DE2602789A1 - Ladegeraet fuer eine batterie, insbesondere eine batterie von elektroautos - Google Patents

Description

• Ladegerät für eine Batterie, insbesondere eine Batterie
• von Elektroautos Die Erfindung bezieht sich auf ein Ladegerät für eine .alterie, insbesondere ein Batterie von Elektroautos, bei dem eine ungesteuerte Halbleiterelemente enthaltende Brückenschaltung an eine Wechselspannungsquelle anschließbar ist und die Ausgänge der Brückenschaltung über eine Drossel mit der Batterie verbunden sind.
• Durch die DI-PS 1 275 665 ist ein Ladegerät dieser rt bekannt, bei dem in der Brückenschaltung mindestens zwei gesteuerte Halbleiterelemente angeordnet sind. Die Phasenlage der den gesteuerten Halbleiterelementen zugefUhrten Zündspannungen werden durch einen Regler in Abhängigkeit von der Batteriespannung und vom Ladestrom beeinflußt. Geräte dieser Art können zwar auch sehr einfach ausgebildet werden, Jedoch treten bei einphasiges Anschluß an das Wechselspannungsnetz unzulässige Rückwirkungen auf.
• Des Betreiber eines Blektroautos soll die Möglichkeit gegeben werden, die Batterie nachts mit Hilfe eines Langzeit-Ladegerätes, das aus dem normalen Haushaltswechselspannungsnetz gespeist werden kann, wieder aufzuladen.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfach aufgebautes Ladegerät zu schaffen, das auch für Leistungen von mehreren kW bemessen sein kann und bei dem die Rückwirkungen auf das speisende Wechselspannungsnetz möglichst klein sind.
• Die Lösung besteht bei einem Ladegerät der eingangs genannten Art erfindungsgemäß darin, daß die gleichgerichtete Spannung der aus ungesteuerten Halbleiterelementen gebildeten Brückenschaltung kleiner bemessen ist alls die Batteriespannung und eine Zusatzspannung zur Brückenspannung dadurch erzeugt wird, daß mittels einer elektronischen Schalteinrichtung an die Ausgänge der Brückenschaltung abwechselnd zwei Strompfade gelegt werden, von denen der eine durch die Drossel und der andere durch die Reihenschaltung aus der Drossel, einer Diode und der Batterie gebildet ist, wobei die zwei Strompfade während einer Halbwelle der Wechselspannung mehrmals an die Ausgänge der Brückenschaltung gelegt werden.
• Auf diese Weise kann der dem Wechselstromnetz zu entnehmende Strom eines Sinusform angepaßt werden, so daß nahezu keine Rückwirkungen auf das Netz auftreten.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
• Fig. 1 zeigt ein Ladegerät und Fig. 2 den Verlauf der Ladeströme.
• Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ladegerät 1 wird über einen Transformator 4 eine ungesteuerte Halbleiterelemente enthaltende Brückenschaltung 5 an ein Einphasennetz 2 angeschlossen. Die zu ladende Batterie 3 wird über eine Diode 6 und eine Drossel 7 mit der Brückenschaltung 5 verbunden. Zusätzlich ist eine elektronische Schalteinrichtung 8, z.B. ein Transistor, zwischen dem Verbindungspunkt der Drossel 7 und der Diode 6 sowie dem anderen Ausgang (Minuspol) der Brückenschaltung vorgesehen. Damit ist die Drossel 7 an die Ausgänge 9, 10 der Brückenschaltung 5 anschaltbar. Die Gleichspannung am Ausgang der Brückenschaltung 5 ist kleiner als die Spannung der Batterie 3. Daher fließt zunächst kein Ladestrom in die Batterie 3. Wird der Transistor 8 auf Durchlaß gesteuert, so fließt über die Drossel 7 ein Eurzschlußstrom iK (Fig. 2). Sperrt der Transistor wieder, so wird in der Drossel 7 eine so große Zusatzspannung zur Ausgangsspannung der Brückenschaltung 5 induziert, daß der eingeprägte Drosselstrom als Ladestrom iL über die Diode 6 in die Batterie 3 weiterfließen kann. Sobald dieser Ladestrom iL einen bestimmten Wert unterschreitet, schaltet die elektronische Schalteinrichtung 8 wieder auf Kurzschluß. Die Drossel 7 erregt sich erneut.
• Um den Leistungskreis noch weiter zu vereinfachen, kann zweckmäßigerweise die Drossel 7 in den Transformator 4 integriert werden, d.h. der Transformator 4 wird mit entsprechend großer Streuung gebaut.
• Eine Steuer- bzw. Regeleinrichtung 11 sorgt dafür, daß in der Drossel 7 ein möglichst sinusförmiger Strom fließt. Dies wird durch mehrmaliges Ein- und Ausschalten des Transistors 8 während einer Spannungshalbwelle erreicht. Für das Steuerverfahren gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten: A. Zweipunktregelung des Stromes.
• Hier wird der Steuerung ein bestimmtes bi (Fig. 2) vorgegeben, um den der sinusförmige Strom im Wechselstromnetz schwanken darf. Entsprechend diesem je stellen sich dann Taktfrequenz und Einschaltdauer des Schalters 8 ein.
• ß. Impulsbreitensteuerung.
• Bei diesem Prinzip wird dem Schalter 8 eine feste Frequenz vorgegeben, die ein Vielfaches der Netzfrequenz beträgt, und die Einschaltdauer der Schalteinrichtung 8 variiert.

Claims (2)

1. Patentansprüche 1. Ladeerät flir eine Batterie, insbesondere eine Batterie von Elektroautos, bei dem eine ungesteuerte Halbleiterelemente enthaltende Brückenschaltung an eine Wechselspannungsquelle anschließbar ist und die Ausgänge der Brückenschaltung über eine Drossel mit der Batterie verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichgerichtete Spannung (U5) der aus ungesteuerten Halbleiterelementen (5) gebildeten Brückenschaltung kleiner bemessen ist als die Batteriespannung (U3) und eine Zusatzspannung (U7) zur Brückenspannung dadurch erzeugt wird, daß mittels einer elektronischen Schalteinrichtung an die Ausgänge (9, 10) der Brückenschaltung abwechselnd zwei Strompfade gelegt werden, von denen der eine durch die Drossel (7) und der andere durch die Reihenschaltung aus der Drossel (7), einer Diode (6) und der Batterie (3) gebildet ist, wobei die zwei Strompfade während einer Halbwelle der Wech..ielspannung mehrmals an die Ausgänge (92 10) der Brückenschaltung gelegt werden.
2. 2. Ladegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines der Brückenschaltung vorgeschalteten Transformators (4) die Drossel in den Transformator (4) integriert ist.