall
wird für
die ordnungsgemäße Funktion
mit steigender Belastung immer wichtiger. Um bei dessen Prüfung diesem
Umstand Rechnung zu tragen wird der zu prüfende Entladestrom entsprechend
angepasst.
-
Nach
Anschluss des Akkus über
die mitgelieferte Hardware wird im Betrieb die richtige Polung über den
aktiven Polumschalter eingestellt. Dem Bedienungspersonal wird die
Richtigkeit seiner Maßnahme
durch das Aufleuchten der Meldelampe „AKKU BEREIT" angezeigt. Nun kann
die Anwendung durch Betätigung
der Taste „START" gestartet werden.
Nachdem die Menuauswahl abgeschlossen ist, wird die eigentliche
Programmausführung
wie folgt gestartet und ausgeführt.
Die Ausgangsports für
die Relais werden nacheinander auf Signalstatus „EINS" gesetzt und ziehen an. Die in Reihe
geschalteten Schließerkontakte
der obigen Relais werden stromlos geschlossen und die Verbindung
zwischen dem Netzgerät
und den Lastwiderständen
ist hergestellt. Die Ausgangsspannung und der Ausgangsstrom des Netzgerätes wird
nun mittels des Sollwerteingangs eingestellt. Die Spannung wird
auf den gleichen Wert wie die Akkuspannung und der Strom wird auf
den Maximalwert des Netzgerätes
eingestellt. Damit wird gewährleistet,
dass über
die Schließerkontakte
beim Zuschalten des Akkus kein bzw. nur ein sehr kleiner Strom fließt. Nachdem
nun eine Spannung, die gleich der Akkuspannung ist, ansteht, wird
der Ausgangsport des Relais gesetzt und dieses zieht an. Über dessen
Schließer
ist nun der externe Akku parallel zum Netzgerät an den Lastwiderständen angeschlossen.
Nun wird über
den Ausgangsstrom des Netzgerätes
der Entladestrom, der über
die Strom-Messstelle erfasst wird, schlagartig nachgeregelt. Der
Akku wird nun kontinuierlich über
einen Zeitraum von 10 Minuten entleert. Die Differenz der Spannung
zu Beginn und am Ende geben Aufschluss über den Ladezustand. Der am
Ende gemessene Absolutwert der Akkuspannung gibt Auskunft über dessen
Güte. Dies
wird dem Bediener am Ende dieser Prüfung am LCD-Display mit den
Textmeldungen wie „AKKU
GUT" oder „AKKU DEFEKT" oder „AKKU NACHLADEN" mitgeteilt. Nach
Beendigung dieser Prüfung
bzw. nach Betätigung
der Taste „ABBRUCH" während dieser
Programmausführung,
wird der Ausgangstrom des Netzgerätes so erhöht, dass vom und zum Akku über die
Messstelle kein Strom fließt.
Anschließend
wird der Ausgangsport des Relais zurückgesetzt, dieses fällt ab und
dessen Schließerkontakte öffnen stromlos.
Als nächstes
werden die Ausgangsspannung und der Ausgangsstrom des Netzgerätes auf
Null gesetzt. Nun können
alle angesteuerten Relais über
ihre Ausgangsports zurückgesetzt
werden und fallen ab. Die dabei zu öffnenden Schließerkontakte
sind ebenfalls stromlos. Die Meldung am LCD-Display wird erst nach
Betätigung der
Taste „ABBRUCH" gelöscht, so
dass diese Information nicht verloren geht. Zur Überwachung und Protokollierung
des Entladevorganges werden die Istwerte für Strom und Spannung herangezogen.
Diese können dann,
je nach Ausführung über einen
Linienschreiber, Drucker oder mit einem PC, dargestellt oder gespeichert
werden.
-
Es
können
auch sonstige externe Spannungsquellen mit den internen Lastwiderständen geprüft werden,
wie Steckernetzgeräte,
Kleinspannungsnetzgeräte
und ähnliches.
Die Auswahl der in Stufen schaltbaren Lastwiderstände erfolgt
wie oben für
das externe Ladegerät
beschrieben. Die Einstellung der richtigen Polung und Durchführung der
Prüfung
erfolgt wie oben für
das externe Ladegerät
beschrieben. Die jeweiligen Prüfpunkte,
die zur Ermittlung der Funktionsfähigkeit des Prüflings notwendig sind,
werden über
die Programmsteuerung geliefert und angepasst.
-
Es
sind auch optionalen Geräteein-
und -ausgänge
möglich,
zu denen angemerkt wird:
Über
einen Ausgang ist eine über
Sollwerteingänge einstellbare
Spannungs- oder
Stromquelle im Bereich von 0 bis 35 V bzw. 0 bis 10 A anschließbar. Mit diesem
Ausgang können
z. B. genormte Spannungs- oder Stromsollwertvorgaben erzeugt werden,
die über
den Eingang eines Frequenzumrichters die Drehzahl eines Wechselstrommotors
steuern, der auf einem Prüfstand über einen
Keilriemen einen DC-Generator antreibt. Mit diesem Prüfstand kann dann
die drehzahlabhängige
Strom- und Spannungskennlinie des DC-Generators geprüft oder
aufgenommen werden. Eine weitere Möglichkeit ist die Prüfung von
Ladereglern für
Fotovoltaikanlagen, Lichtmaschinen und ähnliches. Auch die Bereitstellung
eines reinen binären
Ausgangssignals zur Ein- und Ausschaltung, mittels diesem z. B.
ein Leistungsschütz
gesteuert wird, der den Start eines Wechselstrommotors bewirkt,
ist denkbar.
-
Über einen
Ausgang können
externe Verbraucher angeschlossen werden. Dies ist sehr praktisch,
um bei angeschlossenem externen Akku ein der Praxis entsprechendes
Entladediagramm zu erstellen und damit sowohl die Standfestigkeit
als auch dessen Kapazitätsgröße im Verhältnis des
durch den Benutzer vorgegebenen Gerätebetriebs zu überprüfen.
-
Über einen
Eingang besteht die Möglichkeit, extern
gemessene physikalische Größen, wie
Drehzahl, Temperatur, Spannung, Strom und ähnliches, zu erfassen. Diese
können
nur protokolliert und/oder in der Programmsteuerung verarbeitet
werden. Um z. B. die Ladekurve einer Drehstromlichtmaschine auf dem
Prüfstand
zu ermitteln, kann über
diesen Eingang ein Ist-/Sollwertvergleich der Drehzahl vorgenommen
werden und mit Hilfe eines über
einen Ausgang angeschlossenen und mit einem Stellgeber ausgerüsteten Antriebmotors
diese eingestellt und geregelt werden.
-
Weitere
Eingänge
bzw. Ausgänge
(für externe
Spannungsquellen und einen externer Akku) sind zum Durchschalten
eventuell vorhandener temperaturabhängiger Widerstände vorgesehen.
-
Zur
Funktionsbeschreibung der sonstigen optionalen Anwendungen sei folgendes
angemerkt:
Erlernen der zur Prüfung von Ladegeräten notwendigen
Arbeitspunkte: Die Auswahl der in Stufen schaltbaren Lastwiderstände erfolgt
wie für
das externe Ladegerät
beschrieben. Die Einstellung der richtigen Polung und Durchführung der
Prüfung
erfolgt wie beim externen Ladegerät beschrieben.
-
Die
jeweiligen zu ermittelnden Prüfpunkte werden
automatisch gesucht und in einem Ereignisspeicher abgelegt. Am Ende
dieser Prozedur muss der Bediener nach Aufforderung eine Gerätebezeichnung
durchführen.
Diese kann durch Ziffern- und Buchstabeneingabe über ein Tastenfeld oder durch Auswahl über das
Display mit Hilfe von Cursortasten erfolgen. Die im Ereignisspeicher
stehenden Prüfergebnisse
werden mit der dafür
festgelegten Gerätekennzeichnung
im nicht flüchtigen
Speicherbereich hinterlegt und werden dann bei folgenden Geräteprüfungen herangezogen.
-
Aufnahme
von Betriebsabläufen:
Die Aufnahme erfolgt wie zu den optionalen Geräteein- und -Ausgängen beschrieben.
Dessen Durchführung
wird dann im Ereignisspeicher abgelegt. Am Ende der Aufnahme muss
der Bediener nach Aufforderung eine Kennzeichnung dieser durchführen. Das
kann durch Ziffern- und Buchstabeneingabe über ein Tastenfeld oder durch
Auswahl über
das Display mit Hilfe von Cursortasten erfolgen. Die im Ereignisspeicher stehenden
Betriebsergebnisse werden mit der dazu festgelegten Kennzeichnung
im nicht flüchtigen Speicherbereich
hinterlegt und können
zur Simulation oder zum Vergleich von Betriebsabläufen herangezogen
werden.
-
Simulieren
von aufgenommen oder festgelegten Betriebsabläufen: Betriebsabläufe werden
mit Hilfe der eingebauten Lastwiderstände an Stelle einer Betriebseinrichtung
nachgestellt. Die Einstellung der den Akku belastenden Lastströme wird
wie bei der „Akku-Entladung" über das eingebaute Netzgerät durchgeführt. Der
Ablauf wird entsprechend der im nicht flüchtigen Speicherbereich stehenden
Betriebskennlinie durchgeführt.
Abweichungen der Soll- und Istwerte werden dem Bediener durch Meldungen
am LCD-Display mitgeteilt. Sollte das Simulationsergebnis mit der aufgenommen
Betriebskennlinie übereinstimmen,
so wird dies dem Bediener mit einer positiven Textmeldung mitgeteilt.
-
Vergleichen
mit aufgenommen oder festgelegten Betriebsabläufen: Betriebsabläufe werden
mit Hilfe ihrer Betriebseinrichtung nachgestellt. Der Ablauf wird
entsprechend der im nicht flüchtigen Speicherbereich
stehenden Betriebskennlinie durchgeführt. Abweichungen der Soll-
und Istwerte werden dem Bediener durch Meldungen am LCD-Display mitgeteilt.
Sollte das Vergleichsergebnis mit der aufgenommen Betriebskennlinie übereinstimmen,
so wird dies dem Bediener mit einer positiven Textmeldung mitgeteilt.
-
Insgesamt
kann gesagt werden, dass vorzugsweise das Grundgerät mit folgenden
Komponenten ausgestattet ist:
Netzgerät mit Sollwerteingang für Spannung
und Strom;
Eingangskenndaten: Einphasig, Spannung und Frequenz
entsprechend denen des Netzbetreibers, z. B. (Deutschland) 240V/50
Hz;
Ausgangskenndaten: 0 bis 24 (48) V, 0 bis 10 (max. 40)
A, DC;
Spannungsmessungsmessstelle DC und Strommessstelle DC;
Lastwiderstand
bzw. -stände;
DC-Eingänge für externe
Spannungsquelle DC, externer Akku DC;
Drei fernsteuerbare Schaltelemente
(elektromechanisch oder elektronisch) für folgende Ein- bzw. Ausgänge: externe
Spannungsquelle, externer Akku, Lastwiderstände;
Speicherprogrammierbare
Steuerung;
Visualisierung: Leuchtmelder oder LED, LCD- oder ähnliche
Schrift- und Zahlen- bzw. Symbolanzeige.
-
- 1
- Lade-
und Prüfgerät
- 2
- elektrische
Batterie
- 3
- Anschluss
zum Anschließen
an die Versorgungsquelle
- 4
- elektrische
Versorgungsquelle
- 5
- Anschluss
zum Anschließen
der elektrischen Batterie
- 6
- Anschluss
zum Anschließen
eines elektrischen Ladegeräts
- 7
- elektrisches
Ladegerät
- 8
- Mittel
zum Laden der elektrischen Batterie
- 9
- Mittel
zum Entladen der elektrischen Batterie
- 10
- Entlade-Widerstand
- 11
- Mittel
zum Messen und/oder Protokollieren
- 12
- Mittel
zum Messen und/oder Protokollieren
- 13
- kompaktes
Gehäuse
- 14
- automatische
Polumschaltung
- 15
- Mittel
zur Strommessung
- 16
- Mittel
zur Spannungsmessung
- 17
- Mittel
zur Strommessung
- 18
- Mittel
zur Spannungsmessung
- 19
- Mittel
zur Strommessung
- 20
- Mittel
zur Spannungsmessung
- 21
- Eingabemittel
Typ/Art der Batterie
- 22
- Eingabemittel
Typ/Art des Ladegeräts
- I
- Strom
- U
- Spannung