DE1513700B2 - DEVICE FOR MONITORING THE CHARGE STATE OF AN ACCUMULATOR - Google Patents
DEVICE FOR MONITORING THE CHARGE STATE OF AN ACCUMULATORInfo
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Description
Patentansprüche:Patent claims:
1. Vorrichtung zur Überwachung des Ladezustandes eines Akkumulators mit wenigstens einem vom Akkumulatorenstrom gesteuerten Amperestundenzähler und mit einem im Akkumulatorenstromkreis angeordneten Widerstand, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Spannungsabfall an dem Widerstand (3) ein in der Emitter-Basis 1-Strecke eines Doppelbasistransistors (6, 6') angeordneter Kondensator (5) aufladbar ist und daß an der Basis 1 dieses Transistors Impulse entstehen, von welchen direkt oder über weitere Transistoren (9, 9') verstärkt elektromechanische oder elektronische Zähleinrichtungen (8, 8') ansteuerbar sind.1. Device for monitoring the state of charge of a battery with at least an ampere-hour meter controlled by the accumulator current and one in the accumulator circuit arranged resistor, characterized in that by the voltage drop across the resistor (3) a in the emitter-base 1 path of a double base transistor (6, 6 ') arranged capacitor (5) is chargeable and that at the base 1 of this transistor Pulses arise, which are amplified directly or via further transistors (9, 9 ') electromechanical or electronic counting devices (8, 8 ') can be controlled.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Transistor (4, 4'), in dessen Kollektor-Basis-Strecke der Kondensator (5, 5') liegt.2. Apparatus according to claim 1, characterized by a transistor (4, 4 '), in its collector-base path the capacitor (5, 5 ') is located.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Doppelbasistransistor (6, 6') Zählrelais (8, 8') nachgeschaltet sind.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the double base transistor (6, 6 ') counting relays (8, 8') are connected downstream.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (3) im Akkumulatorstromkreis in zwei Teilwiderstände (31 und 32) aufgeteilt ist, von welchen jeweils über einen der Doppelbasistransistoren (6 und 6') jeweils eines der Zählrelais (8, 8') so ansteuerbar ist, daß sowohl die dem Akkumulator entnommene als auch die in den Akkumulator hineingeladene Strommenge gezählt werden kann.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the resistor (3) in the accumulator circuit is divided into two partial resistances (31 and 32), of which each via one of the double base transistors (6 and 6 ') one of the counting relays (8, 8') so It can be controlled that both the one removed from the accumulator and the one in the accumulator the amount of electricity charged can be counted.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch ein von den Zählrelais (8 und 8') ansteuerbares Differenzzählwerk.5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized by one of the counting relays (8 and 8 ') controllable differential counter.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß über Endkontakte der Zählrelais (8 und 8') ein weiteres, die Ladezyklen zählendes Zählrelais, ansteuerbar ist.6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that end contacts the counting relays (8 and 8 ') another counting relay that counts the charging cycles can be controlled is.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Emittern der Doppelbasistransistoren (6 und 6') und den Kollektoren der Transistoren (4 und 4') Widerstände (13,13') angeordnet sind.7. Device according to one of claims 2 to 6, characterized in that between the Emitters of the double base transistors (6 and 6 ') and the collectors of the transistors (4 and 4') Resistors (13,13 ') are arranged.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Emitterkreisen der Transistoren (4 und 4') Widerstände (12,12') angeordnet sind.8. Device according to one of claims 2 to 7, characterized in that in the emitter circles of the transistors (4 and 4 ') resistors (12,12') are arranged.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Überwachung des Ladezustandes eines Akkumulators mit wenigstens einem vom Akkumulatorenstrom gesteuerten Amperestundenzähler und mit einem im Akkumulatorenstromkreis angeordneten Widerstand.The invention relates to a device for monitoring the state of charge of an accumulator with at least one ampere-hour meter controlled by the accumulator current and with a resistor arranged in the accumulator circuit.
Aus der französischen Patentschrift 1410 526 ist ein Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge mit einem, einen Doppelbasistransistor aufweisenden Spannungsregler bekannt. Zur Ansteuerung der zwischen Generator und Batterie geschalteten steuerbaren Gleichrichter wird die Batteriespannung mit Hilfe des Doppelbasistransistors in eine Impulsfolge zerlegt. Mit Hilfe dieser Vorrichtung ist es möglich, den Ladevorgang zu überwachen; eine Überwachung des Ladezustandes ist jedoch nicht möglich.From the French patent specification 1410 526 a three-phase generator for motor vehicles is with a voltage regulator having a double base transistor is known. To control the between The generator and battery-switched controllable rectifier will use the battery voltage With the help of the double base transistor it is broken down into a pulse train. With the help of this device it is possible monitor the charging process; however, it is not possible to monitor the state of charge.
Bei Akkumulatoren ist es notwendig, um jederzeit die noch im Akkumulator enthaltene Strommenge kontrollieren zu können, Amperestundenzähler vorzusehen. Da weiterhin die Kapazität des Akkumulators mit der Zahl der erfolgten Aufladungen und Entladungen abnimmt, werden Zyklenzähler benötigt, um die voraussichtliche Lebenserwartung des Akkumulators zu bestimmen. Bisher wurde zu diesem Zweck insbesondere elektromechanisch arbeitende Amperestundenzähler bzw. Zyklenzähler verwendet. In the case of accumulators, it is necessary to use the amount of electricity still contained in the accumulator at all times to be able to control, to provide ampere-hour meters. There continues to be the capacity of the accumulator decreases with the number of charges and discharges, cycle counters are required, to determine the expected life expectancy of the accumulator. So far this has been Purpose in particular electromechanically operating ampere-hour counters or cycle counters are used.
Derartige mechanische Zähler besitzen den Nachteil sich bewegender Teile und sind fertigungsmäßig mit hohen Kosten belastet. Dazu sind sie insbesondere dann nur schwierig einzusetzen, wenn die mit der Zyklenzahl abnehmende Kapazität des Akkumulators berücksichtigt werden soll. Bekannte Einrichtungen, in denen sowohl die Zahl der Zyklen gezählt werden als auch die nichtlineare Kennlinie der Kapazität des Akkumulators berücksichtigt werden soll, arbeiten mit mechanisch verstellbaren Widerständen zur Ansteuerung der Amperestundenzähler sowie mit Untersetzungsgetrieben (österreichische Patentschrift 238 830).Such mechanical counters have the disadvantage of moving parts and are manufactured burdened with high costs. For this purpose, they are particularly difficult to use if the the number of cycles decreasing capacity of the accumulator should be taken into account. Well-known institutions, in which both the number of cycles and the non-linear capacity curve are counted of the accumulator should be taken into account, work with mechanically adjustable resistors for controlling the ampere-hour counter and with reduction gears (Austrian patent specification 238 830).
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Überwachung des Ladezustandes des Akkumulators zu entwickeln, die wenig störanfällig, kostenmäßig günstig und raumsparend ist.The object of the invention is to provide a device for monitoring the state of charge of the accumulator to develop that is less prone to failure, inexpensive and space-saving.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch den Spannungsabfall an dem Widerstand ein in der Emitter-Basis 1-Strecke eines Doppelbasistransistors angeordneter Kondensator aufladbar ist und daß an der Basis 1 dieses Transistors Impulse entstehen, von welchen direkt oder über weitere Transistoren verstärkt elektromechanische oder elektronische Zähleinrichtungen ansteuerbar sind.According to the invention, this object is achieved in that the voltage drop across the resistor a capacitor arranged in the emitter-base 1 path of a double base transistor can be charged is and that at the base 1 of this transistor pulses arise, from which directly or via further Transistors, electromechanical or electronic counting devices can be controlled more intensely.
Im folgenden ist an Hand der Figur die erfindungsgemäße Vorrichtung näher erläutert. Im Stromkreis eines Akkumulators 1 mit Verbraucher 2 ist ein Meßwiderstand 3 angeordnet, an dem ein dem Akkumulatorstrom proportionaler Spannungsabfall auftritt. In the following, the figure according to the invention is based on the figure Device explained in more detail. In the circuit of an accumulator 1 with consumer 2 is a Measuring resistor 3 arranged at which a voltage drop proportional to the accumulator current occurs.
Der am Teilwiderstand 31 des Meßwiderstandes 3 entstehende Spannungsabfall steuert einen Transistor 4 an, in dessen Kollektorkreis ein Kondensator 5 liegt. Dieser Kondensator liegt gleichzeitig in der Emitter-Basis 1-Strecke (E-B 1) eines Doppelbasistransistors 6. Sobald der Kondensator 5 über Transistor 4 auf eine bestimmte Spannung aufgeladen ist, wird der Doppelbasistransistor 6 instabil, d. h. seine Emitter-Basis 1-Strecke wird leitend.The voltage drop occurring at the partial resistor 31 of the measuring resistor 3 controls a transistor 4, in the collector circuit of which there is a capacitor 5. This capacitor is also in the Emitter-base 1 path (E-B 1) of a double base transistor 6. As soon as the capacitor 5 over transistor 4 is charged to a certain voltage, the double base transistor 6 becomes unstable; H. his Emitter-base 1 path becomes conductive.
Der Kondensator wird dann über Widerstand? entladen und der Vorgang wiederholt sich von
neuem. Die Wiederholungsfrequenz ist direkt proportional dem Spannungsabfall am Widerstand 31.
Die an der Basis des Transistors 6 auftretenden Impulse dienen zur Ansteuerung eines Zählwerkes,
beispielsweise zur Betätigung eines Zählrelais 8. In der vorliegenden Schaltung werden die Impulse jedoch
noch über den weiteren Transistor 9 verstärkt. Damit sowohl bei der Ladung als auch bei Entladung
ein Zählwerk betätigt wird, ist der Meßwiderstand 3 in zwei Teilwiderstände 31 und 32 aufgeteilt.
Vom Teilwiderstand 32 wird in gleicher Weise über Transistor 4', Kondensator 5' und Doppelbasistransi-The capacitor will then have a resistor? discharged and the process is repeated again. The repetition frequency is directly proportional to the voltage drop across resistor 31.
The pulses occurring at the base of the transistor 6 are used to control a counter, for example to operate a counting relay 8. In the present circuit, however, the pulses are amplified via the further transistor 9. The measuring resistor 3 is divided into two partial resistors 31 and 32 so that a counter is operated both during charging and discharging. The partial resistor 32 is in the same way via transistor 4 ', capacitor 5' and double base transistor
stör 6' das Zählrelais 8' angesteuert. Die Spannungsversorgung der Einrichtung erfolgt über Widerstand 10 und Zenerdiode 11 aus dem zu überwachenden Akkumulator, der durch den geringen Spannungsbedarf der Anordnung nur geringfügig belastet wird.malfunction 6 'the counting relay 8' is activated. The power supply the device takes place via resistor 10 and Zener diode 11 from the to be monitored Accumulator, which is only slightly loaded due to the low voltage requirement of the arrangement.
Um die noch im Akkumulator verbleibende Elektrizitätsmenge direkt anzuzeigen, kann über die beiden Zählrelais 8 bzw. 8' ein Differenzzählwerk angetrieben werden.To directly display the amount of electricity still in the accumulator, you can use the two Counting relay 8 or 8 'a differential counter are driven.
Über Endkontakte der Zählrelais können hier nicht dargestellte weitere Zählrelais betätigt werden, um die Anzahl der Zyklen zu registrieren.Additional counting relays (not shown here) can be operated via end contacts of the counting relays. to register the number of cycles.
Zur Berücksichtigung des Ladefaktors können Widerstände 13,13' zwischen Emitter des Doppelbasistransistors 6 bzw. 6' und Kollektor des Transistors 4 bzw. 4' oder zweckmäßiger in den Emitterkreis des Transistors 4 bzw. 4' eingesetzt werden. Das Verhältnis dieser Widerstände wird entsprechend dem Ladefaktor gewählt.To take account of the charge factor, resistors 13, 13 'can be placed between the emitters of the double base transistor 6 or 6 'and collector of the transistor 4 or 4' or, more appropriately, in the emitter circuit of the transistor 4 or 4 'are used. The ratio of these resistances will be accordingly chosen according to the load factor.
Eine Möglichkeit die Verluste im Meßwiderstand 3 herabzusetzen besteht darin, den Transistor 4 durch einen Differenzverstärker, der den Kondensator 5 ansteuert, zu ersetzen. Durch die höhere Empfindlichkeit des Differenzverstärkers kann der Meßwiderstand sehr niederohmig gewählt werden. Weiterhin kann im Eingangskreis an Stelle der Transistoren 4 und 4' ein Feldeffekttransistor eingesetzt werden, der wegen seines hohen Eingangswiderstandes ebenfalls nur sehr geringe Spannungen zum Ansteuern benötigt.One possibility of reducing the losses in the measuring resistor 3 is to use the transistor 4 by a differential amplifier that controls the capacitor 5 to replace. Because of the higher sensitivity of the differential amplifier, the measuring resistor can be selected to be very low-resistance. Farther a field effect transistor can be used in the input circuit instead of transistors 4 and 4 ', which, because of its high input resistance, also only has very low voltages to control it needed.
ίο Neben einer genauen und zuverlässigen Arbeitsweise besitzt die gezeigte Vorrichtung noch den besonderen Vorteil, daß die Kapazitätsabnahme des Akkumulators mit steigender Zyklenzahl ohne besonderen Aufwand berücksichtigt wird, da die nicht-ίο In addition to an accurate and reliable way of working the device shown has the particular advantage that the decrease in capacity of the Accumulator is taken into account with increasing number of cycles without any special effort, since the non-
X5 lineare Kapazitäts-Kennlinie des Akkumulators durch die Wahl des Arbeitsbereiches der Transistoren 4 bzw. 4' ausgeglichen werden kann. Wenn auf diese Möglichkeit kein besonderer Wert gelegt wird, können die Transistoren 4 bzw. 4' wegfallen, so daß der Doppelbasistransistor direkt über den Kondensator 5 und Meßwiderstand angesteuert wird.X5 linear capacity curve of the accumulator can be compensated for by the choice of the working range of the transistors 4 and 4 '. When on this possibility is not particularly important, the transistors 4 and 4 'can be omitted, so that the double base transistor is controlled directly via the capacitor 5 and measuring resistor.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (8)
Die an der Basis des Transistors 6 auftretenden Impulse dienen zur Ansteuerung eines Zählwerkes, beispielsweise zur Betätigung eines Zählrelais 8. In der vorliegenden Schaltung werden die Impulse jedoch noch über den weiteren Transistor 9 verstärkt. Damit sowohl bei der Ladung als auch bei Entladung ein Zählwerk betätigt wird, ist der Meßwiderstand 3 in zwei Teilwiderstände 31 und 32 aufgeteilt. Vom Teilwiderstand 32 wird in gleicher Weise über Transistor 4', Kondensator 5' und Doppelbasistransi-The capacitor is then discharged through resistor 7 and the process is repeated again. The repetition frequency is directly proportional to the voltage drop across resistor 31.
The pulses occurring at the base of the transistor 6 are used to control a counter, for example to operate a counting relay 8. In the present circuit, however, the pulses are amplified via the further transistor 9. The measuring resistor 3 is divided into two partial resistors 31 and 32 so that a counter is operated both during charging and discharging. The partial resistor 32 is in the same way via transistor 4 ', capacitor 5' and double base transistor
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