DE2722764A1 - Ladeschaltung fuer hilfsbatterie bei einem fahrzeug mit elektrischem antrieb - Google Patents
Ladeschaltung fuer hilfsbatterie bei einem fahrzeug mit elektrischem antriebInfo
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Description
Ladeschaltung für Hilfsbatterie bei einem Fahrzeug mit
elektrischem Antrieb
Die Erfindung betrifft eine Ladeschaltung zum Laden einer Hilfsbatterie bei einem Fahrzeug mit elektrischem
Antrieb.
Bei einem Fahrzeug mit elektrischem Antrieb genügt die Verwendung eines vom Triebmotor angetriebenen Üblichen
Generators nicht,um die Hilfsbatterie ausreichend wieder aufzuladen, da der Generator (Lichtmaschine) Leistung nur
abgibt, wenn das Fahrzeug eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht hat.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Ladeschaltung
vorzusehen, die das Aufladen der Hilfsbatterie auch bei geringen Drehzahlen des Triebmotors sicherstellt,für die der
Generator keinen Strom oder diesen nur unzureichend erzeugt bzw. abgibt.
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MeF
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Die Aufgabe wird bei einer Ladeschaltung für eine Hilfsbatterie für ein von einem elektrisch versorgten
Motor getriebenen Fahrzeug ausgehend von einer Hauptbatterie über eine Versorgungsschaltung, mit einer die Unterbrechung
der Batteriespannung während der Anfahrphase und der Bremsphase des Fahrzeugs sicherstellenden Einrichtung
erfindungsgemäß gelöst durch einen Transformator,
dessen Primärseite in der Versorgungsschaltung des Motors enthalten ist und von der Unterbrechungseinrichtung der
Spannung der Hauptbatterie versorgt ist und deren Sekundärseite die Hilfsbatterie über einen Gleichrichter versorgt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist dann, wenn der Motor in Reihe Über eine Glättungsspule für den durch
die Unterbrechungseinrichtung gelieferten Strom versorgt
ist, die Glättungsspule oder -drossel durch die Primärseite bzw. Primärwicklung des Transformators gebildet.
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten
AusfUhrungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch ein Schaltbild eines Fahrzeugs mit elektrischem Antrieb mit der erfindungsgemäßen
Ladeschaltung;
Fig.2a einen die Spannungsänderung zwischen den Punkten A
und B der Schaltung gemäß Flg. 1 während der Anfahr- oder der Bremsphase wiedergebenden Signalverlauf;
Fig.2b einen die Änderung der an der Sekundärseite des
Transformators zwischen den Punkten C und D der Schaltung gemäß Fig. 1 anliegenden Spannung wieder·
gebenden SignaIverlauf;
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Fig. 2c einen die Stärke des durch die erfindungsgemäße Schaltung abgegebenen Ladestroms wiedergebenden
SignaIverlauf;
Fig. 3 einen SignaIverlauf, der abhängig von der Drehzahl
des Triebmotors die Änderung der Stärke des Ladestroms wiedergibt infolge einerseits der
erfindungsgemäßen Schaltung und andererseits
des Wechselstromgenerators.
Die in Fig.l wiedergegebene Schaltung enthält eine Hauptbatterie
1, die mit dem Anker 2 eines Gleichstrom-Elektromotors M zum Antrieb eines Fahrzeugs verbunden ist. Über
eine Unterbrechungseinrichtung 3 zum Unterbrechen der Batteriespannung und eine Glättungsdrossel oder Glättungsspule
4 für den von der Einrichtung 3 abgegebenen Strom, die in Reihe mit dem Anker 2 geschaltet sind. Die Unterbrechungseinrichtung
3 der Spannung oder der Zerhacker ist von üblichem Aufbau und enthält beispielsweise einen Antriebs-Thyristor
5» der in Reihe mit dem Anker 2 zwischen der Plusklemme der Batterie 1 und der Drosselspule 4 geschaltet
ist, sowie einen Brems-Thyristor 6, der parallel zwischen den
Punkten A und B in der Reihenschaltung geschaltet ist, die durch die Glättungsspule 4 und den Anker 2 gebildet
ist. Die Unterbrechungseinrichtung 3 enthält weiter eine Antriebs-Diode 7 und eine Brems-Diode 8, die parallel zum
Brems-Thyristor 6 bzw. zum Antriebs-Thyristor 5 geschaltet
sind, und zwar antiparallel zu diesen, sowie herkömmliche (nicht dargestellte) ZUnd- und Löschschaltungen der Thyristoren.
Die Unterbrechungseinrichtung 3 enthält weiter zwei Thyristoren 26, 27, die in Reihe geschaltet sind und die parallel
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zu den Thyristoren 5,6 geschaltet sind, wobei der Verbindungspunkt
der Thyristoren 26, 27 mit dem Verbindungspunkt der Thyristoren. 5, 6 über einen Kondensator 28
verbunden ist, der die Löschung der Thyristoren 5* 6
sicherstellt. Das Aufladen und das Entladen des Kondensators 28 wird durch die Thyristoren 26 und 27 gesteuert.
Im dargestellten AusfUhrungsbeispiel ist der Motor M
fremd^erregt und enthält eine Erregerwicklung 9, die mit einer ebenfalls herkömmlichen Steuereinrichtung 10 zum
Steuern der Erregung verbunden ist. Die Steuereinrichtung enthält einen Transistor 29 zum öffnen bzw. zum Schließen
der Erregung des jeweiligen Motors abhängig vom Strom. Die Emitterkollektorstrecke des Transistors 29 ist mit
einer Diode 50 reihengeschaltet an die Klemmen der Batterie
angeschlossen. Die Erregerwicklung 9 ist in Reihe mit einem Widerstand zur Bestimmung des Erregerstroms geschaltet.
Die Diode 30 berücksichtigt den Strom der Erregerwicklung im Augenblick des Schaltens oder der Unterbrechung der
Schaltung durch den Transistor 29. Deshalb ist die Art des verwendeten Elektromotors nicht kritisch und ein Reihenmotor
kann ebenfalls ausreichen.
Der Anker 2 des Motors treibt den Rotor 11 eines Dreiphasen- odezprehstromgenerators G,dessen drei Phasen
jeweils mindestens eine Gleichrichterdiode 12 aufweisen- und mit der Plusklemme einer Hilfsbatterie 13 verbunden sind.
In üblicher Weise ist die Erregerwicklung 14 des Generators G mit der Hilfsbatterie 13 und einem Regler 15 verbunden.
Die erfindungsgemäße Ladeschaltung enthält einen Transformator 16, dessen Brimärseite oder Primärwicklung durch
die Glättungsspule 4 gebildet ist und dessen Sekundärseite
oder Sekundärwicklung 17 über eine Ladestromregel-Spule 18
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der Hilfsbatterie 13 an den Eingangsklemmen C, D eine VoIlweg-Dioden-GleichrichterbrUcke I9 angeschlossen ist. Der Ausgang
der GleichrichterbrUcke 19 ist mit der Hilfsbatterie 13
über einen Begrenzerwiderstand 20 des Ladestroms verbunden. Dieser Begrenzerwiderstand 20 ist normalerweise durch den
lösbaren Kontakt eines Unterbrechers 21, hier eines elektromechanischen Relais, der durch den Regler If? gesteuert
ist, überbrückt bzw. kurzgeschlossen.
Der Regler I5 enthält eine Wicklung 22, an der die
Spannung der Hilfsbatterie 13 anliegt, sowie zwei bewegbare
oder lösbare Kontakte 23, 24, die simultan durch die Wick-. lung 22 betätigt werden und die zum überbrücken eines Widerstands 25 zur Erregerstrombegrenzung des Generators
in Reitte " mit. der -Wicklung 14 bzw. zum Anlegen der
Batteriespannung an das Relais bzw. den Unterbrecher 21 bestimmt sind.
Die Wirkungsweise der Schaltung gemäß Fig.l ist folgende:
Während der Anfahrphase oder der Bremsphase des Fahrzeugs
wird die Spannung der Hauptbatterie 1 durch die Unterbrechungseinrichtung 3 in üblicher Welse unterbrochen oder zerhackt.
Diese Impulsspannung,deren Verlauf in Fig.2a dargestellt
ist, liegt am Anker 2 über die Glättungsspule 4 an. Die Sekundärwicklung I7 des Transformators 16 gibt eine Wechselspannung veränderbarer Frequenz ab, die der Impulsfrequenz
des durch den Anker 2 des Motors M tretenden Wellenstroms entspricht. Diese Spannung wird durch die Spulen I7 und 18
eingestellt, und die zwischen den Punkten C und D erhaltene Spannung, die in Fig.2b dargestellt ist, wird durch die
Dioden-Brücke 19 gleichgerichtet, die einen Strom Ic gemäß Fig.2c abgibt, der das Aufladen der Hilfsbatterie 13 sicherstellt.
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Bis nahe an einen Wert Vo wird die Drehzahl des Motors M durch die am Anker 2 des Motors anliegende Spannung gesteuert
und oberhalb dieses Werts wird die Drehzahl des Motors M durch Einwirken auf seine Erregung gesteuert. Bei
Annäherung an den Wert Vo steigt die Frequenz der Impulsspannung an und folglich nimmt der Strom Ic ab. Bei Erreichen
des Drehzahlwertes Vo leitet der Thyristor 5 ständig und die Spannung an den Klemmen der Sekundärwicklung 17 sowie
der Strom Ic werden Null. Andererseits beginnt der Generator einen Strom Ia unterhalb dieses Drehzahlwerts Vo abzugeben,
d. h. bei einer Drehzahl, die z. B. etwa 800 U/min beträgt, und bringt langsam das Relais oder den Unterbrecher
der erfindungsgemäßen Ladeschaltung dazu, die Hilfsbatterie zu versorgen, wie das im Signalverlauf gemäß Fig. 3 dargestellt
ist, der die jeweiligen Signalverläufe des Stroms Ic und des Stroms Ia abhängig von der Motordrehzahl V wiedergeben.
Der Signalverlauf gemäß Fig. 3 zeigt, daß durch die erfindungsgemäße Schaltung ein ausreichender Ladestrom
ständig der Hilfsbatterie 13 zugeführt wird.
Solange die Spannung der Hilfsbatterie 13 einen vorgegebenen Schwellenwert nicht überschreitet, ist der Regler
in Ruhelage und die lösbaren Kontakte befinden sich in der in Fig.l dargestellten Lage. Wenn die Spannung der Hilfsbatterie
13 den Schwellenwert überschreitet, löst die Wicklung 22 eine Verschiebung der lösbaren Kontakte 23, 24 aus, d.h.
schaltet einerseits den Widerstand 25 in Reihe mit der
andererseits Erregerwicklung 14 und stellt/die Erregung des Relais bzw.
Unterbrechers 21 sicher, der seinerseits den Widerstand 20
der Schaltung zuschaltet. Wenn der Motor M noch im Betriebsbereich zwischen der Drehzahl Null und der Drehzahl Vo
ist, stellt das Inbetriebsetzen des Widerstands 20 einen Abfall des Stroms Ic sicher. Wenn der Motor M sich im
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Gegensatz dazu in dem Betriebsbereich befindet, in dem
die Drehzahl größer als Vo ist, stellt die Reihenschaltung des Widerstands 25 mit der Erregerspule 14 in Üblicher
Weise den Abfall des vom Generator abgegebenen Stroms sicher. In beiden Fällen bleibt der Regler 15 in Betrieb,
bis die Spannung der Hilfsbatterie 13 unter den vorgegebenen
Schwellenwert wieder abgefallen ist.
Die erfindungsgemäße Ladeschaltung weist vorteilhaft
wenig Bauteile auf,weil insbesondere die Glättungsspule 14
als Primärwicklung des Transformators 16 verwendet ist.
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Leerseite
Claims (1)
- Ansprüche( 1.jLadeschaltung einer Hilfsbatterie bei einem von einem elektrisch versorgten Motor angetriebenen Fahrzeug^mit einer Hauptbatterie, mit einer Versorgungssehaltung, die eine die Unterbrechung der Batteriespannung während der Anlaufphase und der Bremsphase des Fahrzeugs sicherstellenden Unterbrechungseinrichtung aufweist, gekennzeichnet durcheinen Transformator (16), dessen Primärseite (4) in der Versorgungsschaltung des Motors (M) enthalten und von der Unterbrechungseinrichtung (3) der Spannung der Hauptbatterie (1) versorgt ist und dessen Sekundärseite (17) die Hilfsbatterie (13) über einen Gleichrichter (I9) versorgt.2. Ladeschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der M otor (M) in Reihe versorgt ist über eine Glättungsspule (4) des durch die Unterbrechungseinrichtung (3) abgegebenen Stroms, und daß die Glättungsspule (4) die Primärseite des Transformators (16) bildet.3· Ladeschaltung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine zwischen der Sekundärseite (17) des Transformators (16) und dem Gleichrichter (19) reihengeschaltete Spule (18) zum Regeln des Ladestroms der Hilfsbatterie (13).4. Ladeschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Strombegrenzerwiderstand (20) in Reihe zwischen dem Gleichrichter (19) und der Hilfsbatterie (13) zur Begrenzung des Ladestroms der Hilfsbatterie (13).709848/1120 ORIGINAL INSPECTED5- Ladeschaltung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen vom Motor (57 angetriebenen Generator (G) zum Laden der Hilfsbatterie (13), . einen Regler (15) zum Regeln oder Steuern des von dem Generator (G) der Hilfsbatterie (13) zugeführten Ladestroms, und einen normalerweise geschlossenen Unterbrecher (21) zum Überbrücken des Widerstands (20), wobei der Regler (15) das öffnen des Unterbrechers (21) steuert, um den Widerstand (20) zuzuschalten,wenn die Spannung der Hilfsbatterie (13) einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.6. Ladeschaltung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbrecher (21) ein elektromechanisches Relais ist.709848/1120
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Legal Events
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OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |