DE2417391A1

DE2417391A1 - Verfahren zur ueberpruefung des ladezustandes einer bleibatterie

Info

Publication number: DE2417391A1
Application number: DE2417391A
Authority: DE
Inventors: David C Jones
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1973-04-12
Filing date: 1974-04-09
Publication date: 1974-10-24
Also published as: SE393905B; JPS501333A; SE7610342L; AU6413474A; GB1454358A; BR7402383D0; SE7610341L; DE2417391C2; JPS5648836B2; US3857087A; AU464238B2; CA985372A; SE407725B; SE407726B

Description

PATENTANWALT DiPL ING. HANS-PETER GAUGER

P.A. DIPL. ING. HANS-PETER GAUCER 8 MÜNCHEN 81 EFFNERSTR. 43 8 MÜNCHEN 81

EFFNERSTRASSE 43 TELEFON 089/980762

TELEGRAMMADRESSE:

2 A 1 / 3 3 1 GAUPAT MÜNCHEN

IHR ZEICHEN: MEIN ZEICHEN: GFK-205Q DATUM:

YOUR REF.: MY REF.: DATEs

Anwaltsakte; GFK-2659

FORD-WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 5 KÖLN-DEUTZ, OTTOPLATZ 2

Verfahren zur Überprüfung des Ladezustandes einer Bleibatterie,

Nach der herkömmlichen Praxis wird der Ladezustand von Bleibatterien gewöhnlich dadurch überprüft, daß man in den einzelnen Batteriezellen entweder die jeweilige Spannung oder das spezifische Gewicht mißt. Die Entwicklung und Einführung in die Praxis von Anschlüssen, welche durch die Zellenwand hindurchgehen, und von wartungsfreien Batterien läßt diese Prüftechnik jedoch reichlich veraltet erscheinen, weshalb man auch bereits seit längerer Zeit auf der Suche nach einem geeigneten elektrischen Meßverfahren ist, das mit der erforderlichen Genauigkeit arbeitet und mit extremer Einfachheit anzuwenden ist.

Die bislang mit praktisch keinem sichtbaren Erfolg erprobten Meßverfahren basieren meistens auf Spannungsmessungen und in

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POSTSCHECKKONTO MÜNCHEN NR. 2270 98-807 · STÄDTISCHE SPARKASSE MÜNCHEN NR. 29-II 66 21

einigen wenigen Fällen auch auf zeitabhängige Untersuchungen eines Auf- und Entladungsstromes. Dabei werden die jeweiligen Meßergebnisse mit gewissen Normwerten verglichen, die bei der Überprüfung einer größeren Anzahl von Batterien bekannter Qualität ermittelt wurden. Bei allen diesen Meßverfahren werden also die jeweils gemessenen Parameter nicht unmittelbar bezogen auf spezifische Eigenschaften der betreffenden Batterie, an welcher eine solche Messung durchgeführt wird. Diese Art der Überprüfung des Ladezustandes von Bleibatterien ist aus diesem Grund reichlich ungenau und führt damit zwangsläufig zu einer Verfälschung der damit gewollten Gut-Schlecht-Auswahl, die darüber hinaus extrem apparatur- und zeitaufwendig ist.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überprüfung des Ladezustandes einer Bleibatterie, deren Anfangsspannung dabei als bekannt vorausgesetzt werden darf, zu schaffen, welches im Vergleich zu den bisherigen Meßverfahren einfacher durchzuführen ist und genauere Ergebnisse liefert. Die Lösung für diese Aufgabe ist durch den Patentanspruch 1 erfaßt, während die weiteren Ansprüche vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung erfassen.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung, die sich von den bisherigen Praktiken konsequent abwendet, wurde gefunden, daß sich an der Elektrode einer Bleibatterie eine Doppelsohicht-Kapazität bildet, wenn die Batterie mit einem Strom- oder Spannungsimpuls beaufschlagt wird. Eine solche elektrische Doppelschicht· Kapazität ist dabei von vielen Eigenschaften der eigentlichen Elektrode und ihrer Umgebung, also des Elektrolyten, abhängig, wobei als maßgebliche Einflußgrößen die Eintauchtiefe der Elektrode, deren Mikrogefüge, die auf den Elektroden immer zur Ablagerung kommende Schicht eines Reaktionsproduktes, das Potential der Elektrode und die chemischen Eigenschaften des Elektrolyten in Präge kommen. Eine direkte Messung dieser elektrischen Doppelschicht-Kapazität würde daher nach der Er-

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kenntnis der vorliegenden Erfindung die genauesten Meßergebnisse bringen und wäre daher unter diesem Gesichtspunkt gegenüber dem eigentlichen Vorschlag der Erfindung zu bevorzugen, wenn damit nichtder wesentliche Nachteil verbunden wäre, daß für die direkte Messung einer solchen elektrischen Doppelschicht-Kapazität insgesamt drei Elektroden benötigt werden. Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden demgegenüber nur zwei Elektroden benötigt, um Gebrauch von der weiteren Erkenntnis der Erfindung zu machen, daß die benutzten Momentanströme sich mit dem Ladezustand einer Elektrode ändern und daß sie auf die Eigenschaften sowohl von Bleielektroden als auch von Bleidioxyd-Elektroden ansprechen. Es hat sich weiterhin gezeigt, daß alle oben näher angesprochenen Einflußgrößen, welche hauptsächlich die Bildung der besagten Doppelschicht-Kapazität beeinflussen, auch mit den jetzt praktizierten Messungen des erfindungsgemäßen Verfahrens erfaßt werden können, so daß dessen Genauigkeit und Qualität weitgehend an die erwähnten Idealvorstellungen angenähert sind. Außer dem Momentanstrom muß dabei allerdings auch die sog. Polarisation der Elektrode untersucht werden, worunter erfindungsgemäß ein Spannungswechsel in der Elektrode verstanden werden soll, welcher infolge eines Stromdurchganges von bestimmter Größe durch die zwischen dem Blei und der Säure bestehende Grenzschicht entsteht.. Durch die gleichzeitige Erfassung auch dieses Parameters ist also erst die Voraussetzung für die angestrebte und somit bereitgestellte Einfachheit und Genauigkeit eines solchen Verfahrens zur Überprüfung des Ladezustandes einer Bleibatterie geschaffen.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm zur Verdeutlichung der Apparatur, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden kann,

Fig. 2 bis 4 verschiedene Schaubilder für die über der Zeit abgetragene Spannungskurve, die bei der Messung nur

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des Momentanstromes erhalten wird, und

Fig. 5 und 6 entsprechende Schaubilder für die über der Zeit abgetragene Spannungskurve, die bei der Messung sowohl des Momentanstromes als auch der Polarisation erhalten wird.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung kann zunächst als bekannt vorausgesetzt werden, daß jede in eine bestimmte Lösung eingetauchte Metallelektrode ein bestimmtes Potential aufweist, dessen Größe von den Metalleigenschaften und dem chemischen Verhalten der Lösung abhängig ist. Die Potentialdifferenz zwischen dem Metall und der Lösung ergibt nahe der Oberfläche des Metalls eine Abscheidung von Ladungen, nämlich Ionen, wodurch es beispielsweise zur Ansammlung von positiven' Ionen aus der Lösung an der Metalloberfläche kommt, wenn das Metall bezüglich der Lösung negativ ist. Diese Ansammlung von Ladungen an jeder Seite der zwischen dem Metall und der Lösung bestehenden Grenzschicht wird dabei häufig verglichen mit den Verhältnissen, die bei einem aufgeladenen Kondensator vorliegen. Aus diesem Vergleich ist folglich auch die Erklärung dafür zu finden, daß bei einer Veränderung des Potentials des Metalls sich auch die Ladungsmenge an der besagten Grenzschicht ändert.

Diese Änderung wird nun in dem Metall von einer Wanderung der freien Elektronen entweder zur Metalloberfläche hin oder von dieser weg begleitet. Gleichzeitig findet in der Lösung eine Neuordnung der Ionen nahe der Grenzschicht statt. Die Elektronenwanderung im Metall wird dabei allgemein als ein faradayfreier Strom bezeichnet, weil über die Grenzschicht hinweg kein Ladungsaustausch stattfindet und deshalb auch keine elektrochemische Reaktion. Ein solcher faradayfreier Stromfluß begleitet immer einen Wechsel des Potentials eines Metalls, in welchem Zusammenhang andererseits als bekannt vorausgesetzt werden kann, daß jeder bei einer chemischen Reaktion auftretende Stromfluß als Paraday-Strom bezeichnet wird. Das Auftreten eines

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solchen Paraday-Stromes ist dabei abhägnig hauptsächlich vom Potentialbereich, der Eigenheit des Metalls, dem chemischen Verhalten der Lösung und der fraglichen Temperatur, unter welcher das Metall und die Lösung stehen.

Die Ladungsmenge, welche infolge eines Potentialwechsels zum Fließen gebracht werden kann, ist hauptsächlich abhängig von den Anfangs- und Endwerten des Potentials, der chemischen Eigenschaft der Lösung, der Eigenschaften des Metalls und der Größe der Metalloberfläche, welche der Lösung ausgesetzt ist. Sofern der Potentialwechsel in einem Bereich stattfindet, in welchem keine elektrochemische Reaktion auftritt, dann ist die gesamte Fläche unterhalb der über der Zeit abgetragenen Stromkurve die Gesamtladung, welche in diesem Fall zur Elektrode hin oder von dieser weg fließt. In diesem Zusammenhang ist die genaueste Methode der Herbeiführung eines Potentialwechsels einer Elektrode darin zu sehen, daß man die Elektrode mit einem einzigen Rechteck-Spannungsimpuls beaufschlagt. Der daraus resultierende faradayfreie Stromfluß hat dann zwei Spitzen, die beide gleich groß sein müßten, weil dabei ja die Elektrode am Ende eines solchen Spannungsimpulses wieder auf ihr anfängliches Potential zurückgebraoht wird. Eine Analyse der beiden Spitzen ergibt, daß die erste Spitze auf den für die Aufladung der Elektrode, d.h. die Umwandlung der Niedrigspannung in eine Hochspannung, notwendigen Stromfluß zurückzuführen ist, während die zweite Spitze durch den Stromfluß verursacht wird, der zur Entladung der Elektrode erforderlich ist, d.h. zur Umwandlung von deren Hochspannung in eine Niedrigspannung. Wird der Elektrode dagegen ein Potentialwechsel angeliefert, der in dem Bereich liegt, in welchem eine elektrochemische Reaktion stattfinden kann, dann wird sich zwangsläufig der Verlauf der Stromkurve ändern, d.h. die Stromkurve wird jetzt nicht mehr auf null abfallen, so daß die Flächen unter den beiden Spitzen jetzt auch nicht mehr gleich groß sein werden. Vielmehr wird jetzt die Fläche unter der ersten Spitze größer ausfallen, weil der Spannungsimpuls sowohl einen Fara-

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day-Strom als auch einen faradayfreien Strom erzeugt.

Der aus einer solchen Impulsbeaufschlagung resultierende Stromfluß, der also zwei Spitzen aufweist, jst ein Maßstab für die bereits erläuterte elektrische Doppelschicht-Kapazität, deren Größe von verschiedenen Variablen beeinflußt wird. Da die Messung dieser elektrischen Doppelschicht-Kapazität jedoch die Verwendung einer dritten Spezialelektrode erfordern würde, was reichlich umständlich ist, wurde erfindungsgemäß ein Zweielektroden-System entwickelt, bei welchem in der nachfolgend näher erläuterten Art und Weise eigentlich überhaupt kein Gebrauch gemacht wird von dieser elektrischen Doppelschicht-Kapazität, deren verschiedene Einflußgrößen aber andererseits mit fast derselben Genauigkeit erfaßt und berücksichtigt werden können. Dabei ist als wesentlichstes Teilmerkmal der Erfindung, in welchem sich diese von allen bislang praktizierten Meßverfahren unterscheidet, die momentane Aufladung der Batterie mit einem ziemlich hohen Strom anzusehen, verbunden mit einer Messung des Momentanstromes am Ende dieser Aufladung. Das andere, ebenso wesentliche Teilmerkmal der Erfindung ist die Messung auch der Polarisation, die bei einer vorgenommenen Entladung der Batterie auftritt, denn über diese Kombination der Messung des besagten Momentanstromes und dieser Polarisation wird erst die eigentliche Voraussetzung dafür geschaffen, daß ein solches Meßverfahren im Sinne der damit angestrebten Gut-Schlecht-Prüfung des Ladungszustandes von Batterien mit einer zeitlich vertretbaren Kürze und einer ausreichenden Genauigkeit durchgeführt werden kann. Die zur Messung der Polarisation vorzunehmende Entladung der Batterie ist dabei im übrigen auch unter dem Gesichtspunkt vorteilhaft, daß damit die Batterie für die nachfolgende Aufladung in dem Sinne besser kondizioniert wird, daß dann bei der Messung des Momentanstromes deshalb genauere Werte erhalten werden, weil durch eine solohe Entladung evtl. vorhandene Oberflächenladungen wirksam beseitigt werden.

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Im Sinne der vorstehenden Darlegungen kann damit eine bevorzugte Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in den folgenden Arbeitsschritten erkannt werden:

1. Es wird zunächst die Anfangs spannung E-, der zu prüfenden Batterie gemessen. Ist diese Spannung weniger als 10,5 Volt, dann ist die geprüfte Batterie schlecht und der Test kann dann als beendet angesehen werden.

2. Ist die Anfangsspannung E₁ dagegen größer als 10,5 Volt, dann wird die Batterie für 5 Sekunden über einen Widerstand entladen, der eine Größe von 0,03 Ohm hat. Unmittelbar vor dem Ende dieser Entladung wird die Augenblicksspannung Ep gemessen, um sie von der Anfangsspannung E, subtrahieren zu können und damit ein Maß zur Bestimmung der Polarisation der Elektrode zu erhalten.

3. Sofern dieser aus der Subtraktion der beiden Spannungswerte E, und Ep erhaltene Wert kleiner ist als ein bestimmter Bezugs- oder Sollwert, kann diese Batterie als gut bezeichnet und damit dieser Test als beendet angesehen werden. Wird dagegen ein im Vergleich zum Bezugs- oder Sollwert größerer Unterschiedswert erhalten, dann wird die Batterie einer Ruhezeit von etwa 30 Sekunden ausgesetzt.

4. Nach dem Ablauf dieser Ruhezeit wird die Batterie mit einem Ladestrom beaufschlagt, der dabei so groß sein sollte, daß die Batterie auf ein bestimmtes Ausmaß polarisiert wird, beispielsweise I5 Volt, wobei gleichzeitig eine bestimmte Zeitdauer nicht überschritten werden sollte, beispielsweise im Mittel etwa 55 Millisekunden. Unmittelbar vor dem Ende dieser Aufladung wird dabei dann der Strom i-, gemessen, der zur Aufrechterhaltung der Polarisation bei I5 Volt benötigt wird, und dieser Strom wird dann mit einem bestimmten Bezugsoder Sollwert verglichen, so daß schließlich aus diesem Vergleich dann abschließend gefolgert werden kann, ob die

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betreffende Batterie gut oder schlecht ist. Ist dieser Momentanstrom i, kleiner als der zu berücksichtigende Bezugs- oder Sollwert, dann muß die Batterie als schlecht bezeichnet werden.

Das Verfahren gemäß Erfindung ist beispielsweise mittels einer Einrichtung durchführbar, die in Fig. 1 in einem Blockdiagramm schematisch dargestellt ist. Hierbei ist eine Ausführungsform einer solchen Einrichtung berücksichtigt, welche die gleichzeitige Messung eines Momentanstromes und der Polarisation erlaubt, was nach den vorstehenden Darlegungen die optimale Verwirklichung der Erfindung darstellt. Die Einrichtung besteht in diesem Fall aus einem Steuer- und Regelkreis, der einen Netzanschluß aufweist oder alternativ dazu auch von zwei in Reihe liegenden 12 Volt-Batterien gespeist werden kann. Der Steuer- und Regelkreis wird an die zu prüfende Batterie angeschlossen, so daß anfänglich deren Anfangsspannung E, von einem zugeordneten logischen Schaltkreis erfaßt werden kann. Ist die von diesem erfaßte Anfangsspannung weniger als 10,5 Volt, dann erscheint an einem angeschlossenen Ausleser, wie einem Display-Gerät, die Anzeige, daß die betreffende Batterie schlecht ist. Gleichzeitig wird der Steuer- und Regelkreis gegen die noch vorgesehenen Auf- und Entladungs-Stromkreise blockiert, so daß die betreffende Batterie nicht zu diesen Stromkreisen hin durchgeschaltet werden kann.

Hat der logische Schaltkreis dagegen eine Anfangsspannung E, der Batterie von mehr als 10,5 Volt erfaßt, dann wird dieser größere Spannungswert durch den logischen Schaltkreis gespeichert. Die Speicherkapazität des logischen Schaltkreises geht dabei nur bis zu einem Wert von 13*0 Volt, d.h. jede gegenüber diesem Wert größere Anfangsspannung einer geprüften Batterie wird mit diesem Grenzwert von 13*0 Volt gespeichert. Die Batterie wird dann unter Vermittlung des Steuer- und Regelkreises zu dem Entladungsstromkreis hin durchgeschaltet, derart, daß sie für 5 Sekunden über einen Widerstand von 0,03 O*¹¹¹¹ entladen

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wird. Am Ende dieser Entladung wird dann die Augenblicksspannung E₂ wiederum von dem logischen Schaltkreis erfaßt und von der zuvor erfaßten Anfangsspannung E, subtrahiert, um so die Polarisation der betreffenden Batterie zu erhalten, die jetzt von dem logischen Schaltkreis mit einem bestimmten Bezugs- oder Sollwert verglichen wird. Ist die Polarisation kleiner als dieser Bezugs- oder Sollwert, dann erscheint an dem Ausleser die Anzeige, daß es sich bei der betreffenden Batterie um eine gute Batterie handelt und der Test damit als beendet angesehen werden kann. Ist die festgestellte Polarisation dagegen größer als dieser Bezugs- oder Sollwert, dann wird unter Vermittlung des Steuer- und Regelkreises nach einer Ruhezeit von etwa Sekunden die Batterie zu dem Aufladungsstromkreis hin durchgeschaltet, um dann für 55 Millisekunden auf eine Spannung von 15 Volt aufgeladen zu werden. Der bei dieser Aufladung interessierende Parameter, nämlich der Momentanstrom I₁, wird wiederum von dem logischen Schaltkreis erfaßt und mit einem entsprechenden Bezugs- oder Sollwert verglichen, so daß es dann , wenn bei diesem Vergleich eine Überschreitung dieses Bezugs- oder Sollwertes festgestellt wird, in dem angeschlossenen Ausleser zu der Anzeige kommen kann, daß es sich bei der betreffenden Batterie um eine gute Batterie handelt und daher der Test Jetzt endgültig als abgeschlossen angesehen werden kann. Wird dagegen eine Unterschreitung des Bezugs- oder Sollwertes festgestellt, dann erscheint im angeschlossenen Ausleser natürlich die Anzeige, daß die betreffende Batterie schlecht ist. Die hier beschriebenen Arbeitsschritte sind durch die Pig. 6 verdeutlicht, in welcher also die Spannungskurve über der Zeit abgetragen ist.

Entsprechend der schaubildlichen Darstellungen gem. den Pig. 2 bis 4 kann es in Einzelfällen auch zweckmäßig erscheinen, die Aufladung der Batterie mit einem vergleichsweise hohen Strom mehr als einmal vorzunehmen und dabei dann entweder völlig auf eine Entladung zu verzichten oder diese Entladung zu einem beliebig gewählten Zeitpunkt einmal zwischenzuschalten. Erfindungsgemäß wird demnach bereits darin ein gewisser Portschritt

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gegenüber allen bislang bekannten Meßverfahren gesehen, daß die Gut-Schlecht-Prüfung über eine wenigstens einmal erfolgende Beaufschlagung der Batterie mit einem vergleichsweise hohen Strom vorgenommen wird, wobei diesbezüglich Werte zwischen 100 und 300 Amplres gelten sollen, die über die relativ kurze Zeit von etwa 55 Millisekunden bei einer geregelten Spannung von etwa 15*0 Volt zur Beaufschlagung kommen. Aus den mehrfach erwähnten Gründen ist jedoch die Messung eines solchen Momentanstromes bevorzugt kombiniert mit der Messung der Polarisation, die auf eine entsprechende Entladung der Batterie vorgenommen wird. Die entsprechenden Spannungskurven über der Zeit sind in den Schaubildern gemäß den Pig. 5 und 6 verdeutlicht.

In Pig. 2 ist gezeigt, daß hier aufeinanderfolgend Aufladungen der Batterie mit einem vergleichsweise hohen Strom vorgenommen werden, und zwar jeweils über eine Zeitdauer von weniger als einer Sekunde, wobei zwischen die einzelnen Aufladungen eine jeweilige Ruhezeit eingeschaltet ist. Als Kriterium bei dieser Ausführungsform tritt der Umstand auf, daß der am Ende des zweiten Stromstoßes gemessene Momentanstrom gleich oder größer sein sollte als der am Ende des ersten Stromstoßes gemessene Momentanstrom, damit die betreffende Batterie ohne das Erfordernis für eine Messung auch der Polarisation als gut durchgelassen werden kann. Es wird folglich hier die im Rahmen der vorliegenden Erfindung gewonnene Erkenntnis verwertet, daß eine schlechte Batterie die Neigung hat, die aus einem solchen ersten Stromstoß resultierende Spannungspolarisation beizubehalten, so daß davon der zweite Stromstoß beeinflußt wird. Es wird daher zur Polarisation einer schlechten Batterie weniger Strom benötigt, um auf den benannten Spannungswert von I5 Volt zu kommen, so daß in dem Fall, wo sich beim zweiten Stromstoß ein gegenüber dem ersten Stromstoß niedrigerer Momentanstrom einstellt, mit Bestimmtheit ausgesagt werden kann, daß die betreffende Batterie nicht als gut durchgelassen werden kann. Gute Batterien sollten nämlich in dem Intervall von einer hal-

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ben Sekunde zwischen den beiden Stromstößen nicht polarisiert bleiben, so daß beim zweiten Stromstoß für den am Ende gemessenen Momentanstrom derselbe Wert erhalten wird wie beim ersten Stromstoß.

Es ist ausweislich der Fig. 3 freilich auch möglich, zuerst
eine Entladung der Batterie für beispielsweise 5 Sekunden beispielsweise über einen Widerstand von 0,0294 Ohm vorzunehmen, am Ende dieser Entladung eine Messung der Augenblicksspannung vorzunehmen, wobei diese Messung mangels eines Vergleichs mit der Anfangsspannung hier nicht die Messung einer Polarisation ist, dann eine Ruhezeit von beispielsweise 30 Sekunden einzuschalten und schließlich eine Aufladung der Batterie mit einem Hochstrom für beispielsweise 55 Millisekunden vorzunehmen, an deren Ende dann wiederum der Augenblicksstrom gemessen wird.
Bei einem solchen Vorgehen wäre man dann allerdings wie bei
den bekannten Meßverfahren an einen Vergleich mit Bezugs- oder Sollwerten gebunden, die bei der Prüfung einer größeren Anzahl von Batterien gewonnen wurden, die man als gut bezeichnen konnte. Es hat sich gezeigt, daß bei dieser Ausführungsform im
Mittel zwar bessere Ergebnisse als bei allen bislang bekannten Meßverfahren erzielt wurden, daß aber im Vergleich zu den übrigen Ausführungsformen der Erfindung doch ein ziemlich hoher
Prozentsatz an Batterien als gut anerkannt wurde, die sich dann bei der praktischen Erprobung sehr schnell als schlecht herausstellten. Hieraus kann folglich die Erkenntnis gezogen werden, daß jeder Vergleich mit Durchschnittswerten eine ziemlich ungenaue Meßmethodik darstellt, von welcher daher tunlichst nicht Gebrauch gemacht werden sollte.

Über die Pig. 4 ist eine Ausführungsform der Erfindung verdeutlicht, bei welcher eine zu prüfende Batterie zuerst mit einem Hochstrom für 55 Millisekunden aufgeladen wird, wobei am Ende der Aufladung auch hier der Augenblicksstrom gemessen wird.
Danach wird eine Ruhezeit von einer Sekunde zwischengeshaltet und anschließend die Batterie für 5 Sekunden beispielsweise

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über einen Widerstand von 0,029 Ohm entladen, und am Ende dieser Entladung wird auch hier die Augenblioksspannung gemessen. Danach erfolgt wiederum eine Ruhezeit von etwa 30 Sekunden, bevor abschließend die Batterie nochmals mit einem Hochstrom aufgeladen wird, wobei am Ende auch dieser Aufladung der Momentanstrom gemessen wird. Im Vergleich zu der über die Fig. 2 erläuterten Verfahrensweise werden hier genauere Ergebnisse erzielt, d.h. die über diese Verfahrensweise gemäß Fig. 4 durchgeführte Gut-Schlecht-Prüfung ist wesentlich genauer, wobei aber der Genauigkeitsgrad graduell schlechter ist als derjenige, der bei der bereits erläuterten und über die Fig. 6 verdeutlichten Verfahrensweise erhalten wird, die nach den wiederholten Feststellungen das Optimum des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt.

Zwischen die beiden Verfahrensweisen, die über die Fig. H- und 6 verdeutlicht sind, schiebt sich noch die über die Fig. 5 verdeutlichte Verfahrensweise, gemäß welcher zuerst eine Aufladung der zu prüfenden Batterie mit einem Hochstrom für 55 Millisekunden vorgenommen wird. Am Ende dieser Aufladung wird der Momentanstrom gemessen, danach eine Ruhezeit von 5 Sekunden eingeschaltet und abschließend eine Entladung der Batterie für 5 Sekunden vorgenommen, an deren Ende über einen Vergleich mit der Anfangsspannung die Polarisation gemessen wurde. Bei dieser Verfahrensweise ist also praktisch die bevorzugte Verfahrensweise der Fig. 6 nur umgekehrt, wenn davon abgesehen wird, daß die zwischengeschaltete Ruhezeit im einen Fall 30 Sekunden und im anderen Fall nur 5 Sekunden dauert. Wenn die Entladung der Batterie erst abschließend vorgenommen wird, kann es möglich sein, daß bei der zuerst erfolgenden Messung des Momentanstromes am Ende der anfängliehen Aufladung der Batterie mit dem Hochstrom zu einem deshalb etwas verfälschten Meßergebnis kommt, weil dann in das Meßergebnis auch eine evtl. Oberflächenspannung der Elektrode eingehen kann. Diese Fehlerquelle entfällt völlig, wenn zuerst eine Entladung der Batterie vorgenommen wird.

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Abschließend soll noch darauf hingewiesen werden, daß mehrere Gründe erkennbar sind, warum eine schlechte Batterie eine grössere Polarisation entwickelt als eine gute Batterie. Der
Hauptgrund ist in der sog. positiven Gitterkorrosion zu sehen, welche dann auftritt, wenn Blei zu Bleisulfat oxydiert. Diese positive Gitterkorrosion löst eine Blockierung des Stromflusses aus und verursacht einen großen Spannungsabfall. Ein anderer Grund ist eine Verunreinigung mit Eisen des V/assers,
welches im Elektrolyten enthalten ist. Eine solche Eisenverunreinigung schlägt sich dann an der Elektrode nieder und stört deren Aufladung. Noch ein Grund kann die Umwandlung von Bleisulfat in eine elektrochemisch inaktive Form sein.

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Claims

Ansprüche

1. Verfahren zur Überprüfung des Ladezustandes einer Bleibatterie, dadurch gekennzeichnet , daß die Batterie einer momentanen Entladung und einer momentanen Aufladung unterworfen wird, wobei diese beiden Vorgänge für eine zur Erholung der Batterie entweder von einer Ionensperrung oder einer Ionenadsorption ausreichende Ruhezeit voneinander getrennt werden und wobei die Aufladung zum Erreichen eines bestimmten Polarisationsgrades der Batterieelektroden und die Entladung zum Erreichen eines der Bestimmung der aus dieser Entladung resultierenden Polarisation dienenden Spannungswechsels infolge eines Stromflusses durchgeführt wird, und daß eine bestimmte Zeit vor dem Ende der momentanen Aufladung der Momentanstrom und zur Bestimmung der Abweichung von der Anfangsspannung eine bestimmte Zeit vor dem Ende der momentanen Entladung die Momentanspannung gemessen und mit einem jeweiligen Bezugs- oder Sollwert für eine dann vorzunehmende Schlecht-Auswahl der betreffenden Batterie verglichen werden, wenn der Momentanstrom unterhalb und der Spannungsuntersohied oberhalb des jeweils maßgebenden Bezugs- oder Sollwertes liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die momentane Entladung zeitlich vor der momentanen Aufladung vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der momentanen Entladung die momentane Aufladung nach der zwischengeschalteten Ruhezeit wiederholt wird, wobei die am Ende dieser zweiten Aufladung vorgenommene Messung des Momentanstromes dann einen gleichen oder größeren Wert als die am Ende der ersten Aufladung vorgenommene Messung des Momentanstromes ergeben muß, wenn die betreffende Batterie als gut anerkannt werden soll.

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/S

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Insbesondere bei einer sechszeiligen Batterie, die eine Anfangsspannung von wenigstens mehr als 10 Volt hat, die momentane Entladung auf etwa 5 Sekunden, die Ruhezeit auf etwa JO Sekunden, wenn die Entladung zuerst durchgeführt wird, oder auf etwa 5 Sekunden, wenn zuerst die Aufladung durchgeführt wird,und die momentane Aufladung auf etwa 55 Millisekunden beschränkt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei einer sechszeiligen Batterie, die eine Anfangsspannung von wenigstens mehr als 10 Volt hat, die momentane Aufladung auf etwa 55 Millisekunden und die dazwischengeschaltete Ruhezeit auf etwa eine halbe Sekunde beschränkt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladung über einen. Widerstand von etwa 0,OJ 0hm vorgenommen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e kennzeichnet , daß die Aufladung mit einem Strom von etwa 100 bis etwa JQO Amperes und einer geregelten Spannung von etwa I5 Volt vorgenommen wird.

8. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis J, gekennzeichnet durch einen Steuer- und Regelkreis, der einen Netzanschluß aufweist und der verbunden ist mit einem Auf- und einem Entlad ungs -Stromkreis, die wahlweise zu einer angeschlossenen Batterie durchschaltbar sind, deren Spannungen und Ströme mittels eines logischen Schaltkreises erfaßbar und mit entsprechenden Bezugs- oder Sollwerten vergleichbar sind, wobei an diesen logischen Schaltkreis ein Ausleser angeschlossen sein kann, über welchen das ermittelte Ergebnis der Gut-Schlecht-Prüfung anzeigbar ist.

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