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DE3411234C1 - Einrichtung zur Übertragung von Informationen über Versorgungsleitungen - Google Patents

Einrichtung zur Übertragung von Informationen über Versorgungsleitungen

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DE3411234C1
DE3411234C1 DE3411234A DE3411234A DE3411234C1 DE 3411234 C1 DE3411234 C1 DE 3411234C1 DE 3411234 A DE3411234 A DE 3411234A DE 3411234 A DE3411234 A DE 3411234A DE 3411234 C1 DE3411234 C1 DE 3411234C1
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DE
Germany
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frequency
battery
point
supply lines
coupling
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DE3411234A
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English (en)
Inventor
Norbert Ing.(grad.) 7320 Göppingen Bissinger
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Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Übertragung von Informationen über Versorgungsleitungen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine ähnliche Einrichtung ist bereits aus der Druckschrift der Firma micro-electric GmbH, Osterdeich 92, 2800 Bremen 1, bekannt.
Beim Laden von Akkumulatoren müssen die vorgeschriebenen Ladeströme bzw. Ladespannungen im Interesse einer langen Lebensdauer der Batterien genau eingehalten werden. Werden Batterien in Ladestationen ortsfest geladen, so können Ladespannungen und Ladeströme an der Batterie problemlos überwacht werden. Sollen Batterien jedoch in ortsveränderlichen Fahrzeugen (Flurförderfahrzeuge) an verschiedenen Zapfoder Andockstellen geladen oder gepuffert werden, so bereitet das genaue Erfassen der Klemmenspannungen der Batterien Schwierigkeiten. Es ist jedoch besonders wichtig, daß beim Laden die genaue Klemmenspannung der Batterien erfaßt und damit der Ladestrom gesteuert wird. Zu niedrige Ladeschlußspannung führt zu nicht richtig formierten Platten, zu hohe Ladeschlußspannung führt zu verstärktem Gasen und zu verstärkter thermischer Beanpsruchung der Batterien.
Die genaue Erfassung der Klemmenspannung bereitet deshalb Schwierigkeiten, da bei relativ hohen Ladeströmen die Spannungsabfälle auf den Ladeleitungen, an den Klemmstellen der Leitungen und an den Übergängen zwischen Stromschienen und Schleifkontakten bei Fahrzeugen, die zum Laden nur andocken, auf die Messung eingehen (AEG-Telefunken-Druckschrift »Ladegeräte für Elektrofahrzeugbatterien«, Juli 1982). Erschwerend ist, daß die Klemm- und Schleifkontakte nicht konstant bleiben und daß bei verschiedenen Zapfstellen auch durch unterschiedliche Leitungslängen die Spannungsabfälle nicht'konstant bleiben und damit durch die Einstellung des Ladegerätes nicht korrigiert werden können. Abhilfe könnte geschaffen werden, wenn parallel zum Ladeströmweg Fühlerleitungen bis zu den Batterieklemmen verlegt werden, die nur die Klemmenspannung der Batterie zum hochohmigen Steuereingang des Ladegerätes zurückführen. Dies ist auch bei stationären Netz- und Ladegeräten für höhere Ströme üblich. Diese Technik würde jedoch auch eine getrennte Leitungsführung bis hin zu den Klemmen von Batterien und damit auch bei Zapfstellen für Fahrzeuge mit Schleifern weitere Schleifkontakte erfordern. Es wurde deshalb nach Wegen gesucht, die dann zusätzlich erforderlichen Schleifleitungen zu umgehen bzw. schon vorhandene.Anlagen ohne Fühlerleitungen für die verbesserte Technik nachrüstbar zu machen.
Weiterhin hat die Firma Hoppecke ein Verfahren patentiert (»Hoppecke Batterien«-Druckschrift, Form. 5816/03.84/3.), nach dem die Temperatur der Gase, die sich beim Laden von Batterien über die Gasungsspannung hinaus bilden, in einem Katalysator gemessen und dadurch der Ladestrom gesteuert wird. Dieses Verfahren erfordert allerdings Sensorleitungen und ist — wegen den zuvor genannten Schleifkontakten an Mehrfach-Zapfstellen — für Flurförderfahrzeuge schwieriger realisierbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei batteriebetriebenen Fahrzeugen, die an eine Versorgungsstelle anlegen (andocken), die Meßwerte störungsfrei und mit geringem Aufwand zwischen Ladeeinrichtungen und Batterien zu übertragen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung F i g. 1 erläutert.
In unmittelbarer Nähe der Batterie 1, deren Klemmenspannung überwacht werden soll, wird (in diesem Fall auf dem Fahrzeug 2) ein Spannungs-Frequenz-Wandler 3 (f/U-Wandler) angeschlossen. Spannungs-Frequenz-Wandler sind als Bausteine oder als integrierte Schaltungen erhältlich. Dieser Baustein liefert ein Signal, dessen Frequenz / der angelegten Spannung U proportional ist. Dieses Signal mit der Frequenz f wird mit Hilfe der Kondensatoren 4 und 5 innerhalb des Fahrzeuges 2 auf die Ladeleitungen mit den Schleifkontakten 6 und 7 gekoppelt. Es wird von dort über die fest installierten Ladeleitungen 8 und 9 zur Ladestation 10 übertragen. Diese Ladestation 10 enthält einen Frequenz-Spannungswandler 11, der die ursprünglich vom Spannungs-Frequenz-Wandler 3 gelieferte Frequenz wieder in eine dazu proportionale Spannung umsetzt.
Diese wird über die Eingänge 12 und 13 zur Steuerung des eigentlichen Batterieladegerätes 14 wirksam. Der Batterieladestrom wird an den Klemmen 15 und 16 abgenommen und kann auch andere Schleifleitungen 24 und 17 versorgen.
Zur Verbesserung der Signalübertragung körinen die Ausgänge 15 und 16 des Ladegerätes 14 und der Eingang der Batterie 1 über Drosseln 18, 19, 2Ö und 21 gegen höherfrequente Signale, die der Wandler 3 lief ert, verblockt werden. Diese Drosseln 18,19,2Ö und 21 sol- ίο len einen kleinen Gleichstromwiderstand haben. Im einfachsten Fall werden sie dadurch realisiert, daß nur Ferrit-Ringkerne über die zu verdrosselnden Leitungsstükke geschoben werden. Der Leitungsabschnitt, der vom Ringkern umgeben ist, weist eine höhere Induktivität auf.
Weiterhin muß am Eingang des Frequenz-Spännungs-Wandlers 11 dafür gesorgt werden, daß dieser die Ausgänge 15 und 16 des Ladegerätes 14 nicht kurzschließt. Dies geschieht hier mit Koppelkondertsätören 22 und 23.
Es ist weiterhin möglich, die Bauelemente 18,19, 20, 21,5,4,22 und 23 durch andere Bauelemente beispielsweise geeignete Transformatoren und Drosseln zu ersetzen. Sie dienen nur dazu, den Gleichsiromweg des Ladekreises vom Wechselstromweg des Signälkreises zjjjrejinen. Nach dieser Methode können auch andere Batterieparameter beispielsweise Elektrolyttemperatur, Gasdruck und Gasungsgrad an das Ladegerät entweder im Zeitmultiplex- oder im Frequenzmultiplexverfahren zurückgemeldet werden.
Zum Erfassen der Parameter-Klemmenspannung, Gasungsgrad, Elektrolyttemperatur, Temperatur der Gase, lassen sich an den zu ladenden Batterien geeignete Sensoren einsetzen. Werden die Sensorsignale in zu diesen Parametern proportionale frequenzgesteuerte Wechselspannungen umgesetzt, so können diese auf die Ladeleitungen gekoppelt und am Ladegerät ausgewertet werden. Da sich die zu übertragenden Informationen in der Frequenz der Sensorsignale befinden und sich die Frequenz durch die Übertragungsstrecke nicht beeinflussen läßt, erhält man eine sehr sichere Rückmeldung der Ladeparameter von Batterien.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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Claims (5)

Patentansprüche:
1. Einrichtung zur Übertragung einer Information über Versorgungsleitungen, wobei an einer Stelle der Versorgungsleitungen die zu übertragende Information als Hochfrequenzsignal über je ein Koppelelement auf die Hin- und Rückleitung einkoppelbar ist und an einer anderen Stelle der Versorgungsleitungen übe"r je ein Koppelelement auskoppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei Batterieladeeinheiten von batteriebetriebenen Fahrzeugen, die an einer Versorgungsstelle anlegen (andocken) verwendet wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmenspannung der auf einem Fahrzeug (2) montierten Batterien (1) gemessen, mittels eines Sjpannungs-Frequenz-Wandlers (3) in Hochfrequenzsignale umgewandelt wird, daß Kondensatoren (4, 5) vorgesehen sind zur Einkopplung der Hochfrequenzsignale auf die fahrzeugseitigen Versorgungsleitungen (6, 7) ,daß Kondensatoren (22,23) vorgesehen sind zur Auskopplung der Hochfrequenzsignale auf der stationären Seite der Versorgungsleitungen (8, 9), daß ein Frequenz-Spannungs-Wandler (ti) vorgesehen ist zur Rückwandlung der Hochfrequenzsignale in die die Klemmenspannung der Batterie, die an den Klemmen (12,13) dem Ladegerät (14) als Steuersignal für den Batterieladestrom zugeführt wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Versorgungsleitungen (6, 7, 8, 9) zwischen Batterie und fahrzeugseitiger Einkoppelstelle und zwischen Ladegerät und stationärer Auskoppelstelle Entkoppelelemente (18, 19, 20,21) für die Hochfrequenzsignale vorgesehen sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu übertragenden Signale aus einer hochfrequenten Trägerfrequenz bestehen, denen die zu übertragenden Informationen analog oder digital aufmoduliert sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationen über eine Versorgungsleitung (6, 8) und Masse übertragen werden.
DE3411234A 1984-03-27 1984-03-27 Einrichtung zur Übertragung von Informationen über Versorgungsleitungen Expired DE3411234C1 (de)

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