DE20108259U1

DE20108259U1 - Batterieladesystem

Info

Publication number: DE20108259U1
Application number: DE20108259U
Authority: DE
Original assignee: ELEKTRON BREMEN
Current assignee: ELEKTRON BREMEN
Priority date: 2001-05-11
Filing date: 2001-05-11
Publication date: 2001-10-11
Anticipated expiration: 2011-05-12

Description

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Batterieladesystem mit einem Batterieladegerät, das eine Leistungseinheit und eine Steuereinheit aufweist, zum Anschluss einer Batterie mit Batterieüberwachungseinheit, wobei über eine Batterieladeleitung Ladestrom von der Leistungseinheit zur Batterie und Signale von der Batterieüberwachungseinheit zum Batterieladegerät oder zu einem Anschluss für eine Kontroll- und Datenübertragungseinheit übertragen werden.

Elektrische Batterien für batteriebetriebene Fahrzeuge, insbesondere für Flurförderfahrzeuge, Gabelstapler, Hubfahrzeuge o.a., werden üblicherweise bis ca. 80% und müssen anschließend so schnell wie möglich aber auch batterieschonend

Hollerallee 73

Rolandsmauer 9

Alii-nnrs/Snain

jeweiligen Batterie zugehörige Daten zur Steuerung des Ladevorgangs verarbeiten. Diese Daten werden von einer der Batterie zugeordneten Batterieüberwachungseinheit gespeichert und bei Anschluss der Batterie an das Batterieladesystem an letzteres übermittelt, nämlich über eine Batterieladeleitung. Auch während des Ladevorgangs werden Daten übermittelt. Gegebenenfalls ist das Batterieladegerät an ein Managementsystem angeschlossen, das vorzugsweise mehrere Batterieladegeräte überwacht und/oder verwaltet.

Die der Batterie zugeordnete Batterieüberwachungseinheit wird auch als Batteriecontroller bezeichnet. Die Datenübertragung vom Batteriecontroller über die Batterieladeieitung erfolgt zum Beispiel mit 125 kHz gemäß dem System BICAT.

Moderne Batterieladegeräte arbeiten mit Schaltnetzteilen bei einer Schaltfrequenz von mindestens 18 kHz. Möglich sind auch Schaltfrequenzen bis zu 1 Mhz und darüber.

Bei derart getakteten Batterieladegeräten ist die über die Batterieladeleitung erfolgende Datenübertragung während des Ladevorgangs gestört. Zur Durchführung der Datenübertragung wird deshalb der Ladevorgang regelmäßig unterbrochen. Diese unerwünschte Ladeunterbrechung führt zwangsläufig dazu, dass sich der Ladevorgang deutlich verlängert. Außerdem können Warn- und Fehlermeldungen nicht unmittelbar angezeigt werden, sondern nur, wenn gerade dann eine Ladeunterbrechung mit Datentransfer stattfindet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Datenübertragung von der Batterieüberwachungseinheit zum Batterieladegerät während des Ladevorgangs zu ermöglichen ohne den Stromfluss zu unterbrechen.

Das erfindungsgemäße Batterieladesystem ist dadurch gekennzeichnet, dass die Signale an der Batterieladeleitung mit Abstand zu einem Leistungsausgang der Leistungseinheit abgegriffen und der Steuereinheit oder der Kontroll- und Datenübertragungseinheit zugeführt werden. Hierfür sind vorzugsweise separate Signalleitungen zwischen dem Abgriff der Signale an der Batterieladeleitung und der Steuereinheit vorgesehen. Die separaten Signalleitungen sind mit der Batterieladeleitung irgendwo zwischen einem Ladestecker und dem Leistungsausgang verbunden, jedoch nicht direkt an letzterem.

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(während des Ladevorgangs) gedämpft werden. Am Leistungsausgang sind deshalb die von der Batterieüberwachungseinheit kommenden Signale nicht mehr messbar. Jedoch ist diese Dämpfung um so geringer, je größer der Abstand zur Leistungseinheit ist. Es ist deshalb möglich, die Signale an der Batterieladeleitung abzugreifen, sofern nur ein s Abstand zum Leistungsausgang der Leistungseinheit besteht.

Vorzugsweise werden die Signale an einem Ladestecker der Batterieladeleitung abgegriffen. Die Batterieladeleitung ist unterteilt in eine batterieseitige Ladeleitung und eine ladegeräteseitige Ladeleitung. Beide Teile werden durch den Ladestecker miteinander verbunden. Vorteilhaft ist eine separate Signalleitung parallel zur geräteseitigen Ladeleitung ab dem Ladestecker.

Natürlich ist auch eine separate Datenübertragung bereits ab der Batterieüberwachungseinheit möglich, obgleich diese (separate Übertragung) möglichst vermieden werden soll, da dann neben dem üblichen Ladestecker ein eigener Signalstecker oder zumindest eine Integration desselben in den vorhandenen Ladestecker erforderlich ist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden die Signale an der Batterieladeleitung zwischen einem Gehäuse des Batterieladegeräts und dem Ladestecker der Batterieladeleitung abgegriffen. Der genaue Ort des Abgriffs kann in Abhängigkeit von der Stärke bzw. Dämpfung der ankommenden Signale festgelegt werden.

Die Signale können auch innerhalb des Batterieladegeräts abgegriffen werden, sofern der Abgriff nicht direkt am Leistungsausgang der Leistungseinheit erfolgt.

Vorzugsweise ist zwischen dem Abgriff der Signale an der Batterieladeleitung und dem Leistungsausgang der Leistungseinheit ein zusätzliches Filter angeordnet. Dieses soll die von der Leistungseinheit ausgehende Dämpfung zusätzlich unterdrücken. Das Filter kann auch zwischen dem Leistungsausgang der Leistungseinheit und der Leistungseinheit im Übrigen vorgesehen sein. Diese Ausführung ist insbesondere relevant, sofern Leistungseinheit und Steuereinheit auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet sind. Der Abgriff kann dann gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 9 direkt am Leistungsausgang erfolgen.

Als Filter können Drossel-/ Kondensatorkombinationen und/oder ein oder mehrere Drosselspulen vorgesehen sein. Auch Ferritkerne oder Ringkerne oder Klappferrite sind möglich. Die drei letztgenannten Filterarten werden insbesondere über die Batterieladeleitung geschoben.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Beschreibung im Übrigen. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Batterieladegerät mit einem Abgriff von Signalen an einem Ladestecker,

Fig. 2 ein Batterieladegerät mit einem Abgriff der Signale zwischen dem Ladestecker und einer Leistungseinheit, außerhalb des Batterieladegeräts,

Fig. 3 ein Batterieladegerät mit einem Abgriff der Signale zwischen dem Ladestecker und einem Leistungsausgang, innerhalb des Batterieladegeräts,

Fig. 4-6 Batterieladegeräte entsprechend den Fig. 1-3, jedoch mit einem dem Leistungsausgang nachgeordneten, zusätzlichen Filter auf einer Batterieladeleitung im Batterieladegerät,

Fig. 7 ein Teil eines speziellen Batterieladegeräts, nämlich auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnete Steuereinheit und Leistungseinheit, letztere mit zusätzlichem Filter.

Fig. 8 ein Batterielade- und Managementsystem mit PC, Kontroll- und Datenübertragungseinheit und Batterieladegerät.

Ein einfaches Batterieladesystem, nämlich ein intelligentes Batterieladegerät 10 weist eine Leistungseinheit 12 und eine hiervon separate Steurereinheit 14 auf. Die Steuereinheit 14 kann mit einem Batteriemanagementsystem und/oder einem PC verbunden sein. Auch ist eine Anbindung der Leistungseinheit 12 und der Steuereinheit 14 an eine Kontroll- und Datenübertragungseinheit für ein Batterie-Managementsystem möglich. Im Normalfall ist in die Steuereinheit 14 eine Datenübertragungseinheit,

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Leistungseinheit 12 und Steuereinheit 14 sind in einem Gehäuse 16 des Batterieladegeräts 10 angeordnet, entweder separat voneinander (Fig. 1-6, 8) oder auf einer gemeinsamen Leiterplatte (Fig. 7).
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Die Leistungseinheit 12 weist einen Leistungsausgang 18 auf. Hieran angeschlossen ist ein geräteseitiger Teil einer Batterieladeleitung, nämlich eine Ladeleitung 20 mit Ladestecker 22. In den Fig. 1-7 nicht gezeigt ist die zu ladende Batterie mit Batterieüberwachungseinheit und der batterieseitigen Ladeleitung.

In den Fig. 1-6 ist zusätzlich eine Signalleitung 24 vorgesehen, die die Steuereinheit 14 mit der Ladeleitung 20 bzw. dem Ladestecker 22 verbindet. Ein entsprechender Abgriff ist mit der Ziffer 26 bezeichnet.

Gemäß Fig. 1 liegt der Abgriff 26 direkt im oder am Ladestecker 22. Fig. 2 zeigt demgegenüber den Abgriff 26 zwischen dem Ladestecker 22 und dem Leistungsausgang 18, außerhalb des Gehäuses 16. Schließlich zeigt Fig. 3 den Abgriff 26 auf der Ladeleitung 20 mit Abstand zum Leistungsausgang 18, jedoch innerhalb des Gehäuses 16.

An Stelle der Verbindung zur Steuereinheit 14 kann die Signalleitung 24 auch an die in Fig. 8 gezeigte separate Kontroll- und Datenübertragungseinheit 28 angeschlossen sein. In Fig. 8 sind außerdem noch eingezeichnet ein mit der Kontroll- und Datenübertragungseinheit 28 verbundener PC 30, eine Batterie 32 mit Batterieüberwachungseinheit 34 und eine batterieseitige Ladeleitung 36.

Die Fig. 4-6 zeigen Batterieladegeräte analog den Fig. 1-3, jedoch mit einem jeweils zusätzlich vorgesehenen Filter 38. Dieses ist jeweils zwischen dem Abgriff 26 und dem Leistungsausgang 18 angeordnet, insbesondere im Gehäuse 16.

Eine Besonderheit zeigt Fig. 7. Dort sind die Leistungseinheit 12 und die Steuereinheit 14 auf einer gemeinsamen Leiterplatte 40 angeordnet. Die übrigen Teile des Batterieladegeräts sind nicht eingezeichnet. Die Signalleitung 24 ist hier am Leistungsausgang 18 angeschlossen. Zwischen dem Leistungsausgang 18 und der '.:.l^'.':·:[-}>.:r>'.--'.\ '^:~:":' ^:"^:, :-?.¹ ^ik^o^irA^c~~~ *2 - ^irr>t d3s Filter 38 vorgesehen,

sodass die am Leistungsausgang 18 ankommenden Signale der Batterieüberwachungseinheit nicht oder nur unwesentlich von der Leistungseinheit 12 gedämpft werden.

Anmelder: . 11. Mai 2001/7521

ELEKTRON - BREMEN ELE-70-DE

Fabrik für Elektrotechnik GmbH
Am Hohentorshafen 17-19

28197 Bremen

Bezugszeichen liste:

10	Batterieladegerät
12	Leistungseinheit
14	Steuereinheit
16	Gehäuse
18	Leistungsausgang
20	Ladeleitung (Ladegerät)
22	Ladestecker
24	Signalleitung
26	Abgriff
28	Kontroll- und
	Datenübertragungseinheit
30	PC
32	Batterie
34	Batterieüberwachungseinheit
36	Ladeleitung (Batterie)
38	Filter
40	Leiterplatte
42	Ausgang

Claims

1. Batterieladesystem, mit einem Batterieladegerät (10), das eine Leistungseinheit (12) und eine Steuereinheit (14) aufweist, zum Anschluss einer Batterie (32) mit Batterieübertragungseinheit (34), wobei über eine Batterieladeleitung Ladestrom von der Leistungseinheit (12) zur Batterie (32) und Signale von der Batterieüberwachungseinheit (34) zum Batterieladegerät (10) oder zu einem Anschluss für eine Kontroll- und Datenübertragungseinheit (28) übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale an der Batterieladeleitung mit Abstand zu einem Leistungsausgang (18) der Leistungseinheit (12) abgegriffen und der Steuereinheit (14) oder der Kontroll- und Datenübertragungseinheit (28) zugeführt werden.

2. Batterieladesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale an einem Ladestecker (22) der Batterieladeleitung abgegriffen werden.

3. Batterieladesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale an der Batterieladeleitung zwischen einem Gehäuse (16) des Batterieladegeräts (10) und einem Ladestecker (22) der Batterieladeleitung abgegriffen werden.

4. Batterieladesystem nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale an der Batterieladeleitung innerhalb des Batterieladegeräts (10) aber nicht direkt am Leistungsausgang (18) abgegriffen werden.

5. Batterieladesystem nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Abgriff (26) der Signale an der Batterieladeleitung und dem Leistungsausgang (18) der Leistungseinheit (12) ein Filter (38) angeordnet ist.

6. Batterieladesystem nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Leistungsausgang (18) und der Leistungseinheit (12) im Übrigen ein Filter (38) vorgesehen ist.

7. Batterieladesystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Filter (38) Drossel- und/oder Kondensatorkombinationen, ein oder mehrere Drosselspulen vorgesehen sind.

8. Batterieladesystem nach Anspruch 5 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Filter (38) insbesondere über die Batterieladeleitung geschobene Ferritkerne oder Ringkerne oder Klappferrite vorgesehen sind.

9. Batterieladesystem mit einem Batterieladegerät (10), das eine Leistungseinheit (12) und eine Steuereinheit (14) aufweist, zum Anschluss einer Batterie (32) mit einer Batterieüberwachungseinheit (34), wobei über eine Batterieladeleitung Ladestrom von der Leistungseinheit (12) zur Batterie (32) und Signale von der Batterieüberwachungseinheit (34) zum Batterieladegerät (10) oder zu einem Anschluss für eine Kontroll- und Datenübertragungseinheit (28) übertragen werden, und wobei Steuereinheit (14) und sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Leistungsausgang (18) der Leistungseinheit (12) und der Leistungseinheit (12) im Übrigen ein Filter (38) zur Verminderung der Dämpfung von über die Batterieladeleitung ankommenden Signalen vorgesehen ist.

10. Batterieladesystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Signalleitung (24) die Steuereinheit (14) oder die Kontroll und Datenübertragungseinheit (28) mit der Batterieladeleitung am Leistungsausgang (18) oder nahe demselben verbindet.