DE2129875C3 - Elektrische Anlage für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Elektrische Anlage für KraftfahrzeugeInfo
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- H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
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- H02J7/1492—Regulation of the charging current or voltage otherwise than by variation of field by means of controlling devices between the generator output and the battery
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Description
35
Die Erfindung betrifft eine elektrische Anlage für Kraftfahrzeuge, mit einer Batterie, einem Wechselstrom-Generator
zum Laden der Batterie, einem Spannungsregler zur Regelung des Ausgangs des Generators, wobei der Ausgang vom Generator
zwischen einen ersten Pluspol und einen ersten Minuspol der Batterie gelegt ist, und mit verschiedenen
Verbrauchern.
Aus der Zeitschrift »Motor-Rundschau«, 1968, Heft 25, Seite 1092 ist eine elektrische Anlage für «
Kraftfahrzeuge bekannt, bei der eine Batterie mit einem geregelten Wechselstrom-Generator geladen wird und
mit der Batterie verschiedene Verbraucher verbunden sind.
Eine solche bekannte Anlage ist jedoch aus folgenden Gründen störanfällig. Obgleich der Spannungsregler in
einer elektrischen Anlage eines Kraftfahrzeuges eine mittlere Spannungshöhe hält, die nicht zur Beschädigung
irgendeines Verbrauchers des Kraftfahrzeuges führt, erzeugt der Generator von Zeit zu Zeit kurze
Spannungs- und/oder Stromausgänge hoher Werte. Normalerweise schaden diese flüchtigen Vorgänge den
Verbrauchern nicht, weil die Batterie einen Glättungseffekt hat, der deren Wirkung auf die Spannung der
Anlage ausreichend reduziert. Wenn im Betrieb aus ·><> irgendeinem Grunde jedoch die Batterie getrennt wird,
beispielsweise wegen einer lockeren Verbindung, leitet der Generator Strom zu den Verbrauchern des
Kraftfahrzeuges ohne den Glättungseffekt der Batterie, und es besteht die Möglichkeit, daß Schaden entstehen. ■■'>
Dieses Problem ist in der Vergangenheit nicht besonders schwerwiegend gewesen, jedoch führt der
zunehmende Einsatz von Wechselstrom-Generatoren ajs Generator eines Kraftfahrzeuges zu höheren
Überspannungen, als das bei einem Dynamo der Fall ist
Ferner werden jetzt üblicherweise Halbleiterelemente in Kraftfahrzeugen verwendet, und diese Elemente sind
für solche Überspannungen anfälliger.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer elektrischen Anlage für Kraftfahrzeuge die Auswirkung
von Oberspannungen auf die Verbraucher auch dann zu vermeiden, wenn die Batterie z. B. durch das Lösen einer
Polklemme von der elektrischen Anlage getrennt ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß alle bei einer Trennung von der Batterie
störanfälligen Verbraucher zwischen einen zweiten Pluspol und einen zweiten Minuspol der Batterie
geschaltet sind.
Jedes Paar gleichnamiger Pole an der Batterie kann durch zwei getrennte Pole oder durch einen einzigen
Pol gebildet sein, der zwei Anschlußpunkte hat. Es versteht sich, daß es ein wichtiger Faktor ist, dafl keine
Verbindung zwischen den Stromzuführungen vom Generator und den Stromzuführungen zum Verbraucher
besteht, außer durch die Batterie. In Anbetracht dessen kann ein Schaden als Folge einer Trennung der
Batterie nur unter den sehr unwahrscheinlichen Umständen auftreten, daß das Paar Plus-Stromzuführungen
oder Minus-Stromzuführungen beide gleichzeitig getrennt werden und sich anschließend verbinden.
Die Erfindung ist im nachfolgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die
Zeichnung näher erläutert.
Die in der Zeichnung dargestellte elektrische Anlage weist eine Batterie 11 mit einem ersten und einem
zweiten Pluspol 12 bzw. 13 und einem ersten und einem zweiten Minuspol 14 bzw. 15 auf. Das jeweilige Paar
Plus- oder Minuspole kann durch getrennte Bolzen an der Batterie oder durch einen einzigen Bolzen mit zwei
getrennten Anschlußpunkten gebildet sein. Eine besonders zweckmäßige Anordnung in dieser Hinsicht ist,
einen Polbolzen vorzusehen, der eine abgestufte kegelstumpfartige Gestalt hat und zwei konische
Partien vorsieht, die durch die Abstufung getrennt sind. Die beiden erforderlichen Verbindungen erfolgen an
den beiden konischen Partien.
Die Batterie 11 wird über einen feldgewickelten Wechselstrom-Generator 16 geladen, dessen Ausgang
über einen Zweiweggleichrichter an die Pole 12 und 14 geleitet wird, wie das dargestellt ist. Ein Hilfsausgang
erfolgt über drei zusätzliche Dioden 17 und geht zu einer Energieleitung 18.
Gemäß der Darstellung ist der Pol 15, jedoch nicht der Pol 14, mit Masse verbunden. Es versteht sich, daß
der eine oder der andere der Pole 14 und 15 mit Masse verbunden sein kann, jedoch nicht beide, und was die
praktische Ausführung anbelangt, ist es erheblich zweckmäßiger, einen unter Strom stehenden Pol 14 als
einen unter Strom stehenden Pol 15 vorzusehen. Die Zündanlage 19 ist über den Zündschalter 21 zwischen
die Pole 13 und 15 geschaltet, und die Lichtanlage 22 des Kraftfahrzeuges ist über den Lichtschalter 23 zwischen
die Pole 13 und 15 geschaltet.
Der Spannungsregler weist zwei Widerstände 24 und 25 auf, die direkt zwischen die Pole 12 und 14 geschaltet
sind und deren Werte ausreichend hoch sind, im sicherzustellen, daß der konstante Slromabiluß der
Batterie vernachlässigt werden kann.
Die Verbindung zwischen den Widerständen 24 und 25 ist über eine Zenerdiode 26 mit der Steuerelektrode
eines n-p-n-Transistors 27 verbunden, dessen Emissions-
elektrode mit dem Pol 14 und dessen Kollektor über einen Widerstand 28 mit der Leitung 18 verbunden ist.
Ferner ist der Kollektor mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors 29 verbunden, dessen Kollektor über
einen Widerstand 31 mit der Leitung 18 und dessen Emissionselektrode mit der Steuerelektrode eines
n-p-n-Transistors 32 verbunden ist. Der Transistor 32 ist mit seiner Emissionselektrode mit dem Pol 14 und mit
seinem Kollektor mit der Leitung 18 über die Feldwicklung 33 des Wechselstrom-Generators 16
verbunden. Zur Wicklung 33 ist dabei eine Diode 34 parallelgeschaltet Der Kollektor des Transistors 32 ist
über einen Widerstand 35 und einen Kondensator 36 in Reihe mit der Steuerelektrode des Transistors 27
verbunden, und die Leitung 18 ist mit dem Pol 13 über eine Kontrollampe 37 in Reihe mit dem Zündschalter 21
verbunden.
Wenn der Schalter 21 geschlossen wird, Ie;_chtet die
Lampe 37 auf, und durch den Widerstand 28 fließender Strom schaltet die Transistoren 29 und 32 ein, so daß die
Feldwicklung 33 erregt wird. Sobald der Wechselstrom-Generator einen Ausgang erzeugt, schaltet die Spannung
an der Leitung 18 die Lampe 37 aus. Wenn die Spannung einen Sollwert erreicht, leitet die Zenerdiode
26, um den Transistor 27 einzuschalten, wodurch Steuerelektrodenstrom von den Transistoren 29 und 32
entfernt wird. Auf Grund des Rückkopplungswegs 35, 36 schwingt die Schaltung in bekannter Weise, um eine
mittlere Stromstärke in der Wicklung 33 zu halten, so daß die Batteriespannung geregelt wird. Es versteht sich
natürlich, daß der in der Zeichnung dargestellte Regler nur ein Beispiel ist und daß eine Vielzahl anderer Regler
verwendet werden können.
Es ist in der dargestellten Anordnung klar, daß die einzige Verbindung zwischen dem Wechselstrom-Generator
16 und den Verbrauchern, die störanfällig sind, die Batterie 11 ist, so daß es praktisch unmöglich ist, daß
die Batterie getrennt wird und irgendein Verbraucher direkt in Verbindung mit dem Wechselstrom-Generator
gelangt
Der Regler ist effektiv zwischen die Pole 12 und 14 geschaltet derart, daß seine Wirkung aufrechterhalten
bleibt, falls eine Trennung der Batterie von dem Wechselstrom-Generator erfolgt, um damit den Leistungsverlust
in der Feldwicklung zu regeln.
ίο Die mechanische Verbindung des spannungsabhängigen
Potentiometers 24,25 erfolgt vorzugsweise so nahe wie möglich an den Batteriepolen 12 und 14, um eine
genaue Spannungsmessung sicherzustellen. Wenn der Regler innerhalb des Gehäuses des Wechselstrom-Generators
untergebracht ist, können die Wechselslrom-Generator/Batterie- und Regler/Batterie-Kabel in
einem einzigen Kabelbaum als Starkstrom- bzw. Schwachstromkabel zusammengefaßt werden, wobei
das Schwachstromkabel elektrisch mit dem Starkstromkabel nahe am Batteriepol verbunden ist
Während es wünschenswert ist daß der Regler den Feldstrom des Wechselstrom-Generators bei einer
Trennung der Batterie regelt, ist es klar, daß die elektrische Anlage des Kraftfahrzeugs auch mit anderen
Reglern geschützt werden kann, die so angeordnet sind, daß der Feldstrom unter diesen Bedingungen nicht vom
Regler geregelt wird.
Der Anlaßmotor ist beim Ausführungsbeispiel nicht dargestellt, er kann jedoch an jeder beliebigen
geeigneten Stelle angeschlossen sein. Der Anlaßmotor kann beispielsweise zwischen die Pole 12 und 14
geschaltet sein, und in diesem Fall ist es zweckmäßig, eines der Ausgangskabel des Generators mit dem Kabel
des Anlaßmotors zu verbinden, wobei beide Kabel dann mit einem der Pole 12 oder 14 verbunden werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Elektrische Anlage für Kraftfahrzeuge, mit einer Batterie, einem Wechselstrom-Generator zum
Laden der Batterie, einem Spannungsregler zur Regelung des Ausgangs des Generators, wobei der
Ausgang vom Generator zwischen einen ersten Pluspol und einen ersten Minuspol der Batterie
gelegt ist, und mit verschiedenen Verbrauchern, dadurch gekennzeichnet, daß alle bei einer
Trennung von der Batterie (11) störanfälligen Verbraucher (Zündanlage 19; Lichtanlage 22)
zwischen einen zweiten Pluspol (13) und einen zweiten Minuspol (15) der Batterie (11) geschaltet
sind.
2. Elektrische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Paar gleichnamiger
Pole durch zwei getrennte Pole (12 und 13; 14 und 15) gebildet ist
3. Elektrische Anlage nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Paar gleichnamiger
Pole durch einen einzigen Pol gebildet ist, der zwei Anschlußpunkte hat
4. Elektrische Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zwei Anschlußpunkte
aufweisende Pol in der Form eines einzigen Bolzens in abgestufter kegelstumpfartiger Gestalt vorgesehen
ist, der zwei konische Partien bildet, welche durch die Abstufung getrennt sind, wobei die
erforderlichen Verbindungen jeweils mit den beiden konischen Partien hergestellt sind.
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