AT508279A1 - Verfahren und anordnung zum aufladen von batterien - Google Patents

Verfahren und anordnung zum aufladen von batterien Download PDF

Info

Publication number
AT508279A1
AT508279A1 AT0074809A AT7482009A AT508279A1 AT 508279 A1 AT508279 A1 AT 508279A1 AT 0074809 A AT0074809 A AT 0074809A AT 7482009 A AT7482009 A AT 7482009A AT 508279 A1 AT508279 A1 AT 508279A1
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
batteries
battery
charging
individual
subgroups
Prior art date
Application number
AT0074809A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Net Neue En Technik Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Net Neue En Technik Gmbh filed Critical Net Neue En Technik Gmbh
Priority to AT0074809A priority Critical patent/AT508279A1/de
Publication of AT508279A1 publication Critical patent/AT508279A1/de

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/50Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries acting upon multiple batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/52Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries acting upon multiple batteries simultaneously or sequentially for charge balancing, e.g. equalisation of charge between batteries
    • H02J7/56Active balancing, e.g. using capacitor-based, inductor-based or DC-DC converters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/11DC charging controlled by the charging station, e.g. mode 4
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • H01M10/441Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

1
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anordnung zum Aufladen von in Serie geschalteten Batterien von Batteriepacks von Elektrofahrzeugen bzw. Hybridfahrzeugen.
Fahrzeuge mit Elektroantrieb oder Hybridantrieb werden aus Um-weltschutzgründen bzw. aus Gründen einer möglichst effizienten Nutzung von Energie immer interessanter. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Entwicklung von langlebigen aufladbaren Batterien (Akkumulatoren) sowie Steuersystemen gelegt.
So ist beispielsweise in der US 2007/0284159 Al ein Speicherbatteriesystem mit zwei Batteriemodulen vorgeschlagen worden, wobei das eine Batteriemodul speziell für Niedriglast-Bedingungen ausgelegt und langsam aufzuladen ist, wogegen das andere Batteriemodul für ein rasches Aufladen geeignet ist. Die Steuerung ist nun derart vorgesehen, dass immer dann, wenn keine Aufladung von außen erfolgt, ein Umladen von einem Batteriemodul zum anderen vorgesehen wird.
In der EP 1 462 299 Bl ist andererseits ein Batteriesystem für Elektrofahrzeuge beschrieben, bei dem mehrere Batteriepacks, je mit einer eigenen elektronischen Steuereinheit, vorgesehen sind, wobei ein „Master/Slave"-Betrieb vorgesehen ist, in dem eine elektronische Steuereinheit als „Master" dient, der die anderen Steuereinheiten, die „Slaves", beim Anhalten des Fahrzeugs abschaltet, beim Starten jedoch wieder einschaltet; hierdurch soll der Stromverbrauch der Steuereinheiten reduziert werden. Üblicherweise sind in Batteriepacks von Elektrofahrzeugen bzw. Hybridfahrzeugen mehrere einzelne Batterien in Serie geschaltet, wobei beispielsweise sechs 12V-Batterien insgesamt ein Batteriepack mit einer Ausgangsspannung von 72V Gleichspannung ergeben. (Es sei erwähnt, dass hierin der mittlerweile in der Technik geläufigere Ausdruck „Batterie" bzw. „aufladbare" oder „nachladbare Batterie" anstatt des Ausdrucks „Akkumulator" verwendet wird, wobei dann auch im Weiteren von Batterieladegeräten in diesem Sinn die Rede sein wird). Üblicherweise werden derartige Batteriepacks als solche (wieder) aufgeladen, d.h. es wird beispielsweise ein derartiges 72V-Bat- teriepack an ein Batterieladegerät für 72V angeschlossen, um das Batteriepack wieder aufzuladen. Dies ist naheliegend, da ja umgekehrt auch alle Batterien eines solchen Batteriepacks in Serie geschaltet die Ausgangsspannung an den jeweiligen Antriebsmotor abgeben, die Batterien des Batteriepacks somit als eine Einheit angesehen werden. Überraschend hat sich jedoch bei Untersuchungen gezeigt, dass beim Nachladen von Batterien eines Batteriepacks mit der gesamten Spannung eine gleichmäßige Durchladung der einzelnen, in Serie geschalteten Batterien nicht sichergestellt wird. Es kommt vielmehr immer wieder vor, dass einzelne Batterien keine volle Ladung erhalten, etwa zufolge eines höheren Innenwiderstands, und so beim Nachladen des Batteriepacks als Ganzes „hängen" bleiben; im Betrieb hat dies dann eine frühzeitige Entladung dieser Batterie und somit eine elektrische Anlage insgesamt mit verringerter Effizienz zufolge, abgesehen von einer möglichen Verkürzung der Batterie-Lebensdauer.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, diesem Nachteil abzuhelfen und ein Verfahren sowie eine Anlage zum Aufladen bzw. Nachladen von aufladbaren Batterien eines Batteriepacks von Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen vorzusehen, wobei eine gleichmäßige, adäquate Aufladung aller Batterien des Batteriepacks erreicht werden kann. In der Folge soll mit einer derartigen effizienten Ladung der Batterien auch eine erhöhte Lebensdauer der Batterien erzielt werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Verfahren bzw. eine Anlage wie in den unabhängigen Ansprüchen definiert vor. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass das jeweilige Batteriepack in einzelne Batterien oder in Untergruppen von beispielsweise zwei oder drei Batterien unterteilt wird, und dass eine Ladung dieser einzelnen Batterien bzw. dieser Untergruppen mit Hilfe von eigenen, angepassten Lademitteln - parallel -durchgeführt wird. Es erfolgt somit eine „verteilte" Auf- bzw. Nachladung der einzelnen Elemente des Batteriepacks, wobei im Zuge dieser verteilten Aufladung eine effiziente Ladung der Batterien ermöglicht wird, was wiederum zu einer hohen Lebensdauer der einzelnen Batterien führt. Dabei hat sich gezeigt, dass eine gleichmäßige Durchladung der Batterien des Batteriepacks insgesamt in vorteilhafter Weise erzielt werden kann, wenn jeweils zwei Batterien zu einer Untergruppe zusammengeschaltet werden, etwa wenn im bereits angesprochenen Beispiel einer Anlage mit sechs 12V-Batterien, zur Erzielung eines 72V-Batteriepacks, jeweils zwei Batterien mit einer addierten Spannung von 24V mit Hilfe eines zugehörigen Lademittels aufgeladen werden. Denkbar ist es aber selbstverständlich auch, jede einzelne Batterie des Batteriepacks gesondert, mit Hilfe eines eigenen Lademittels, auf die volle Batteriespannung (z.B. 12V) aufzuladen.
Die vorstehenden Spannungsangaben sind dabei selbstverständlich nur beispielhaft, und es sind auch andere Batteriespannungen bzw. Gesamtspannungswerte von Batteriepacks denkbar. Die Nachladung bzw. Aufladung der einzelnen Batterien bzw. Batterie-Untergruppen kann mit Hilfe von gesonderten Ladegeräten erfolgen, jedoch auch mit Hilfe eines gemeinsamen Ladegeräts mit mehreren parallelen Ausgängen, mit denen die einzelnen Batterien bzw. Batterie-Untergruppen verbunden werden. Eine andere, energietechnisch besonders vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, die einzelnen Batterien bzw. Batterie-Untergruppen mit Hilfe von gesonderten Zwischen- bzw. Pufferbatterien aufzuladen. Diese Pufferbatterien werden in einer vorteilhaften Ausführungsform von einem Energieträger mit erneuerbarer Energie, z.B. Photovoltaik, Windkraft oder Wasserkraft etc., gespeist, wobei aber selbstverständlich im Prinzip auch eine Speisung aus dem öffentlichen Netz denkbar ist. Weiters ist es hier zur Erzielung entsprechender Ladekapazitäten zweckmäßig, wenn jeweils mehrere Pufferbatterien in Serie zu einer Lademittel-Einheit zusammengeschaltet werden, mit deren Hilfe eine einzelne Batterie bzw. eine Batterie-Untergruppe des Batteriepacks geladen wird. Als Beispiel sei hier im Hinblick auf die vorstehend beispielhaft genannte 72V-Anlage mit sechs 12V-Batterien ein Zusammenschalten von drei 12V-Pufferbatterien zu einer 36V-Pufferbatterie-Einheit zum Laden jeweils einer Serienschaltung von zwei 12V-Batterien des Batteriepacks genannt.
Im Zuge der Steuerung oder Regelung des Ladens der Batterien wird dann der Ladevorgang im Hinblick auf das Erreichen der Bat- terieladung, z.B. einer vorgegebenen Spannung, die etwas über der Nennspannung liegt (z.B. der 2x 12V (24V) der Batterie-Untergruppe) überwacht, damit bei Erreichen dieses Voll-Ladezu-stands der Ladevorgang abgeschaltet wird. Die Pufferbatterien können beispielsweise Teil einer Ladestation an einer Tankstelle oder aber in einem Unternehmen mit einem entsprechenden Fuhrpark sein.
Im Fall von solchen Pufferbatterien als Lademittel oder aber auch im Fall von nicht fest eingebauten Ladegeräten weisen die einzelnen Batterien bzw. die Batterie-Untergruppen zweckmäßig Anschlüsse, die von außen zugänglich sind, zum Verbinden mit diesen Lademitteln, also Pufferbatterien oder Ladegeräten, auf. Dabei kann den Anschlüssen auch ein DC-Trenner zugeordnet sein, der von der Ladesteuerung bzw. -regelung bei erfolgter Aufladung der Batterien angesteuert wird, um die Verbindung zu trennen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, und unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch weiter erläutert. In der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
Fig. 1 schematisch eine Anordnung eines Batteriepacks mit beispielsweise sechs Einzelbatterien und einem einzigen zugeordneten Ladegerät, mit dem ein Auf- bzw. Nachladeverfahren gemäß Stand der Technik durchgeführt werden kann;
Fig. 2 in einem vergleichbaren Schema eine Anordnung mit einzeln aufladbaren bzw. nachladbaren Batterien eines Batteriepacks, mit gesonderten Ladegeräten für die einzelnen Batterien;
Fig. 3 ein vergleichbares Schema einer Anordnung mit sechs Einzelbatterien eines Batteriepacks, wobei jeweils zwei Einzelbatterien zu einer Untergruppe zusammengefasst sind, die durch ein zugeordnetes gesondertes Ladegerät aufgeladen wird; und
Fig. 4 ebenfalls schematisch eine Anordnung eines Batteriepacks mit sechs Einzelbatterien, nun jedoch in Verbindung mit einer Gruppe von Pufferbatterien als Lademittel, die durch herkömmliche Energieträger aufgeladen werden, und die zum Nachladen von • · · • · • · ··
• · «· ·#· t·· • · · · • · ··· ··· - 5 -
Untergruppen der Batterien des Batteriepacks eingesetzt werden.
In Fig. 1 sind mehrere wiederaufladbare bzw. nachladbare einzelne Batterien 1.1-1.6 (nachstehend auch kurz l.i, mit i=l-6) gezeigt, die in Serie geschaltet sind, und die zusammen in an sich herkömmlicher Weise ein Batteriepack 2 für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug (nicht gezeigt) bilden. An dieses Batteriepack 2 ist ein Ladegerät 3 angeschaltet, welches das Batteriepack 2 insgesamt, also die gesamte Serienschaltung aller beispielsweise sechs einzelnen Batterien l.i, aufladen soll. Beispielsweise sei angenommen, dass die einzelnen Batterien l.i für eine Gleichspannung von 12V ausgelegt sind, so dass die Batteriepack-Anlage eine Gesamt-Spannung von 72V hat; dementsprechend muss das Ladegerät 3 für eine derartige 72V-Anlage ausgelegt sein. Dabei kann es beispielsweise wechselstromseitig an eine 230V-Stromquelle angeschlossen werden (z.B. an das öffentliche Netz), und der Ladestrom kann 16A betragen.
Mit den Hauptklemmen 4, 5 des Batteriepacks 2, mit denen das Ladegerät 3 verbunden ist, ist weiters ein schematisch gezeigter elektrischer Antrieb 6 (Motor/Generator) eines Kraftfahrzeugs sowie eine Steuer- bzw. Regeleinheit 7 für die Steuerung bzw. Regelung des Ladevorgangs angeschlossen. Von dieser Steuer- bzw. Regeleinheit 7 erfolgt über ein nicht näher veranschaulichtes Schütz oder dergl. Schalter ein Abschalten des eigentlichen Ladegeräts 3, wenn das Batteriepack 2 ausreichend aufgeladen ist.
Wie sich gezeigt hat, können bei einer derartigen „globalen" Ladung von Batterieanlagen oder Batteriepacks 2 ungleichmäßige Aufladungen der einzelnen Batterien l.i auftreten, etwa aufgrund von unterschiedlichen Innenwiderständen der Batterien, und es kann nicht gewährleistet werden, dass alle Batterien l.i in gleicher Weise durchgeladen werden. Dadurch kann in weiterer Folge auch die Lebensdauer der Batterien l.i oder Batteriepacks 2 verkürzt werden.
In Fig. 2, 3 und 4 sind nun schematisch Anordnungen mit vergleichbaren Batteriepacks 2, z.B. ebenfalls mit jeweils sechs Einzelbatterien 1.1-1.6, veranschaulicht, wobei jedoch anders als gemäß Fig. 1 eine „verteilte" Aufladung der einzelnen Batte- • · · · · ··· · * · · · · · · · ··· ··· • · 9 9999 99 9 9 9 9 9 9 9 9 9 ·· 99 9 99 999 999 - 6 - rien 1.1-1.6 vorgesehen ist.
Dabei können die einzelnen Batterien l.i je für sich, mit einem eigenen Ladegerät 13.1-13.6 aufgeladen werden, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Es ist aber auch denkbar, s. Fig. 3, jeweils mehrere Batterien, z.B. zwei Batterien 1.1 und 1.2, 1.3 und 1.4, 1.5 und 1.6, zu Untergruppen 20, 21 und 22 von Einzelbatterien zusammenzufassen, wobei dann jeweils ein Ladegerät 23.1, 23.2, 23.3 diesen Untergruppen 20, 21, 22 zugeordnet ist.
Gleichspannungsseitig können die Ladegeräte 13.i (mit i=l-6) bzw. 23.i (mit i=l-3) dann die jeweils erforderliche Spannung haben (z.B. 12V oder 24V Gleichstrom), wogegen sie wechselstromseitig wieder für einen Anschluss an ein 230V-Netz geeignet sein können. Der Ladestrom, für den die Ladegeräte 13.i bzw. 23.i ausgelegt sind, kann beispielsweise für eine Stromstärke von 10-250A, aber auch mehr, ausgelegt sein.
Es sei hier darauf hingewiesen, dass die angegebenen Zahlen und Beispiele, insbesondere betreffend die Spannungs- und Stromwerte für die einzelnen Batterien l.i und für die verschiedenen Ladegeräte, nur Beispiele sind, und dass die Strom- bzw. Spannungswerte je nach Anwendung, insbesondere auch je nach den einzelnen aufladbaren Batterien l.i des jeweiligen Batteriepacks 2 und ihrer Anzahl, differieren können.
In Fig. 3 ist weiters mit einer strichlierten Linie in Zusammenhang mit den Ladegeräten 23.i (mit i=l, 2, 3) noch angedeutet, dass als gemeinsames Ladegerät ein kompaktes einheitliches Ladegerät 23, jedoch mit verschiedenen Unterteilungen bzw. Parallel-Ausgängen, wie aus der Zeichnung ersichtlich, zum Anschluss bzw. Aufladen der Batterie-Untergruppen 20, 21, 22 vorgesehen sein kann. Ähnliches gilt auch für die Ausführungsform gemäß Fig. 2, wo die Ladegeräte 13.1-13.6 zu einem einheitlichen Ladegerät zusammengefasst sein können, das dann entsprechend mehr parallele Ausgänge zum Laden der einzelnen Batterien l.i, mit i=l-6, aufweist .
Zu erwähnen ist weiters, dass auch bei den Anordnungen gemäß Fig. 2 und 3 ein einzelnes Ladegerät 3 gemäß Fig. 1 vorhanden • · · • · · · • · · - ···· • · · · · ·· ·· ·
7 • · sein kann; etwa um beim Betrieb des Fahrzeugs in Phasen, wo mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird, eine Zwischen-Aufladung der Batterien l.i vorzunehmen. Das Ladegerät 3 kann somit Teil der Anlage im jeweiligen Kraftfahrzeug selbst sein, ebenso wie die Ladegeräte 13.i bzw. 23.i im jeweiligen Fahrzeug in Zuordnung zu den einzelnen Batterien, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, bereits vorhanden und fest eingebaut sein können. Alternativ dazu können die Ladegeräte 13.i bzw. 23.i aber auch stationär bzw. außerhalb des Fahrzeugs vorliegen, um so die Batterien l.i der jeweiligen Batteriepacks 2 in stationären Auflade-Stationen nachzuladen. Im Hinblick darauf, dass für eine Schnellladung geeignete Ladegeräte in kleiner Bauweise heute bereits Stand der Technik sind, wird bevorzugt, die angegebenen einzelnen Ladegeräte 13.i bzw. 23.i bereits im jeweiligen Fahrzeug in Verbindung mit den einzelnen Batterien l.i bzw. Untergruppen 20, 21, 22 der Batteriepacks 2 einzubauen, mit einer entsprechenden Anschlusseinrichtung mit Verteiler zum Anlegen einer Netzspannung von 230V (oder aber auch einer höheren Spannung, z.B. 400V).
Bei der Anordnung gemäß Fig. 4 ist wiederum ein Batteriepack 2 mit beispielsweise sechs Einzelbatterien 1.1-1.6, wie in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigt, vorgesehen, wobei weiters auch ähnlich wie in Fig. 3 jeweils zwei Batterien 1.1, 1.2 bzw. 1.3, 1.4 bzw. 1.5, 1.6 zu Untergruppen 20, 21 und 22 zusammengefasst sind.
Jede dieser Untergruppen 20, 21, 22 wird durch eigene Lademittel-Einheiten 40, 41, 42 im Bedarfsfall nachgeladen bzw. wieder aufgeladen; jede dieser Lademittel-Einheiten ist dabei durch drei in Serie geschaltete Zwischenbatterien (Pufferbatterien) 43.1, 43.2, 43.3 bzw. 43.4, 43.5, 43.6 bzw. 43.7, 43.8, 43.9 gebildet. Wenn angenommen wiederum von einer 72V-Anlage mit sechs 12V-Einzelbatterien l.i ausgegangen wird, so können die Pufferbatterien 43.i (mit i=l-9) jeweils beispielsweise ebenfalls 12V-Batterien sein, die z.B. für einen Ladestrom von 2000A geeignet sein können.
Die Pufferbatterien 43.i im gezeigten Beispiel erhalten Energie von einer an sich herkömmlichen Energieversorgungseinheit 44 zugeführt, wobei hier als Energieträger solche mit erneuerbarer Energie, wie Photovoltaik 45, Windkraft 46, aber auch Wasser- • · · · · · · ♦ · • · · ♦ · · · · ··· ··· • · · · ♦♦·♦ ·· · · ····· · · · ·· #· · ·· ··· ·*· - 8 - kraft 47, bevorzugt sind. Ebenfalls denkbar ist aber selbstverständlich, dass zur Energieversorgung die Lademittel 40, 41, 42 an das öffentliche Netz bzw. ganz allgemein an andere Energieträger angeschlossen werden.
In Fig. 4 ist weiters veranschaulicht, dass die Lade-Steuer-bzw. Regeleinheit 7 DC-Trenner 50, 51, 52 ansteuert, die nach erfolgter Aufladung der Batterien l.i, wie durch die Steuer-bzw. Regeleinheit 7 festgestellt, die einzelnen Batterien l.i des Batteriepacks 2 von den Pufferbatterien 43.i trennen.
Die Lademittel 40, 41, 42 bzw. Pufferbatterien 43.i werden in der Regel in stationären Stationen, z.B. in Tankstellen, in Garagen oder dergl., angebracht sein, um im Bedarfsfall die Batteriepacks 2 von Elektrofahrzeugen bzw. Hybridfahrzeugen in möglichst kurzer Zeit aufzuladen.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 4 weisen die einzelnen Batterien bzw. Untergruppen, somit das Batteriepack 2, herausgeführte Anschlüsse 53, 54 und 55 zum Verbinden mit den in Gruppen 40, 41, 42 angeordneten Pufferbatterien 43.i auf. Diesen Anschlüssen 53, 54, 55 sind die vorerwähnten DC-Trenner 50, 51, 52 zugeordnet, die von der Steuer- bzw. Regeleinheit 7 zum Trennen der Verbindung zu den Pufferbatterien 43.i bei entsprechender vollständiger Ladung der Batterien l.i angesteuert werden.
Entsprechende Anschlüsse können, sofern die Ladegeräte 13.i bzw. 23.1 gemäß Fig. 2 und 3 nicht direkt mit den einzelnen Batterien 1.1 verbunden und im jeweiligen Kraftfahrzeug eingebaut sind, auch den einzelnen Batterien 13.i bzw. den Batterie-Untergruppen 20, 21, 22 gemäß Fig. 2 und 3 zugeordnet sein.
Andererseits sind, wenn die Ladegeräte, z.B. 23.i gemäß Fig. 3, fest eingebaut sind, deren Wechselstromseiten mit entsprechend herausgeführten Anschlüssen zu versehen, wie dies schematisch in Fig. 3 bei 53', 54', 55' angedeutet ist.

Claims (11)

  1. • · • · • · · • · • · • • • · · · ··· ··· • · • · ···· · · • · • • • · • Φ9 ·· • ·· ··· ··· - 9 - Patentansprüche: i 1. Verfahren zum Aufladen von in Serie geschalteten Batterien (1.1) von Batteriepacks (2) von Elektrofahrzeugen bzw. Hybridfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterien (l.i) einzeln bzw. in Untergruppen (20, 21, 22) mit Hilfe von gesonderten Lademitteln (13.i, 23.i; 40, 41, 42) parallel aufgeladen werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils, zwei in Serie geschaltete Batterien (1.1, 1.2; 1.3, 1.4; 1.5, 1.6) gemeinsam, als Untergruppe, aufgeladen werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Batterien (l.i) bzw. Batterie-Untergruppen (20, 21, 22) mit Hilfe von gesonderten Ladegeräten (13.i; 23.i) aufgeladen werden.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Batterien (l.i) bzw. Batterie-Untergruppen (20, 21, 22) durch ein gemeinsames Ladegerät (23) mit mehreren parallelen Ausgängen, mit denen die einzelnen Batterien bzw. Batterie-Untergruppen verbunden sind, aufgeladen werden.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Batterien (l.i) bzw. Batterie-Untergruppen (20, 21, 22) mit Hilfe von gesonderten Pufferbatterien (43.i; 40, 41, 42) aufgeladen werden.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mehrere Pufferbatterien (40.i) in Serie zu einer Lademittel-Einheit (40, 41, 42) zusammengeschaltet werden.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pufferbatterien (43.i) von einem Energieträger (44) mit erneuerbarer Energie, z.B. Photovoltaik, Windkraft, Wasserkraft oder dergl., gespeist werden.
  8. 8. Anordnung zum Aufladen von in Serie geschalteten Batterien (1.1) von Batteriepacks (2) von Elektrofahrzeugen bzw. Hybrid- • · · ··· • · ··· • * · · ···· • · I · · 9t ·· t
    10 fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass den Batterien (l.i) einzeln bzw. in Untergruppen (20, 21, 22) gesonderte, zum parallelen Laden eingerichtete Lademittel (13.i; 23.i; 40, 41, 42) zugeordnet sind.
  9. 9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass den einzelnen Batterien (l.i) bzw. Batterie-Untergruppen (20, 21, 22) gesonderte Ladegeräte (13.i; 23.i) zugeordnet sind.
  10. 10. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Batterien (13.i; 23.i) bzw. Batterie-Untergruppen (20, 21, 22) mit von außen zugänglichen Anschlüssen (53, 54, 55) zum Verbinden mit als Lademittel vorgesehenen Pufferbatterien (43.i) versehen sind.
  11. 11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass den Anschlüssen (53, 54, 55) DC-Trenner (50, 51, 52) zugeordnet sind.
AT0074809A 2009-05-14 2009-05-14 Verfahren und anordnung zum aufladen von batterien AT508279A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0074809A AT508279A1 (de) 2009-05-14 2009-05-14 Verfahren und anordnung zum aufladen von batterien

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0074809A AT508279A1 (de) 2009-05-14 2009-05-14 Verfahren und anordnung zum aufladen von batterien

Publications (1)

Publication Number Publication Date
AT508279A1 true AT508279A1 (de) 2010-12-15

Family

ID=43302195

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
AT0074809A AT508279A1 (de) 2009-05-14 2009-05-14 Verfahren und anordnung zum aufladen von batterien

Country Status (1)

Country Link
AT (1) AT508279A1 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011010227A1 (de) * 2011-02-03 2012-08-09 Audi Ag Kraftfahrzeug
AT511890A3 (de) * 2012-11-14 2014-01-15 Avl List Gmbh Prüfanordnung für einen Energiespeicher
DE102014216876A1 (de) * 2014-08-25 2016-02-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Ladevorgangs einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen sowie Verfahren und Vorrichtung zum Durchführen eines Ladevorgangs einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen
DE102018202589A1 (de) * 2018-02-21 2019-08-22 Audi Ag Batterie für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug und Ladevorrichtung zum Aufladen einer Batterie eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs
DE102018106305B4 (de) 2018-03-19 2020-06-25 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Wechselstromladung einer intelligenten Batterie
DE102020129132A1 (de) 2020-11-05 2022-05-05 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren und System zu einem Konfigurieren einer Wechselstrombatterie für Wechselstromladen

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011010227A1 (de) * 2011-02-03 2012-08-09 Audi Ag Kraftfahrzeug
AT511890A3 (de) * 2012-11-14 2014-01-15 Avl List Gmbh Prüfanordnung für einen Energiespeicher
AT511890B1 (de) * 2012-11-14 2016-01-15 Avl List Gmbh Prüfanordnung für einen Energiespeicher
DE102014216876A1 (de) * 2014-08-25 2016-02-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Ladevorgangs einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen sowie Verfahren und Vorrichtung zum Durchführen eines Ladevorgangs einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen
DE102018202589A1 (de) * 2018-02-21 2019-08-22 Audi Ag Batterie für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug und Ladevorrichtung zum Aufladen einer Batterie eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs
DE102018106305B4 (de) 2018-03-19 2020-06-25 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Wechselstromladung einer intelligenten Batterie
US11660975B2 (en) 2018-03-19 2023-05-30 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft AC charging of an intelligent battery
DE102020129132A1 (de) 2020-11-05 2022-05-05 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren und System zu einem Konfigurieren einer Wechselstrombatterie für Wechselstromladen
EP3996229A1 (de) 2020-11-05 2022-05-11 Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG Verfahren und system zu einem konfigurieren einer wechselstrombatterie für wechselstromladen

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013225221B4 (de) Batteriesystem
EP2538520B1 (de) Batteriespeicherwerk
AT511890B1 (de) Prüfanordnung für einen Energiespeicher
AT505143B1 (de) Verfahren zur steuerung eines wechselrichters und wechselrichter
DE102013019373B4 (de) Verfahren zum Betreiben von aus Kraftfahrzeugen ausgebauten Traktionsbatterien in einer stationären Anlage, elektrische Energiepuffervorrichtung für eine stationäre Anlage und Batterieprüfstand
DE212010000081U1 (de) Fehlertolerantes modulares Batteriemanagementsystem
EP2270949B1 (de) Verfahren zur Versorgung eines Verbrauchers mit elektrischer Energie
AT505169B1 (de) Redox-durchfluss-batterie
DE202016105015U1 (de) Speichersystem zur Speicherung elektrischer Energie
DE102008046747A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Produktionssystems und/oder einer lokalen Anlage im Inselbetrieb
DE19516838A1 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zur Deckung von Energiespitzenbedarf bei elektrischen Wechselstrom- bzw. Drehstromnetzen
EP3017523B1 (de) Verfahren zum betrieb eines batteriewandlers und bidirektionaler batteriewandler
EP2276100A2 (de) Solargestützte Batterieladevorrichtung
AT508279A1 (de) Verfahren und anordnung zum aufladen von batterien
DE102014200858A1 (de) Energiespeichersystem und Verfahren zum Steigern der Effizienz eines Energiespeichersystems
EP1829185B1 (de) Ladungsumverteilungsschaltung
DE102011077719A1 (de) Spannungsversorgungseinheit
EP2510601B1 (de) System zur dezentralen speicherung und generierung elektrischer energie
EP1332539B1 (de) Batterieladevorrichtung und verfahren zum laden von batterien mit mehreren batterieblöcken
WO2010060400A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur ladung von akkus
EP2293404A2 (de) Vorrichtung zur Energieversorgung einer elektrischen Komponente
EP1941594A2 (de) Ladeverfahren zur verlängerung der lebensdauer von batterien und vorrichtung zur durchführung desselben
DE102019112228A1 (de) Vorrichtung, Verfahren und Kabel zum Einspeisen elektrischer Energie in ein Energienetz auf Basis eines mobilen Energiespeichers
EP4052339B1 (de) Mobile energieversorgungseinheit zur unterbrechungsfreien stromversorgung eines externen stromnetzes
DE102014108601A1 (de) Verfahren zum Anschließen mehrerer Batterieeinheiten an einen zweipoligen Eingang eines bidirektionalen Batteriewandlers sowie bidirektionaler Batteriewandler und Photovoltaikwechselrichter

Legal Events

Date Code Title Description
REJ Rejection

Effective date: 20160515