DE3811371A1 - Verfahren zum laden und gleichzeitigen pruefen des zustandes eines nickelcadmium-akkumulators - Google Patents
Verfahren zum laden und gleichzeitigen pruefen des zustandes eines nickelcadmium-akkumulatorsInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Laden
und gleichzeitigen Prüfen des Zustandes eines
Nickelcadmium-Akkumulators mit einem pulsierenden
Ladegleichstrom rechteckigen Impulsverlaufs, der
Abschnitte kleiner Stromstärke und Abschnitte hoher
Stromstärke aufweist, und mit zyklisch eingeschobenen
Meßphasen mit Entladeintervallen vergleichsweise kurzer
Dauer, wobei zu Beginn und im vorgegebenen zeitlichen
Abstand nach Beginn der Abschnitte hoher Stromstärke
jeweils die Akkumulatorspannung gemessen und die
Differenz der gemessenen Spannungswerte zur Steuerung
des Ladevorgangs verwendet wird.
Ein Verfahren dieser
Art ist in der EP-PS 00 34 003 beschrieben.
Gemäß dieser Druckschrift wird die Änderung der
Batteriespannung während des Ladens über eine
vorgegebene Zeit während eines Teils eines Ladeimpulses
oder während eines Teils einer Entladeperiode gemessen.
Der Ladevorgang wird abgebrochen, wenn ein Parameter der
gemessenen Spannung eine vorgegebene Charakteristik
überschreitet, beispielsweise die Spannung einen
Grenzwert überschreitet. Weiterhin ist beschrieben, daß
die Änderung der Batteriespannung während einer Periode
gemessen wird, die mit dem Beginn eines Ladeimpulses
beginnt. Beispielsweise wird unmittelbar bei Beginn
eines Ladeimpulses und zwei Sekunden später die
Batteriespannung gemessen. Ist der Akkumulator
vollgeladen, dann ist diese Differenz sehr groß. Trägt
man die gemessenen Spannungsdifferenzwerte in einem
Zeitdiagramm auf, dann erkennt man, daß die Steigung
dieser sich ergebenden Kurve kurz vor Erreichen des
vollen Ladezustandes des Akkumulators einen Umkehrpunkt
hat, was sich als ein Kriterium zum Abbrechen des
Ladevorgangs anbietet, da dieser Effekt unabhängig von
der Temperatur des Akkumulators ist, die im übrigen
starken Einfluß auf die genannte Spannungsdifferenz als
solche hat.
Das Überladen eines Nickelcadmiumakkumulators ist nicht
die einzige kritische Situation für einen solchen
Akkumulator. Beispielsweise darf ein aus Massezellen
bestehender Akkumulator nicht schnellgeladen werden, ein
tiefgekühlter Akkumulator darf nur sehr langsam geladen
werden, ein tiefentladener Akkumulator muß vor dem
eigentlichen Ladevorgang erst formiert werden, es muß
auf die richtige Polung geachtet werden und dergleichen.
Weiterhin ist zu beachten, daß
Nickelcadmiumakkumulatoren außer den schon erwähnten
Zuständen auch andere Zustände zeigen, die beim Laden
berücksichtigt werden müssen. Beispielsweise ist das
Laden eines verbrauchten Akkumulators nicht mehr
lohnend, diesen scheidet man besser aus, gleiches gilt
für einen Akkumulator, der einen Zellenschluß aufweist.
Es ist weiterhin bekannt, daß Nickelcadmiumakkumulatoren
einen sog. Memory-Effekt zeigen können. Damit ist
gemeint, daß ein Akkumulator, der über lange Zeit nur
schwach belastet oder geladen worden ist, zwar noch
immer auf seine volle Kapazität aufgeladen werden kann,
er aber dennoch nicht in der Lage ist, bei starken
Belastungen entsprechend viel Strom abzugeben. Solche
Fälle liegen beispielsweise vor bei Akkumulatoren von
Funksprechgeräten, die über lange Zeit im Standby
betrieben werden und nur kurze Zeit auf Sendebetrieb
geschaltet werden. Besonders kritisch ist dieser
Memory-Effekt auch bei Akkumulatoren, die der
Notstromversorgung dienen, beispielsweise im
medizinisch-technischen Bereich. Solche Zustände sollten
daher ebenfalls erfaßt werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem
während des Ladebetriebs, zu welchem auch
zwischengeschaltete Entladeperioden gehören, Aussagen
vielfältigster Art über den Zustand des Akkumulators
gewonnen werden können, die über die Aussage
hinsichtlich des Ladezustandes hinausgehen.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß unter
den verschiedensten Lade- und Entladebedingungen
ermittelte Innenwiderstände des Akkumulators im
Verhältnis zueinander und in ihrer zeitlichen
Entwicklung während des Ladevorgangs aufschlußreiche
Analysen über den Zustand des Akkumulators ermöglichen,
die über die reine Ladezustandsermittlung weit
hinausgehen. Die Erfindung sieht daher vor, daß die
Spannung am Akkumulator in einer Meßphase unter
verschiedenartigsten Betriebszuständen erfaßt,
gespeichert und auch unter Berücksichtigung der
jeweiligen Ladestromstärken ausgewertet wird. Mit Hilfe
der Erfindung ist es z. B. möglich, aufgrund
akkumulatorspezifischer Vorgaben den relativen
Ladezustand zu ermitteln. Auch ist es möglich, die
Ist-Kapazität des Akkumulators zu ermitteln. In der
Praxis wird ein Akkumulator als unbrauchbar
ausgesondert, wenn seine Ist-Kapazität auf einen
vorbestimmten Prozentsatz, der beispielsweise zwischen
60 und 80% liegt, seiner Nennkapazität abgesunken ist.
Das Laden, insbesondere das Schnelladen eines
tiefgekühlten Nickelcadmiumakkumulators ist für diesen
gefährlich. Es gibt zwar Akkumulatoren, die mit
Temperatursensoren ausgerüstet sind, die hauptsächlich
zum Zwecke vorgesehen sind, den Ladevorgang abzubrechen,
da bekannt ist, daß die Temperatur eines
Nickelcadmiumakkumulators unter normalen
Umgebungsbedingungen ein brauchbarer Hinweis für die
Ermittlung des Ladezustandes ist, so daß es vorstellbar
ist, mit einem solchen Temperatursensor auch den
tiefgekühlten Zustand des Akkumulators zu ermitteln und
davon gesteuert das Ladeprogramm entsprechend
einzurichten, doch versagt diese Methode dort, wo, wie
in vielen Fällen, solche Temperatursensoren nicht
vorhanden sind. Die Erfindung schafft auch diesbezüglich
Abhilfe, da sie aus dem Zusammenhang der unter
verschiedenen Ladebetriebszuständen ermittelten
Innenwiderstände einen Rückschluß auf die aktuelle
Temperatur des Akkumulators zuläßt.
Ähnliches gilt für einen tiefentladenen Akkumulator. Ein
solcher Akkumulator zeigt beim Aufladen mit üblichem
Ladestrom sehr schnell Effekte, die denen am Ende des
Ladevorgangs beim Volladen eines Akkumulators
vergleichbar sind. Wollte man diese Effekte zur
Steuerung des Ladevorgangs ausnutzen, dann würde der
Ladevorgang sehr schnell abgebrochen, obgleich der
Akkumulator nicht annähernd vollgeladen ist. Eine
Tiefentladung kann unter Umständen sogar zu einer
Polaritätsumkehr des Akkumulators führen. Ein
tiefentladener Akkumulator verlangt daher zunächst nach
einer Formierung, bevor er normal aufgeladen werden
kann. Auch dieser Zustand wird bei dem Verfahren nach
der Erfindung erkannt.
Die Erfindung und weitere Einzelheiten und Vorteile
derselben sollen nachfolgend unter Bezugnahme auf die
Zeichnung näher erläutert werden.
Die Zeichnung zeigt den zeitlichen Verlauf des
Ladestroms bei dem erfindungsgemäßen Ladeverfahren, den
sich daraus ergebenden Verlauf der Spannung am
Akkumulator sowie die Vielzahl von Meßzeitpunkten O bis
K, zu denen die Spannung am Akkumulator gemessen wird.
Dabei zeigt die Spannungskurve lediglich
Spannungsdifferenzwerte gegenüber einer
Abgleichspannung. Für die Auswertung interessieren
nämlich in der Regel nicht die Absolutwerte von
Spannungen, sondern nur die Spannungsänderungen am
Akkumulator, die von Lade- und Belastungsvorgängen
hervorgerufen werden. Es findet daher in jeder Meßphase
zunächst ein Nullabgleich eines zur Spannungsmessung
verwendeten Meßverstärkers statt, womit es zugleich
ermöglicht wird, dessen Meßbereich relativ groß zu
halten. Aus dem gleichen Grunde ist vorzugsweise
vorgesehen, daß die Polarität der dem Meßverstärker
zugeführten Akkumulatorspannung in einem in der Meßphase
liegenden Belastungsintervall invertiert ausgewertet
wird. Aus diesem Grunde ist der Spannungsverlauf im
Belastungsintervall in der Zeichnung ins Positive
umgeklappt dargestellt.
Fernerhin ist vorteilhaft, wenn die Meßspannungen beim
Messen normiert werden, beispielsweise auf die Spannung
einer einzelnen Zelle, weil dadurch der apparative
Aufwand kleingehalten werden kann, auch wenn
Akkumulatoren unterschiedlicher Zellenzahlen zu messen
sind. Eine solche Normierung kann an einem Lade- und
Prüfgerät mit Hilfe von Schaltern, Steckern oder
dergleichen ausgeführt werden, mit denen auch die an die
jeweilige Kapazität des zu prüfenden Akkumulators
angepaßte Ladestromstärke eingestellt werden kann.
In der Praxis ist vorgesehen, daß ein vollständiger
Ladezyklus aus einer Ladephase von beispielsweise etwa
2,5 bis 3 Minuten und einer sich daran anschließenden
Meßphase besteht. In der Ladephase wird der Akkumulator
mit einem vorgegebenen Nennstrom geladen, der bei
Massezellen üblicherweise die Größe des sog.
10stündigen Ladestroms, abgekürzt I 10 ist. Eine solche
Ladestromstärke würde bei einem
Amperestunden-Wirkungsgrad von 100% dazu führen, daß
innerhalb von zehn Stunden die Nennkapazität in den
Akkumulator "eingeladen" wird. Ein solcher
Massezellen-Akkumulator wird dann üblicherweise als
vollständig aufgeladen angesehen, wenn er mit diesem
Ladestrom I 10 über 14 Stunden geladen worden ist, d. h.
also wenn nominell mit dem "Ladefaktor" 1,4 gearbeitet
wurde. Ein Sinterzellenakkumulator kann indessen mit
einem Ladestrom aufgeladen werden, der das Zehnfache
davon beträgt und der mit I C bezeichnet wird. Einen
solchen Ladevorgang bezeichnet man mit Schnelladung. Ein
solcher Zustand ist in der Zeichnung dargestellt, gemäß
welchem der Ladestrom I C beträgt. Im dargestellten
Beispiel sind diesem Ladestrom in dem etwa 2,5 bis 3
Minuten lang anhaltenden Ladeimpuls kleine, kurzzeitige
Stromimpulse erhöhter Stromstärke überlagert, die bei
Sinterzellen eine zeitliche Länge von etwa 50 µs bis 2
ms aufweisen und einen zeitlichen Abstand voneinander
haben, der etwa das Zehnfache der Impulslänge beträgt.
Bei Massezellen sind die kleinen, überlagerten Impulse
etwa 50 µs bis 0,1 ms lang, während ihr zeitlicher
Abstand etwa das Sechzigfache davon beträgt. In der
Figur sind die zeitlichen Längen nicht maßstabsgerecht
dargestellt. Die Stromstärke dieser kurzzeitigen Impulse
liegt bei Massezellenakkumulatoren bei I C bis 2 I C , bei
Sinterzellenakkumulatoren bei 2 I C bis 4 I C . In der
Zeichnung sind die Impulse mit 2 I C angenommen.
Bevor die eigentlichen Messungen in der Meßphase
stattfinden, werden für eine vorgegebene Zeitdauer T 1
von ca. 3 s am Ende des Ladeimpulses die kleinen,
überlagerten Impulse erhöhter Stromstärke abgeschaltet,
um dem Akkumulator Gelegenheit zu geben, einen
Gleichgewichtszustand anzunehmen. In diesem
Zeitintervall findet auch der vorerwähnte Nullabgleich
des Meßverstärkers statt.
Sodann wird der Akkumulator für eine vorgegebene
Zeitdauer von etwa zwei Sekunden mit erhöhtem Strom
geladen. Dieser hat bei Sinterzellenakkumulatoren eine
Stärke von 2 I C (wie dargestellt) bis 4 I C und bei
Massezellenakkumulatoren eine Stärke von 1 bis 2 I C .
Dieses Intervall ist in der Zeichnung mit T 2 bezeichnet.
Daran schließt sich ein Zeitintervall T 3 von etwa zwei
Sekunden an, in welchem der Akkumulator stromlos ist.
Kurz vor dem Ende dieses Intervalls wird im
dargestellten Beispiel die Polung des Meßverstärkers
umgeschaltet. In der Spannungskurve in der Zeichnung ist
dies durch einen Sprung vom Negativen ins Positive in
bezug auf die Abgleichspannung dargestellt.
Sodann wird in einem Zeitintervall T 4 der Akkumulator
mit einem Strom der Größe -I C belastet.
An die Belastungsphase schließt sich ein Zeitintervall
T 5 an, in welchem der Akkumulator wieder stromlos ist.
Im Anschluß daran wird der normale Ladebetrieb wieder
aufgenommen, in welchem dem Akkumulator der mit den
kurzen Impulsen überlagerte Ladestrom der Stärke I C (bei
Sinterzellenakkumulatoren) bzw. I 10 (bei
Massezellenakkumulatoren) zugeführt wird.
In der Meßphase werden folgende Messungen ausgeführt:
Im Zeitintervall T 2 kurz nach Beginn dieses Intervalls eine Spannungsmessung A und am Ende des Intervalls eine Spannungsmessung B;
im ersten stromlosen Zeitintervall T 3 eine Spannungsmessung C kurz nach Beginn dieses Intervalls und eine Spannungsmessung D am Ende dieses Intervalls. Außerdem wird nach dem Umpolen des Meßverstärkers im Intervall T 3 nochmals die Spannung gemessen, um etwaige Fehler infolge des Umpolens auszuschalten (Messung E);
im Belastungsintervall T 4 eine Spannungsmessung F zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nach Beginn dieses Intervalls, zu welchem die Spannung auf einen annähernd gleichförmigen Wert abgesunken ist, und eine Messung G am Ende des Belastungsintervalls T 4;
im zweiten stromlosen Zeitintervall T 5, kurz nach der Rück-Umpolung des Meßverstärkers eine Spannungsmessung H.
Im Zeitintervall T 2 kurz nach Beginn dieses Intervalls eine Spannungsmessung A und am Ende des Intervalls eine Spannungsmessung B;
im ersten stromlosen Zeitintervall T 3 eine Spannungsmessung C kurz nach Beginn dieses Intervalls und eine Spannungsmessung D am Ende dieses Intervalls. Außerdem wird nach dem Umpolen des Meßverstärkers im Intervall T 3 nochmals die Spannung gemessen, um etwaige Fehler infolge des Umpolens auszuschalten (Messung E);
im Belastungsintervall T 4 eine Spannungsmessung F zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nach Beginn dieses Intervalls, zu welchem die Spannung auf einen annähernd gleichförmigen Wert abgesunken ist, und eine Messung G am Ende des Belastungsintervalls T 4;
im zweiten stromlosen Zeitintervall T 5, kurz nach der Rück-Umpolung des Meßverstärkers eine Spannungsmessung H.
Mit "kurz nach" ist hier eine Zeitdauer bezeichnet, die
ausreicht, daß die Akkumulatorspannung außerhalb eines
stark gekrümmten Bereichs der Spannungskurve erfaßt
wird. Sie beträgt vorzugsweise etwa 0,2 s.
Anschließend wird das Ende des stromlosen Zustandes
zeitmäßig erfaßt und die Zeitdauer T 7 gemessen, die die
Akkumulatorspannung benötigt, um die Abgleichspannung
wieder zu erreichen.
Nach einer vorgegebenen Zeitdauer T 6, die etwa zwei
Sekunden beträgt, wird zu einem Zeitpunkt, der nicht mit
einem der überlagerten kleinen Ladestromimpulse
zusammenfällt, die Akkumulatorspannung mittels einer
Messung K nochmals ermittelt. Man kann aber auch ohne
Rücksicht auf die zeitliche Lage der kleinen
Ladestromimpulse messen, wenn eine Integration der
Spannung stattfindet.
Die Meßphase beginnt demnach mit der Abschaltung der
kleinen, überlagerten Impulse zu Beginn des
Zeitintervalls T 1 und endet mit dem Ablauf des
Zeitintervalls T 6. Sie beträgt etwa 17 Sekunden.
Es wird nun erläutert, wie die gemessenen Spannungswerte
und zugehörigen Stromstärken miteinander und im
Verhältnis zueinander verarbeitet werden, welche
Erkenntnisse daraus gewonnen und welche Folgen für den
Ladevorgang des Akkumulators daraus abgeleitet werden.
Aus den mit den Spannungsmessungen O bis K gemessenen
Akkumulatorspannungen und den jeweils bekannten
zugehörigen Stromstärken werden Innenwiderstände
ermittelt.
Aus diesen und unter Zuhilfenahme der ermittelten
Widerstände werden Widerstandsdifferenzen und
Widerstandsquotienten ermittelt.
Widerstände bzw. Widerstandsdifferenz- und
-quotientenwerte werden zwischengespeichert.
Auch werden Differenzwerte zwischen in jeweils zwei
aufeinanderfolgenden Meßphasen ermittelten Widerständen
berechnet.
Das Alter des Akkumulators wird wie folgt ermittelt:
Fabrikneu, wenn im angeladenen (schwach vorgeladenen) Zustand R 6 ∼ 4 R 1 und R 3 ∼ 2 R 1 und δ R 1 < 0,4 R 1 und der Verlauf von δ R 1 über mehrere Meßphasen kontinuierlich ist,
neu, wenn während des Ladens R 3 R 6 und R 1 R 3 und R 4/R 2 2,
stark gebraucht, wenn R 3 < R 6 und R 1 < R 3 und R 4/R 2 < 2, oder wenn während des Ladens R 2 < R 4,
verbraucht, wenn R 3, R 5 und R 6 jeweils <3 R 1 und R 3/R 6 < 1,3 und während des Ladens R 2 < R 4, wobei wenn δ R 1 < 0,4 R 1 und der Verlauf von δ R 1 unregelmäßig ist,
Fabrikneu, wenn im angeladenen (schwach vorgeladenen) Zustand R 6 ∼ 4 R 1 und R 3 ∼ 2 R 1 und δ R 1 < 0,4 R 1 und der Verlauf von δ R 1 über mehrere Meßphasen kontinuierlich ist,
neu, wenn während des Ladens R 3 R 6 und R 1 R 3 und R 4/R 2 2,
stark gebraucht, wenn R 3 < R 6 und R 1 < R 3 und R 4/R 2 < 2, oder wenn während des Ladens R 2 < R 4,
verbraucht, wenn R 3, R 5 und R 6 jeweils <3 R 1 und R 3/R 6 < 1,3 und während des Ladens R 2 < R 4, wobei wenn δ R 1 < 0,4 R 1 und der Verlauf von δ R 1 unregelmäßig ist,
wobei R 1 = die Differenz der mit den Messungen B und A
ermittelten Innenwiderstände,
R 2 = die Differenz der mit den Messungen B und C ermittelten Innenwiderstände,
R 3 = die Differenz der mit den Messungen D und C ermittelten Innenwiderstände,
R 4 = die Differenz der mit den Messungen E und F ermittelten Innenwiderstände,
R 5 = die Differenz der mit den Messungen G und F ermittelten Innenwiderstände,
R 6 = die Differenz der mit den Messungen H und D ermittelten Innenwiderstände,
δ R 1 = die Differenz der in zwei aufeinanderfolgenden Meßphasen mit den Messungen B ermittelten Innenwiderstände.
R 2 = die Differenz der mit den Messungen B und C ermittelten Innenwiderstände,
R 3 = die Differenz der mit den Messungen D und C ermittelten Innenwiderstände,
R 4 = die Differenz der mit den Messungen E und F ermittelten Innenwiderstände,
R 5 = die Differenz der mit den Messungen G und F ermittelten Innenwiderstände,
R 6 = die Differenz der mit den Messungen H und D ermittelten Innenwiderstände,
δ R 1 = die Differenz der in zwei aufeinanderfolgenden Meßphasen mit den Messungen B ermittelten Innenwiderstände.
Der Ladezustand wird wie folgt ermittelt:
Voll, wenn bei wenig gebrauchtem Akkumulator R 3 = R 6, bei gebrauchtem Akkumulator R 3 < R 6 und R 1 R 5,
annähernd voll, wenn R 3/R 1 ∼ 9 . . . ∞ und gleichzeitig QR 1, QR 3 und QR 5 jeweils positiv sind,
teilentladen, wenn R 3/R 1 ∼ 4 . . . 8 und gleichzeitig QR 1, QR 3, QR 5 und QR 6 jeweils 0 sind, oder R 1 negativ ist,
entladen, wenn R 3/R 1 ∼ 1 . . . 3 und gleichzeitig QR 1, QR 3, QR 5 und QR 6 in der Anfangsphase des Ladevorgangs jeweils negativ sind,
tiefentladen, wenn in der ersten Meßphase R 1, R 2, R 3, R 4, R 5 und R 6 jeweils über akkumulatorspezifisch vorgegebenen Grenzwerten liegen und R 4 < 4 R 0 und über nachfolgende Meßphasen QR 1 anfänglich steigt und dann fällt, oder die Polarität der Akkumulatorspannung entgegengesetzt zu der der Ladespannung ist,
Voll, wenn bei wenig gebrauchtem Akkumulator R 3 = R 6, bei gebrauchtem Akkumulator R 3 < R 6 und R 1 R 5,
annähernd voll, wenn R 3/R 1 ∼ 9 . . . ∞ und gleichzeitig QR 1, QR 3 und QR 5 jeweils positiv sind,
teilentladen, wenn R 3/R 1 ∼ 4 . . . 8 und gleichzeitig QR 1, QR 3, QR 5 und QR 6 jeweils 0 sind, oder R 1 negativ ist,
entladen, wenn R 3/R 1 ∼ 1 . . . 3 und gleichzeitig QR 1, QR 3, QR 5 und QR 6 in der Anfangsphase des Ladevorgangs jeweils negativ sind,
tiefentladen, wenn in der ersten Meßphase R 1, R 2, R 3, R 4, R 5 und R 6 jeweils über akkumulatorspezifisch vorgegebenen Grenzwerten liegen und R 4 < 4 R 0 und über nachfolgende Meßphasen QR 1 anfänglich steigt und dann fällt, oder die Polarität der Akkumulatorspannung entgegengesetzt zu der der Ladespannung ist,
wobei R 0 = die Differenz der in zwei
aufeinanderfolgenden Meßphasen mit den
Messungen O ermittelten Innenwiderständen ist,
R 1, R 3, R 5 und R 6 wie in Anspruch 3 definiert sind, und
QR 1, QR 3, QR 5 und QR 6 jeweils die Quotienten zwischen zwei in aufeinanderfolgenden Meßphasen ermittelten Werten von R 1, R 3, R 5 und R 6 sind.
R 1, R 3, R 5 und R 6 wie in Anspruch 3 definiert sind, und
QR 1, QR 3, QR 5 und QR 6 jeweils die Quotienten zwischen zwei in aufeinanderfolgenden Meßphasen ermittelten Werten von R 1, R 3, R 5 und R 6 sind.
Temperatur:
Der Akkumulator ist zu kalt, wenn
Der Akkumulator ist zu kalt, wenn
R A < 5 R 0 und R 1/R 3 < 3,
wobei R A der Innenwiderstand gemäß Messung A ist und R 1
und R 3 wie in Anspruch 2 definiert sind.
Welcher Zustand als "zu kalt" bezeichnet werden muß,
hängt vom Fabrikat des Akkumulators ab. Es gibt
Fabrikate, bei denen eine Temperatur von 0°C bereits als
zu kalt gilt, während bei anderen Fabrikaten noch bei
Temperaturen von etwa -10°C normal geladen werden kann.
Der mittels der Erfindung über Widerstandsmessungen
erfaßbare innere Zustand des Akkumulators gibt eine vom
Fabrikat unabhängige Aussage ab, die das Ladeprogramm
entsprechend beeinflussen kann. Wird der Akkumulator als
zu kalt ermittelt, wird der Ladestrom sofort auf die
Hälfte reduziert. Ergibt eine anschließende Messung bei
diesem Ladestromzustand noch immer ungeeignete Meß- und
Auswerteergebnisse, wird der Ladestrom nochmals
halbiert. Sollten sich dann noch immer ungeeignete
Verhältnisse zeigen, wird das Ladeprogramm als für den
betreffenden Akkumulator ungeeignet beurteilt.
Eine Unterscheidung hinsichtlich der Art des
Akkumulators läßt sich wie folgt treffen:
Wenn R 1 und R A über einem akkumulatorspezifisch
vorgegebenen Grenzwert liegen und zugleich R 4 < ∼ 3 R 0 ist
oder die Zellenspannung über einem vorgegebenen
Grenzwert liegt, dann handelt es sich um einen
Massezellenakkumulator oder um einen
Sinterzellenakkumulator mit einer für den eingestellten
Ladestrom zu kleiner Kapazität.
Eine Formierung des Akkumulators ist erforderlich, wenn
in der Ladeanfangsphase der Verlauf von QR 1 sehr stark
positiv ist.
Der Akkumulator hat keine Kapazität, wenn R 4 < 4 R 0 und
alle übrigen Widerstände stark über
akkumulatorspezifischen Richtwerten liegen. "Keine
Kapazität" bedeutet hier, daß der Akkumulator weniger
als etwa 40% seiner Nennkapazität aufweist. Mit
Kapazität ist hier nicht die augenblicklich im
Akkumulator enthaltene Ladung, sondern das
Ladungsspeicher- und -abgabevermögen des Akkumulators
bezeichnet.
Der Akkumulator zeigt den sog. Memory-Effekt, wie
eingangs erläuert, wenn in aufeinanderfolgenden
Meßphasen R 1 und R 4 zurückgehen und zugleich R 4 < ∼
1, 1 R A , wenn unter Einhaltung von Grenzwerten mit maximal
möglichen Strömen geladen wird.
Die genannten Größen QR 1, QR 3, QR 5 und QR 6 sind jeweils
die Quotienten zwischen zwei in aufeinanderfolgenden
Meßphasen ermittelten Werten von R 1, R 3, R 5 und R 6.
Das Ende des Ladevorgangs läßt sich für einen neuen
Akkumulator durch Überprüfen von R 0 festlegen. Wird R 0
im Laufe des Ladevorgangs negativ, wird der Ladevorgang
beendet. Bei einem gebrauchten Akkumulator erfolgt die
Überprüfung anhand von R 1. Wird R 1 negativ, wird der
Ladevorgang beendet. Bei einem stark gebrauchten,
"gestreßten" Akkumulator wird δ R 6 geprüft. Wird δ R 6
negativ, dann wird der Ladevorgang beendet. δ R 6 ist die
Differenz zwischen zwei in aufeinanderfolgenden
Meßphasen ermittelten Widerständen R 6.
Wie bereits erwähnt, kann eine Tiefentladung eines
Akkumulators zur Folge haben, daß sich seine Polarität
umkehrt. Um zu erkennen, ob ein falsch gepolter
Akkumulator oder ein tiefentladener Akkumulator
vorliegt, wird, wenn eine von der Polarität der
Ladespannung abweichende Polarität erkannt wird, der
Akkumulator zunächst mit einem kleinen Sensorstrom von
etwa I C /1000 geladen. Ein falsch gepolter Akkumulator
baut infolge einer solchen Sensorstromladung seine
Spannung nicht ab. Dies wird als Hinweis erkannt, daß
der Akkumulator falsch gepolt ist. Ein tiefentladener
Akkumulator baut hingegen die "falsche Spannung" langsam
gegen 0 ab. Dieser Vorgang wird erkannt. Sobald der
Akkumulator die Spannung 0 erreicht hat, wird er mit
einem etwas höheren Ladestrom von I C /100 geladen, bis er
eine Spannung von etwa 0,3 V erreicht hat, und dann wird
er mit einem Strom von I C /10 weitergeladen, bis er eine
Spannung von 0,8 V erreicht hat. Wird er nun mit diesem
Strom weitergeladen, muß er innerhalb einer bestimmten
Zeit (etwa 12 min) eine Spannung von 1,2 V erreicht
haben. Der Akkumulator ist dann noch "taub", d. h. er
besitzt noch kein Speichervermögen. Er muß erst noch
formiert werden.
Das Formieren läuft wie folgt ab:
Der Akkumulator wird zyklisch mit einem Ladestrom von
I 10 für eine bestimmte Zeit von beispielsweise drei
Minuten geladen und dann auf eine Spannung von 1 V/Zelle
entladen. Die Steigung des differentiellen
Innenwiderstandes jeder Ladephase der Zyklen wird
gemessen. Sie ist anfangs stark positiv und wird dann
immer flacher. Zum Schluß ist sie ganz flach. In den
Entladephasen wird die Zeit gemessen, bis die Spannung
von 1 V/Zelle erreicht ist. Der Lade- und Entladevorgang
wird so lange fortgeführt, bis entweder die Zeiten, die
notwendig sind, um beim Entladen die Spannung von 1 V
pro Zelle zu erreichen, keine Veränderung mehr zeigen,
oder der differentielle Innenwiderstand am Ende der
Ladephase Null wird.
Ist ein Akkumulator zu kalt, wird er mit vermindertem
Ladestrom geladen. Ein Sinterzellenakkumulator wird
beispielsweise nur mit I 10 geladen. Die überlagerten
Kurzzeitimpulse versetzen den kalten Akkumulator in die
Lage, den vorgenannten Ladestrom aufzunehmen.
Die vorgenannten Kurzzeitimpulse dienen weiterhin der
laufenden Überprüfung, ob das eingestellte Ladeprogramm
an dem betreffenden Akkumulator ausgeführt werden kann.
Zu diesem Zweck wird am Beginn und am Ende eines jeden
der Kurzzeitimpulse eine Spannungsmessung ausgeführt
(Messungen M und N) und daraus der differentielle
Innenwiderstand des Akkumulators ermittelt. Bei einem
Akkumulator, der mit einem viel zu hohen Ladestrom
geladen wird, steigt der differentielle Innenwiderstand
sehr schnell an, so daß daraus ein Hinweis auf einen
falschen Akkumulator abgeleitet werden kann.
Auch wenn beabsichtigt ist, ein Schnelladeprogramm
auszuführen, wird in der Anfangsphase aus
Sicherheitsgründen zunächst mit dem Ladestrom I 10
geladen. Bereits in der ersten Meßphase wird die Prüfung
ausgeführt, ob es sich bei dem angeschlossenen
Akkumulator um einen Massezellenakkumulator oder um
einen Sinterzellenakkumulator handelt. Es wird dann
unmittelbar nach der ersten Meßphase auf
Schnelladebetrieb umgeschaltet, wenn sich herausgestellt
hat, daß der angeschlossene Akkumulator ein
Sinterzellenakkumulator ist. Ansonsten wird das
Ladeprogramm mit dem Ladestrom I 10 fortgesetzt.
Gleiches gilt auch, wenn der angeschlossene Akkumulator
sehr kalt ist. Wie bereits ausgeführt, kann auch ein
schnelladefähiger Akkumulator unter Umständen nicht
schnelladefähig sein, nämlich wenn er zu kalt ist. Das
Ladeprogramm mit reduziertem Ladestrom wird dann so
lange aufrechterhalten, bis aufgrund der Messungen in
den Meßphasen ermittelt worden ist, daß der Akkumulator
aufgrund Erwärmung schnelladefähig geworden ist.
Es versteht sich, daß manche der Kriterien, die für die
Messungen ausgenutzt werden, davon ausgehen, daß der
Ladestrom, der eingestellt worden ist, entsprechend der
Kapazität des Akkumulators gewählt ist. Ein zu dem
eingestellten Ladestrom passender Akkumulator zeigt im
Normalzustand kein Fehlverhalten, reagiert aber in
spezieller Weise, wenn er beispielsweise tiefentladen
ist, zu kalt ist, einen Elektrodenschluß zeigt oder
verbraucht ist. Ein zu dem eingestellten Ladestrom nicht
passender Akkumulator, der beispielsweise eine zu kleine
Nennkapazität hat, ansonsten aber keine
außergewöhnlichen Zustände, wie beispielsweise
Tiefentladung oder zu kalte Temperatur zeigt, wird als
solcher von dem erfindungsgemäßen Lade- und
Prüfverfahren ebenfalls erkannt, und daraus werden die
entsprechenden Maßnahmen abgeleitet, d. h. der
Ladevorgang wird mit reduziertem Ladestrom fortgeführt
oder ggf. ganz abgebrochen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn dem Ladestrom die
erwähnten Kurzzeitimpulse überlagert werden, weil mit
Hilfe dieser Impulse der differentielle Innenwiderstand
des Akkumulators fortlaufend überwacht werden kann, d. h.
auch innerhalb der zeitlich längeren (2,5 bis 3 Minuten)
Ladestromimpulse, in denen ansonsten, wie auch im Stand
der Technik, keine Messungen ausgeführt würden.
Soweit in der Beschreibung und in den Ansprüchen auf
akkumulatorspezifisch vorgegebene Grenzwerte Bezug
genommen ist, sei hierzu erläutert, daß solche
Grenzwerte aus Datenblättern der Akkumulatorhersteller
zu entnehmen sind bzw. aus diesen errechnet werden
können.
Claims (22)
1. Verfahren zum Laden und gleichzeitigen Prüfen des
Zustandes eines Nickelcadmium-Akkumulators mit einem
pulsierenden Ladegleichstrom rechteckigen
Impulsverlaufs, der Abschnitte kleiner Stromstärke und
Abschnitte hoher Stromstärke aufweist, und mit zyklisch
eingeschobenen Meßphasen mit Entladeintervallen
vergleichsweise kurzer Dauer, wobei zu Beginn und im
vorgegebenen zeitlichen Abstand nach Beginn der
Abschnitte hoher Stromstärke jeweils die
Akkumulatorspannung gemessen und die Differenz der
gemessenen Spannungswerte zur Steuerung des Ladevorgangs
verwendet werden, gekennzeichnet durch folgende
Merkmale:
- a) jeder Ladestromimpuls besteht aus einem Rechteckimpuls einer Nennstromstärke I N ,
- b) kurz vor dem Ende des Ladestromimpulses wird die Akkumulatorspannung gemessen (Messung O) und als Abgleichspannung gespeichert,
- c) sodann wird der Akkumulator für eine vorgegebene Zeitdauer (T 2) von etwa 1 bis 2 Sekunden mit der Stromstärke 2 I C geladen, wobei I C die Kapazität des Akkumulators in A · h/1h ist, und es wird die Akkumulatorspanung etwa 0,2 s nach Beginn und am Ende dieser Zeitdauer (T 2) gemessen (Messungen A und B),
- d) anschließend wird der Akkumulator für eine vorgegebene Zeitdauer (T 3) von etwa 1 bis 2 Sekunden stromlos gemacht und es wird seine Spannung etwa 0,2 s nach Beginn und am Ende dieser Zeitdauer (T 3) gemessen (Messungen C und D),
- e) sodann wird der Akkumulator für eine vorgegebene Lastperiode (T 4) von etwa 1 bis 2 Sekunden mit einem Laststrom der Größe -I C belastet und es wird die Akkumulatorspannung unmittelbar vor dem Beginn und etwa 0,2 s danach sowie am Ende der Lastperiode (T 4) gemessen (Messungen E, F und G),
- f) anschließend wird der Akkumulator erneut für eine vorgegebene Zeitdauer (T 5) von etwa 1 bis 2 Sekunden stromlos gemacht, und es wird seine Spannung etwa 0,2 s nach Beginn dieser Zeitdauer (T 5) gemessen (Messung H),
- g) sodann wird der Ladevorgang mit dem nachfolgenden Ladestromimpuls wieder aufgenommen,
- h) aus den gemessenen Spannungswerten und den dabei herrschenden Stromstärken werden die jeweiligen Innenwiderstände des Akkumulators ermittelt, und
- i) die in einer Meßphase ermittelten Innenwiderstände werden zueinander in Beziehung gesetzt und in aufeinanderfolgenden Meßphasen in einander entsprechenden Messungen ermittelte Innenwiderstände werden zueinander in Beziehung gesetzt, daß sich Aussagen über Güte, Alter, Ladezustand, Temperatur und Art des Akkumulators ergeben.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
daß das Alter des Akkumulators wie folgt ermittelt wird:
fabrikneu, wenn im angeladenen (schwach vorgeladenen) Zustand R 6 ∼ 4 R 1 und R 3 ∼ 2 R 1 und δ R 1 < 0,4 R 1 und der Verlauf von δ R 1 über mehrere Meßphasen kontinuierlich ist,
neu, wen während des Ladens R 3 R 6 und R 1 R 3 und R 4/R 2 2,
stark gebraucht, wenn R 3 < R 6 und R 1 < R 3 und R 4/R 2 < 2, oder wenn während des Ladens R 2 < R 4,
verbraucht, wenn R 3, R 5 und R 6 jeweils <3 R 1 und R 3/R 6 < 1,3 und während des Ladens R 2 < R 4, oder wenn δ R 1 < 0,4 R 1 und der Verlauf von δ R 1 unregelmäßig ist, wobei R 1 = die Differenz der mit den Messungen B und A ermittelten Innenwiderstände,
R 2 = die Differenz der mit den Messungen B und C ermittelten Innenwiderstände,
R 3 = die Differenz dermit den Messungen D und C ermittelten Innenwiderstände,
R 4 = die Differenz der mit den Messungen E und F ermittelten Innenwiderstände,
R 5 = die Differenz der mit den Messungen G und F ermittelten Innenwiderstände,
R 6 = die Differenz der mit den Messungen H und D ermittelten Innenwiderstände,
δ R 1 = die Differenz der in zwei aufeinanderfolgenden Meßphasen mit den Messungen B ermittelten Innenwiderstände.
fabrikneu, wenn im angeladenen (schwach vorgeladenen) Zustand R 6 ∼ 4 R 1 und R 3 ∼ 2 R 1 und δ R 1 < 0,4 R 1 und der Verlauf von δ R 1 über mehrere Meßphasen kontinuierlich ist,
neu, wen während des Ladens R 3 R 6 und R 1 R 3 und R 4/R 2 2,
stark gebraucht, wenn R 3 < R 6 und R 1 < R 3 und R 4/R 2 < 2, oder wenn während des Ladens R 2 < R 4,
verbraucht, wenn R 3, R 5 und R 6 jeweils <3 R 1 und R 3/R 6 < 1,3 und während des Ladens R 2 < R 4, oder wenn δ R 1 < 0,4 R 1 und der Verlauf von δ R 1 unregelmäßig ist, wobei R 1 = die Differenz der mit den Messungen B und A ermittelten Innenwiderstände,
R 2 = die Differenz der mit den Messungen B und C ermittelten Innenwiderstände,
R 3 = die Differenz dermit den Messungen D und C ermittelten Innenwiderstände,
R 4 = die Differenz der mit den Messungen E und F ermittelten Innenwiderstände,
R 5 = die Differenz der mit den Messungen G und F ermittelten Innenwiderstände,
R 6 = die Differenz der mit den Messungen H und D ermittelten Innenwiderstände,
δ R 1 = die Differenz der in zwei aufeinanderfolgenden Meßphasen mit den Messungen B ermittelten Innenwiderstände.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ladezustand des Akkumulators wie folgt ermittelt
wird:
- a) in ca. 30%-Abschnitten an den Wendepunkten des Verlaufs der Widerstandsverhältnisse von R 1 bis R 6,
- b) innerhalb der 30%-Abschnitte in 10%-Abschnitten durch die Steigung des Verlaufs der Widerstandsverhältnisse von R 1 bis R 6,
- wobei die Widerstandsverhältnisse von R 1 bis R 6 jeweils aus den Innenwiderständen gebildet werden, die in aufeinanderfolgenden Meßphasen mit einander entsprechenden Messungen und rechnerischen Auswertungen ermittelt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ladezustand des Akkumulators wie
folgt ermittelt wird:
Voll, wenn bei wenig gebrauchtem Akkumulator R 3 = R 6, bei gebruchtem Akkumulator R 3 < R 6 und R 1 R 5,
annähernd voll, wenn R 3/R 1 ∼ 9 . . . ∞ und gleichzeitig QR 1, QR 3 und QR 5 jeweils positiv sind,
teilentladen, wenn R 3/R 1 ∼ 4 . . . 8 und gleichzeitig QR 1, QR 3, QR 5 und QR 6 jeweils 0 sind, oder R 1 negativ ist,
entladen, wenn R 3/R 1 ∼ 1 . . . 3 und gleichzeitig QR 1, QR 3, QR 5 und QR 6 in der Anfangsphase des Ladevorgangs jeweils negativ sind,
tiefentladen, wenn in der ersten Meßphase R 1, R 2, R 3, R 4, R 5 und R 6 jeweils über akkumulatorspezifisch vorgegebenen Grenzwerten liegen und R 4 < 4 R 0 und über nachfolgende Meßphasen QR 1 anfänglich steigt und dann fällt, oder die Polarität der Akkumulatorspannung entgegengesetzt zu der der Ladespannung ist, wobei R 0 = die Differenz der in zwei aufeinanderfolgenden Meßphasen mit den Messungen O ermittelten Innenwiderstände ist,
R 1, R 3, R 5 und R 6 wie in Anspruch 3 definiert sind, und
QR 1, QR 3, QR 5 und QR 6 jeweils die Quotienten zwischen zwei in aufeinanderfolgenden Meßphasen ermittelten Werten von R 1, R 3, R 5 und R 6 sind.
Voll, wenn bei wenig gebrauchtem Akkumulator R 3 = R 6, bei gebruchtem Akkumulator R 3 < R 6 und R 1 R 5,
annähernd voll, wenn R 3/R 1 ∼ 9 . . . ∞ und gleichzeitig QR 1, QR 3 und QR 5 jeweils positiv sind,
teilentladen, wenn R 3/R 1 ∼ 4 . . . 8 und gleichzeitig QR 1, QR 3, QR 5 und QR 6 jeweils 0 sind, oder R 1 negativ ist,
entladen, wenn R 3/R 1 ∼ 1 . . . 3 und gleichzeitig QR 1, QR 3, QR 5 und QR 6 in der Anfangsphase des Ladevorgangs jeweils negativ sind,
tiefentladen, wenn in der ersten Meßphase R 1, R 2, R 3, R 4, R 5 und R 6 jeweils über akkumulatorspezifisch vorgegebenen Grenzwerten liegen und R 4 < 4 R 0 und über nachfolgende Meßphasen QR 1 anfänglich steigt und dann fällt, oder die Polarität der Akkumulatorspannung entgegengesetzt zu der der Ladespannung ist, wobei R 0 = die Differenz der in zwei aufeinanderfolgenden Meßphasen mit den Messungen O ermittelten Innenwiderstände ist,
R 1, R 3, R 5 und R 6 wie in Anspruch 3 definiert sind, und
QR 1, QR 3, QR 5 und QR 6 jeweils die Quotienten zwischen zwei in aufeinanderfolgenden Meßphasen ermittelten Werten von R 1, R 3, R 5 und R 6 sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß ein tiefgekühlter Zustand des
Akkumulators wie folgt ermittelt wird:
R A < 5 R 0 und R 1/R 3 < 3,wobei R A der Innenwidestand gemäß Messung A ist und R 1
und R 3 wie in Anspruch 2 definiert sind.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand, in welchem eine
Formierung erforderlich ist, aus der Tatsache ermittelt
wird, daß in der Ladeanfangsphase QR 1 sehr stark
zunimmt, wobei QR 1 wie in Anspruch 3 definiert ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Art des Akkumulators wie
folgt ermittelt wird:
es liegt ein Massezellenakkumulator oder ein für den Ladestrom eine zu kleine Kapazität aufweisender Sinterzellenakkumulator vor, wenn R 1 und R A über einem akkumulatorspezifisch vorgegebenen Grenzwert liegen, R 4 < 3 R 0, oder die Zellenspannung über einem vorgegebenen Grenzwert liegt,
wobei R 1, R 4 und R 0 wie in Anspruch 2 definiert sind.
es liegt ein Massezellenakkumulator oder ein für den Ladestrom eine zu kleine Kapazität aufweisender Sinterzellenakkumulator vor, wenn R 1 und R A über einem akkumulatorspezifisch vorgegebenen Grenzwert liegen, R 4 < 3 R 0, oder die Zellenspannung über einem vorgegebenen Grenzwert liegt,
wobei R 1, R 4 und R 0 wie in Anspruch 2 definiert sind.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand, wonach der
Akkumulator keine Kapazität hat, aus der Tatsache
ermittelt wird, daß R 4 < 4 R 0, und alle übrigen
Widerstände stark überhöht gegenüber akkuspezifischen
Richtwerten liegen, wobei R 4 und R 0 wie in Anspruch 2
definiert sind.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand, wonach der
Akkumulator einen sog. Memory-Effekt aufweist, aus der
Tatsache ermittelt wird, daß in aufeinanderfolgenden
Meßphasen R 1 und R 4 abnehmen und R 4 < ∼ 1,1 R A , wobei R 1,
R 4 und R A wie in Anspruch 2 bzw. 5 definiert sind, wenn
unter Einhaltung von Grenzwerten mit maximal möglichen
Strömen geladen wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß nach Wiederaufnahme des
Ladevorgangs die Akkumulatorspannung mit vorgegebenem
zeitlichen Abstand (T 6) von ca. 2 Sekunden nach
überschreiten der Abgleichspannung gemessen wird
(Messung K) und daß aus diesem Innenwiderstand (R K ) eine
Aussage über den Abnutzungsgrad (Alter) des Akkumulators
abgeleitet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zeitdauer (T 7) zwischen dem Zeitpunkt des
Beginns eines Ladeimpulses nach stromlosen Zustand und
dem Wiedererreichen der Abgleichspannung gemessen wird
und aus dieser Zeitdauer (T 7) eine Aussage über das
Alter des Akkumulators abgeleitet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 und 11,
dadurch gekennzeichnet, daß aus der Charakteristik des
Verlaufs der Differenzen (δ R K ) der in
aufeinanderfolgenden Meßphasen mit den Messungen K
ermittelten Innenwiderstände (R K ) eine Aussage über den
Ladezustand des Akkumulators gewonnen wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Ladestromimpuls in
kurzen zeitlichen Abständen sehr kurze Ladestromimpulse
einer höheren Stromstärke überlagert sind, deren Länge
in der Größenordnung von 50 µs bis 2 ms liegt, zu
Beginn und nach dem Ende eines jeden dieser kurzen
Ladestromimpulse die Akkumulatorspannung gemessen wird
(Messungen M und N) und vor dem Ende des
Ladestromimpulses in dem Akkumulator ein
Gleichgewichtszustand hergestellt wird, in dem die
kurzen, überlagerten Ladestromimpulse für eine
vorgegebene Zeitdauer (T 1) abgeschaltet werden, kurz vor
deren Ende die Messung O ausgeführt wird, und daß aus
den Messungen M und N der differentielle Innenwiderstand
des Akkumulators laufend ermittelt wird und der
Ladevorgang abgebrochen wird, wenn der differentielle
Innenwiderstand einen akkumulatorspezifisch vorgegebenen
Grenzwert übersteigt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zeitabstände zwischen den überlagerten, kurzen
Impulsen etwa 10 bis 60mal so groß sind, wie die Länge
der kurzen Impulse.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß beim Laden von Sinterzellen
I N = I C ist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 und 15,
dadurch gekennzeichnet, daß beim Laden von Sinterzellen
die überlagerten kurzen Ladestromimpulse die Stromstärke
2 I C bis 4 I C haben.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß beim Laden von Massezellen I N = I 10
ist.
18. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14 und 17, dadurch
gekennzeichnet, daß beim Laden von Massezellen die
überlagerten kurzen Ladestromimpulse eine Stromstärke
von I C bis 2 I C haben.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Anschließen eines
Akkumulators in jedem Falle zunächst mit einem Ladestrom
I N der Stärke I 10 geladen wird.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Zuführen des
gepulsten Ladegleichstroms der Akkumulator mit einem
sehr kleinen (Sensor-)Strom von etwa I C /1000 geladen
und im Falle ungleicher Polaritäten von Akkumulator-
und Ladespannung die zeitliche Entwicklung der
Akkumulatorspannung als Folge der Aufladung mit dem
Sensorladestrom überwacht wird, und daß im Falle, daß
die Akkumulatorspannung allmählich abnimmt, der
Ladevorgang mit dem Sensorstrom so lange fortgesetzt
wird, bis die Akkumulatorspannung 0 erreicht ist, und
anschließend mit einem erhöhten Ladestrom von I C /100
weitergeladen wird, bis 0,3 V/Zelle erreicht sind,
sodann mit I C /10 weitergeladen wird, bis eine
Akkumulatorspannung von etwa 0,8 V/Zelle erreicht ist,
bevor der Ladevorgang mit einem Formieren des
Akkumulators fortgesetzt wird, während im Falle, daß
beim Laden mit Sensorstrom die Akkumulatorspannung nicht
abnimmt, der Ladevorgang abgebrochen wird.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß vor den Spannungsmessungen
in der Meßphase zunächst ein Nullabgleich eines
Meßverstärkers mit dieser Akkumulatorspannung ausgeführt
wird und die Akkumulatorspanungen dann gegen diese
Abgleichspannung gemessen werden.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß während der
Belastungsperiode (T 4) die dem Meßverstärker zugeführte
Akkumulatorspannung invertiert ausgewertet wird.
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