DE2043660B2

DE2043660B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung von Batterien

Info

Publication number: DE2043660B2
Application number: DE2043660A
Authority: DE
Inventors: Peter 7014 Kornwestheim Andrae; 7250 Leonberg Meyer-Staufenbiel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1970-09-03
Filing date: 1970-09-03
Publication date: 1975-06-19
Also published as: DE2043660A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von Batterien, insbesondere auch von Kraftfahrzeugbatterien mit vergossenen Zellenverbindern.

Bei neueren, im Handel befindlichen Kraftfahrzeugbatterien sind die Zellenverbinder nicht mehr zugänglich. Dadurch lassen sich Batterieprüf geräte mit Einzelzellenprüfung nicht mehr verwenden. Um Batterien in automatisierten Werkstätten schnell und zuverlässig prüfen zu können, muß daher eine Messung an den Polklemmen erfolgen.

Durch Messen der Leerlaufspannung kann unter bestimmten Voraussetzungen der Ladezustand ermittelt werden. Dieses Verfahren entspricht der herkömmlichen Säuredicht-Messung mittels eines Areometers.

Durch Messen der Klemmenspannung beim Belasten mit einem definierten Widerstand läßt sich eine weitere Aussage machen, die jedoch sowohl vom Batteriezustand als auch vom Ladezustand abhängig ist. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem zuverlässige Aussagen über den Ladezustand und über den allgemeinen altersbedingten Zustand der Batterie gemacht werden können.

Die Aufgabe kann dadurch gelöst werden, daß gemäß der Erfindung in einem ersten Prüfvorgang die Batterie mit einem definierten Belastungswiderstand belastet wird und die dabei an den Klemmen der Batterie anliegende Spannung mit Hilfe eines Meßinstrumentes gemessen und der gemessene Wert gespeichert wird und daß nach einer definierten Pause in einem zweiten Prüfvorgang die Leerlaufspannung mit dem Meßinstrument gemessen und mit dem gespeicherten Wert der Klemmenspannung mit Hilfe einer logischen Schalteinrichtung verknüpft wird und durch die Verknüpfungeine Aussage über den Zustand der Batterie gewonnen wird.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Veriahrens.

ErfindungsgemiiB ist die Vorrichtung mit einer Zeitschaltvorrichtung versehen, die das Anlegen und Abtrennen des Belastungswiderstandes an die Klemmen der Batterie auslöst, wobei während der Belastungsphase die Klemmenspannung der Batterie an einem ersten Schwellwertschalter angelegt ist, der in Abhängigkeit von der angelegten Spannung in eine seiner beiden Schaltlagen kippt und daß nach der Belastungsprüfung infolge Auslösung durch die Zeitschaltvorrichtung ein zweiter Schwellwertschalter an die Batterie angeschlossen ist, wobei dieser Schwellwertschalter in Abhängigkeit von der nach der Belastungsprüfung ansteigenden Leerlaufspannung in eine seiner beiden Schaltlagen kippt.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Einzel-

heiten ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und aus den Zeichnungen.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaues des Batterieprüfgerätes und

Fig. 2 den Spannungsverlauf an den Klemmen der Batterie während der beiden Prüfvorgänge.

Gemäß Fig. 1 ist eine Batterie 10 mit einem Meßinstrument 11 verbunden. Weiterhin i»t an d'e Batterie 10 ein einstellbarer Belastungswiderstand 12 angeschlossen. Die Einstellung des Belastungswiderstandes erfolgt mit einem von Hand betätigbaren Schalter. Bei der Einstellung des Belastungswiderstandes 12 mit Hilfe des Schalters 13 werden die Batteriegröße und ihr Aufbau, die ihren Ausdruck in dem Kälteprüfstrom der Batterie finden, berücksichtigt. Weiterhin ist eine Zeitschaltvorrichtung 14 vorgesehen, die nach einer durch den Startschalter 15 erfolgten Auslösung den Belastungswidcrstand 12 für eine Zeit /,, beispielsweise für 30 Sekunden, an die Batterie anlegt. Dadurch fließt ein hoher Entladestrom, der dem Anlaßstrom entspricht, über den definierten Belastungswiderstand 12. Die von dem Gerät bestimmte Belastungszeit ist dabei so bemessen, daß einerseits der Zeitraum ausreicht, um chemische Ausgleichsvorgänge in der Batterie zu eliminieren. Während der Belastung wird die Klemmenspannung der Batterie gemessen und mit Hilfe des Meßinstrumentes 11 als Startvermögen angezeigt. Am Ende der sich über die Zeit r, erstreckenden Belastungsprüfung wird die Klemmenspannung, die während des Prüfvorganges an einen ersten Schwellwertschalter 16 angelegt ist, dort gespeichert, d.h. der Schwellwertschalter 16, der beispielsweise eine bistabile Multivibratorschaltung sein kann, kippt in die eine oder in die andere Schaltlage, je nachdem, welchen Wert die Klemmenspannung während der Belastungsprobe erreicht hat.

Nach der Belastungsprobe wird eine Zeit f, durch die Zeitschalteinrichtung bestimmt. Während dieser Zeit r₂, die beispielsweise zweieinhalb Minuten betragen kann, steigt die Klemmenspannung auf den Leerlaufwert der Batterie. Nach Erreichen des Beharrungszustandes läßt sich der Ladezustand der Batterie entsprechend der an dem Meßinstrument 11 angezeigten Spannung ablesen. Die wählend der Zeit f₂ bei ordnungsgemäßen Batterien ansteigende Spannung ist an einen zweiten Schwellwertschalter 17 angelegt. Dieser Schwellwertschalter 17 kippt in die eine oder andere Schaltlage, je nachdem, ob die ansteigende Spannung, d.h. die Leerlaufspannung der Batterie, über oder unter einem festgelegten Wert liegt. Nach der von der Zeitschalteinrichtung bestimmten Zeit i_: werden beide Schwellwertschalter an eine logische Schalteinrichtung, beispielsweise eine UND-Schaltung oder eine ODER-Schaltung oder die Kombination dieser beiden Schaltungen angelegt. Hierbei wird nun der allgemeine Zustand der Batterie durch Verknüpfung der beiden an den Schwellwertschalter 16 und 17 anliegenden Ausgangssignale ermittelt.

In Fig. 2 ist der Grenzverlauf der Batteriespannung bei einem Testvorgang aufgezeichnet. Liegt der jeweils gemessene Spannungswert oberhalb des Kurvenzuges, dann bedeutet dies ein positives Meßergebnis, während ein unterhalb des Kurvenzuges liegender Meßwert ein negatives Meßergebnis bedeutet.

Gibt der Schwellwertschalter 16 beispielsweise ein Signal ab, das dem Feld α in Fig. 2 entspricht, und Schwellwertschalter 17 gibt ein Signal ab, das dem Feld c in Fig. 2 entspricht, dann ist die Batterie gut. Die Batterie ist ebenfalls gut, wenn Feld a und Feld d

ίο erreicht wird. Wenn Werte in den Feldern b und c erreicht werden, ist die Batterie defekt, und bei Werten in den Feldern b und d muß die Batterie nachgeladen werden. Da im Falle b und d nicht ausgeschlossen werden kann, daß die Batterie ebenfalls defekt ist, muß bei diesen Werten b und d nach dem Laden eine weitere Prüfung erfolgen. Ändern sich dann die gemessenen Werte nicht, d. h. zeigen die Schwellwertschalter immer noch die den Werten b und d entsprechenden Signale, dann ist die Batterie defekt.

ao Um diese Werte einfach zu ermitteln, bzw. der Prüfperson anzuzeigen, ist die logische Schalteinrichtung 18 mit einem Anzeigeteil 19 verknüpft, der mit drei Glühbirnen 20, 21, 22 versehen ist. Die erste Glühbirne 20 leuchtet auf, wenn die Batterie gut ist,

»5 die zweite Glühbirne 21 leuchtet auf, wenn die Batterie defekt ist, und die dritte Glühbirne 22 brennt dann, wenn die Batterie nachgeladen werden soll.

Die Einrichtung zur Prüfung der Batterie ist zweckmäßigerweise so ausgestattet, daß der Startschalter 15

mit verschiedenen Überwachungseinrichtungen kombiniert ist. So ist eine Überwachungseinrichtung vorgesehen, die dafür sorgt, daß der Startschalter nicht in Betrieb genommen werden kann, wenn die Klemmenspannung der Batterie einen festgelegten Min destwert unterschreitet, d. h. wenn von vornherein ersichtlich ist, daß die Batterie defekt ist. Zweitens ist eine Überwachungseinrichtung vorgesehen, die eine Betätigung des Startschalters 15 verhindert, wenn keine Testbatterie an das Prüfgerät angeschlossen ist oder wenn eine Batterie mit falscher Polarität angeschlossen ist. Da die Überwachungseinrichtung und der Startschalter eine eigene Versorgungsbatterie 23 aufweisen, kann in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung der Startschalter 15 mit einer Einrichtung

♦5 versehen sein, die überwacht, ob die Versorgungsspannungsquelle 23 eine ausreichende Spannung zur Verfügung stellt bzw. ob die Versorgungsbatterie mit richtiger Polarität angeschlossen ist.

Zweckmäßigerweise ist die Prüfvorrichtung auch mit einem Umschalter 13 versehen, der in Abhängigkeit von der Nennspannung der angeschlossenen Testbatterie 10 die Meßbereiche des Meßinstrumentes 11 und der Schwellwertschalter 16 und 17 ändert. Mit der beschriebenen Prüfeinrichtung lassen sich also Batterien auf ihren allgemeinen Zustand prüfen, indem ein dem Prüfgerät vorgegebenes Prüfprogramm abgewickelt wird und dabei die Klemmenspannung bei Belastung und darauffolgend die Leerlaufspannung der Batterie ermittelt wird. Durch Verknüpfung der beiden ermittelten Werte läßt sich eine Aussage über den Allgemeinzustand der Batterie treffen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Prüfung von Batterien, insbesondere von Kraftfahrzeugbatterien mit vergössenen Zellenverbindern, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Prüf Vorgang die Batterie (10) mit einem definierten Belastungswiderstand (12) belastet wird und die dabei an den Klemmen der Batterie (10) anliegende Spannung (U_k) mit "> Hilfe eines Meßinstrumentes (11) gemessen und der gemessene Wert gespeichert wird und daß nach einer definierten Pause in einem zweiten Prüfvorgang die Leerlaufspannung mit dem Meßinstrument (11) gemessen wird und mit dem ge- *5 speicherten Wert der Klemmenspannung mit Hilfe einer logischen Schalteinrichtung (18) verknüpft wird und durch die Verknüpfung eine Aussage über den Zustand der Batterie (10) gewonnen wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zeitschaltvorrichtung (14) vorgesehen ist, die das Anlegen und Abtrennen des Belastungswiderstandes (12) an die Klemmen der Bat- ^a5 terie (10) auslöst, wobei während der Belastungsphase die Klemmenspannung der Batterie (10) in einen ersten Schwellwertschalter (16) angelegt ist, der in Abhängigkeit von der angelegten Spannung

in seine erste oder zweite Schaltlage kippt und daß nach der Belastungsprüfung infolge Auslösung durch die Zeitschaltvorrichtung (14) ein zweiter Schwellwertschalter (17) an die Batterie (10) angeschlossen ist, wobei dieser Schwellwertschalter (17) in Abhängigkeit von der nach der BeIastungsprüfung gemessenen Leerlaufspannung in seine erste oder zweite Schaltlage kippt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Schwellwertschalter (16, 17) mit einem logische Bauglieder 4< > aufweisenden Auswertungsteil (18) verbunden sind, wobei die Zeitschaltvorrichtung (14) nach Ablauf des ersten und zweiten Prüfvorganges den ein den Zustand der Batterie (10) charakterisierendes Signal bildenden Auswertungsteil (18) mit einem insbesondere 3 Glühlampen (20, 21, 22) aufweisenden Anzeigeteil (19) verbindet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß ein Schalter (15) vorgesehen ist, mit dessen Hilfe der Widerstandswert desBeiastungswiderstandes(13)der Batterie (10) in Abhängigkeit von der Batteriegröße und ihrem Aufbau, insbesondere vom Kälteprüf strom, einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Prüfvorgänge auslösender Startschalter (15) vorgesehen ist, der eine Überwachungseinrichtung für die Polarität des Anschlusses der Batterie (10) und eine Überwachungseinrichtung für den bei Belastung der Batterie über den Belastungswiderstand fließenden Strom aufweist, wobei der Startschalter (15) nicht betätigbar ist, wenn eine Mindestklemmenspannung der Batterie (10) nicht vorliegt.

6. Hinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Startschalter und die mit ihm verbundenen Überwachungseinrichtungen mit einer eigenen Betriebsspannungsquelle (23) versehen sind, wobei der Startschalter eine Auslösung des Testvorganges verhindert, wenn die Spannung der Betriebsspannungsquelle zu niedrig oder von falscher Polarität ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Batteviespannung abhängiger, die Umschaltpunkte der Schwellwertschalter (16,17) und den Meßbereich des Meßinstrumentes (11) ändernder Umschalter vorgesehen ist.