DE102012109062A1

DE102012109062A1 - Battery arrangement for use in commercial vehicle i.e. ship, has battery units connected in series, power supply for charging arrangement, and circuit arrangement increasing charging voltage of one of units and comprising switching elements

Info

Publication number: DE102012109062A1
Application number: DE201210109062
Authority: DE
Inventors: Martin Osyguß
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2014-03-27

Abstract

The arrangement (1) has battery units (2, 3) i.e. lead-acid-batteries, connected in series, and a power supply (4) for charging the arrangement. A circuit arrangement (10) increases charging voltage of one of the battery units and has controllable switching elements (11, 12) e.g. MOSFETs or relays, for switching bypasses (13, 14) during application of voltage to the battery arrangement. The circuit arrangement has a direct current converter, where an output of the converter is connected with an input of the battery unit. A monitoring device (16) monitors charging current of the battery units. An independent claim is also included for a method for charging a battery arrangement.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterieanordnung sowie ein Verfahren zum Aufladen einer Batterieanordnung.The present invention relates to a battery assembly and a method for charging a battery assembly.

Batterieanordnungen sowie Verfahren zum Aufladen einer Batterieanordnung sind grundsätzlich bekannt. Dabei werden eine Batterieeinheit bzw. Batterieeinheiten einer Batterieanordnung mit einer Spannungsquelle verbunden und dadurch wieder aufgeladen. Eine derartige Batterieeinheit kann dabei insbesondere eine Blei-Säure-Batterie mit einer oder mehreren Batteriezellen sein. Eine Begrenzung oder eine Begrenztheit der Spannung der Spannungsquelle kann dabei zu Mangelladungen in der oder den Batterieeinheiten der Batterieanordnung führen. Dies führt insbesondere zu einem frühen Rückgang der entnehmbaren Kapazität und begrenzt dadurch die Lebensdauer einer Batterieanordnung. Das Verweilen in einem Ladezustand der Mangelladung führt insbesondere bei Blei-Schwefelsäure-Batterien zu einer Sulfatbildung mit irreversiblen Kristallstrukturen. Die Höhe der angelegten Ladespannung, limitiert insbesondere durch die Spannung der Spannungsversorgung, kann in diesem Fall nicht mehr für eine ausreichende Umwandlung in aktive Massen sorgen. Dieser einmal begonnene Prozess setzt sich weiter fort, wodurch es in der Batterieeinheit zu einer steigenden Bindung der Schwefelsäure im Bleisulfat führt. Auch geht damit ein Anstieg des Innenwiderstands der Batterieeinheiten der Batterieanordnung einher. Insgesamt verkürzt sich dadurch die Lebensdauer der Batterieanordnung.Battery arrangements and methods for charging a battery assembly are basically known. In this case, a battery unit or battery units of a battery assembly are connected to a voltage source and thereby recharged. Such a battery unit may in particular be a lead-acid battery with one or more battery cells. A limitation or a limitation of the voltage of the voltage source can lead to deficient charges in or the battery units of the battery assembly. In particular, this results in an early decrease in the removable capacity, thereby limiting the life of a battery assembly. Lingering in a charge state of the mangle charge leads in particular in lead-sulfuric acid batteries to sulfate formation with irreversible crystal structures. The amount of the applied charging voltage, limited in particular by the voltage of the power supply, can no longer ensure sufficient conversion into active masses in this case. This once started process continues, resulting in increasing the binding of sulfuric acid in the lead sulfate in the battery pack. Also, this is accompanied by an increase in the internal resistance of the battery units of the battery arrangement. Overall, this shortens the life of the battery assembly.

Eine Abhilfe kann dadurch erfolgen, dass die Spannung der Spannungsquelle erhöht wird. Jedoch ist der Einsatz von Batterieanordnungen oftmals in Umgebungen vorgesehen, die eine derartige Erhöhung der Spannung der Spannungsversorgung nicht erlauben. So kann beispielsweise bei einem Einsatz der Batterieanordnung in einem Nutzkraftwagen die Spannung der Spannungsversorgung, die gleichzeitig das Bordnetz des Nutzkraftwagens versorgt, nicht erhöht werden. Die Lösung einer einfachen Erhöhung der Spannung der Spannungsquelle steht somit hier nicht zur Verfügung.A remedy can be done by increasing the voltage of the voltage source. However, the use of battery assemblies is often provided in environments that do not allow such an increase in the voltage of the power supply. Thus, for example, when using the battery assembly in a commercial vehicle, the voltage of the power supply, which simultaneously supplies the electrical system of the utility vehicle, can not be increased. The solution to a simple increase in the voltage of the voltage source is therefore not available here.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Batterieanordnung sowie ein Verfahren zum Aufladen einer Batterieanordnung zu schaffen, die in einfacher und kostengünstiger Weise ermöglichen, die Lebensdauer einer Batterieanordnung zu erhöhen.It is therefore an object of the present invention to overcome the disadvantages described above. In particular, it is an object of the present invention to provide a battery assembly and a method for charging a battery assembly, which allow in a simple and cost-effective manner to increase the life of a battery assembly.

Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Batterieanordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Aufladen einer Batterieanordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 8. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Batterieanordnung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bzgl. der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.The above object is achieved by a battery assembly having the features of independent claim 1 and by a method for charging a battery assembly with the features of independent claim 8. Further features and details of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings. In this case, features and details that are described in connection with the battery assembly according to the invention apply, of course, in connection with the inventive method and in each case vice versa, so that respect. The disclosure of the individual aspects of the invention is always reciprocal reference or can be.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Batterieanordnung, aufweisend zumindest zwei seriell geschaltete Batterieeinheiten, wobei die Batterieanordnung durch eine Spannungsversorgung aufladbar ist, gelöst. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Batterieanordnung dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltungsanordnung vorgesehen ist, wobei die Schaltungsanordnung eine Ladespannung zumindest einer der Batterieeinheiten erhöht. Insbesondere kann die Schaltungsanordnung bevorzugt derart ausgestaltet sein, dass die Erhöhung der Ladespannung zumindest einer der Batterieeinheiten unabhängig von dem Spannungsniveau der Spannungsversorgung durchführbar ist. Durch das serielle Verschalten der Batterieeinheiten, die insbesondere als Blei-Säure-Batterien mit einer oder mehreren Batteriezellen ausgestaltet sein können, ergibt sich für die Batterieanordnung eine insgesamt höhere Ausgangsspannung, die insbesondere maximal der Summe der einzelnen Ausgangsspannungen der Batterieeinheiten entsprechen wird. Dabei können erfindungsgemäß zwei oder mehr Batterieeinheiten seriell verschaltet sein. Zum Aufladen der Batterieanordnung wird die Batterieanordnung mit der Spannungsversorgung verbunden. Für die Batterieeinheit, deren Ladespannung erhöht ist, ist dadurch beim Aufladen eine höhere Stromaufnahme ermöglicht. Sie erfährt dadurch eine Verbesserung des Ladezustands. Insbesondere bei Blei-Schwefelsäure-Batterien ergibt sich dadurch eine geringere Sulfatierung und daraus folgend eine Vermeidung oder zumindest eine Verzögerung eines Anstiegs des Innenwiderstands der Batterieeinheiten der Batterieanordnung. Eine Verlängerung der Lebensdauer einer derartigen Batterieanordnung kann damit somit ebenfalls erreicht werden.According to a first aspect of the invention, the object is achieved by a battery arrangement comprising at least two series-connected battery units, wherein the battery arrangement can be charged by a voltage supply. In particular, the battery arrangement according to the invention is characterized in that a circuit arrangement is provided, wherein the circuit arrangement increases a charging voltage of at least one of the battery units. In particular, the circuit arrangement can preferably be configured such that the increase in the charging voltage of at least one of the battery units can be carried out independently of the voltage level of the voltage supply. Due to the serial connection of the battery units, which can be configured in particular as lead-acid batteries with one or more battery cells, the battery arrangement results in an overall higher output voltage, which will correspond in particular at most to the sum of the individual output voltages of the battery units. In this case, according to the invention, two or more battery units can be connected in series. To charge the battery assembly, the battery assembly is connected to the power supply. For the battery unit, the charging voltage is increased, this is when charging a higher power consumption possible. You will experience an improvement in the state of charge. In particular, in the case of lead-sulfuric acid batteries, this results in less sulfation and, as a result, an avoidance or at least a delay in an increase in the internal resistance of the battery units of the battery arrangement. An extension of the life of such a battery assembly can thus also be achieved.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung kann vorgesehen sein, dass die Schaltungsanordnung zumindest ein steuerbares Schaltelement aufweist, das ausgebildet ist, während eines Anlegens einer Spannung an die Batterieanordnung durch die Spannungsversorgung zumindest einer der Batterieeinheiten zumindest einen ersten Bypass parallel zu schalten. Durch die Parallelschaltung des zumindest einen ersten Bypasses zu zumindest einer der Batterieeinheiten durch das zumindest eine steuerbare Schaltelement wird der Ladestrom für diese zumindest eine Batterieeinheit zwischen der zumindest einen Batterieeinheit und dem zumindest einen ersten Bypass aufgeteilt. Die Ausgestaltung des zumindest einen Bypasses kann dabei derart gewählt sein, dass zum einen durch den Bypass ein Großteil des Ladestroms fließt. Zum anderen kann sich dadurch das Spannungsniveau der Batterieeinheit absenken. Wesentlich für diese Ausgestaltungsform der Erfindung ist, dass zumindest einer zweiten Batterieeinheit kein Bypass parallel geschaltet ist. Das Spannungsniveau der zumindest einen zweiten Batterieeinheit erfährt eine Erhöhung, um die Absenkung der Spannung an der ersten Batterieeinheit auszugleichen. Insgesamt erhöht sich dadurch der Ladestrom und damit auch die Ladungsaufnahme der zweiten Batterieeinheit, ohne dass sich das benötige Spannungsniveau für die Spannungsquelle dabei ändert. Die Batterieeinheit, der kein Bypass parallel geschaltet ist, erfährt dadurch eine Verbesserung des Ladezustands. Wiederum ergibt sich insbesondere bei Blei-Schwefelsäure-Batterien dadurch eine geringere Sulfatierung und daraus folgend eine Vermeidung oder zumindest eine Verzögerung eines Anstiegs des Innenwiderstands der Batterieeinheiten der Batterieanordnung. Ein Anstieg der Lebensdauer einer derartigen Batterieanordnung geht damit somit ebenfalls einher.According to one possible embodiment of a battery arrangement according to the invention, it can be provided that the circuit arrangement has at least one controllable switching element which is designed to switch at least one first bypass in parallel during application of a voltage to the battery arrangement by the voltage supply of at least one of the battery units. By the parallel connection of the at least one first bypass to at least one of Battery units through the at least one controllable switching element, the charging current for this at least one battery unit between the at least one battery unit and the at least one first bypass is divided. The design of the at least one bypass can be selected such that, on the one hand, a large part of the charging current flows through the bypass. On the other hand, this can lower the voltage level of the battery unit. Essential for this embodiment of the invention is that at least a second battery unit no bypass is connected in parallel. The voltage level of the at least one second battery unit undergoes an increase to compensate for the lowering of the voltage at the first battery unit. Overall, this increases the charging current and thus also the charge absorption of the second battery unit, without the required voltage level for the voltage source thereby changing. The battery unit, with no bypass connected in parallel, experiences an improvement in the state of charge. Again, this results in particular in lead-sulfuric acid batteries thereby a lower sulfation and consequent avoidance or at least a delay of an increase in the internal resistance of the battery units of the battery assembly. An increase in the life of such a battery assembly is thus also associated.

Ferner kann bei einer Weiterentwicklung einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung vorgesehen sein, dass die Schaltungsanordnung ausgebildet ist, während des Anlegens der Spannung alternierend je einer Batterieeinheit zumindest je einen Bypass parallel zu schalten. Die Anzahl der Bypässe und der Batterieeinheiten muss dabei nicht notwendigerweise gleich sein. Alternierend bedeutet hierbei, dass dadurch auch abwechselnd zumindest einer weiteren Batterieeinheit kein Bypass parallel geschaltet ist. Dadurch ergeben sich für die jeweilige zumindest eine weitere Batterieeinheit die Vorteile, die vorab für die Batterieeinheit, der kein Bypass parallel geschaltet ist, beschrieben worden sind. Dabei kann der Wechsel der Parallelschaltungen in einem wählbaren Zeitbereich, der insbesondere beispielsweise wenige Minuten betragen kann, erfolgen. Dadurch wird jeder der Batterieeinheiten genügend Zeit gegeben, um Ladung aufzunehmen, ohne dass zu große Unterschiede zwischen den Ladungszuständen der einzelnen Batterieeinheiten der Batterieanordnung auftreten. Auch können die Zeitbereiche derart gewählt werden, dass vorhandene Ladungsunterschiede zwischen den Batterieeinheiten ausgeglichen werden können. Eine Angleichung beziehungsweise Symmetrisierung der Ladezustände der Batterieeinheiten können so erreicht werden. Insgesamt kann dadurch, dass für jede einzelne der Batterieeinheiten der Batterieanordnung eine Verbesserung ihres Ladezustands erreicht werden kann, die Lebensdauer der gesamten Batterieanordnung noch weiter gesteigert werden.Furthermore, in a further development of a battery arrangement according to the invention, it can be provided that the circuit arrangement is designed to switch at least one bypass per each battery unit alternately during the application of the voltage. The number of bypasses and battery units does not necessarily have to be the same. Alternating here means that this also alternately at least one other battery unit no bypass is connected in parallel. This results in the respective at least one further battery unit, the advantages that have been described in advance for the battery unit, which is not connected in parallel bypass. In this case, the change of the parallel circuits in a selectable time range, which may be, for example, a few minutes, take place. This gives each of the battery packs enough time to pick up charge without too much difference between the charge states of the individual battery packs of the battery pack. Also, the time ranges can be chosen such that existing differences in charge between the battery units can be compensated. An approximation or symmetrization of the charge states of the battery units can be achieved. Overall, the fact that an improvement of their state of charge can be achieved for each of the battery units of the battery assembly, the life of the entire battery assembly can be further increased.

Besonders bevorzugt kann eine Weiterentwicklung einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung derart ausgestaltet sein, dass jeder Batterieeinheit zugeordnet ein Bypass vorgesehen ist und dass die Schaltungsanordnung ausgebildet ist, während des Anlegens der Spannung alternierend je einer Batterieeinheit den jeweils zugeordneten Bypass parallel zu schalten. Dies stellt eine besonders einfache Art und Weise dar, eine Schaltungsanordnung einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung zu realisieren. Jeder der Batterieeinheiten ist ein Bypass zugeordnet, wobei über das zumindest eine steuerbare Schaltelement eine Parallelschaltung des zugeordneten Bypasses zur Batterieeinheit realisierbar ist oder nicht. Selbstverständlich können auch mehrere steuerbare Schaltelemente eingesetzt werden. Aufwendige Leitungsführungen und Schaltkonzepte, die für das Parallelschalten des Bypasses zu allen Batterieeinheiten beim Vorsehen eines einzigen Bypasses nötig sind, können so vermieden werden.Particularly preferably, a further development of a battery arrangement according to the invention can be configured such that each battery unit assigned a bypass is provided and that the circuit arrangement is designed to switch the respective associated bypass in parallel for each battery unit during the application of the voltage alternately. This represents a particularly simple way of realizing a circuit arrangement of a battery arrangement according to the invention. Each of the battery units is associated with a bypass, wherein via the at least one controllable switching element is a parallel connection of the associated bypass to the battery unit can be realized or not. Of course, several controllable switching elements can be used. Elaborate wiring and switching concepts, which are necessary for the parallel connection of the bypass to all battery units in the provision of a single bypass, can be avoided.

Vorteilhaft bei einer Weiterentwicklung einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung kann ferner sein, dass das zumindest eine steuerbare Schaltelement ein Transistor, insbesondere ein Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor, oder ein Relais ist und/oder dass der zumindest eine Bypass eine elektrische Last, insbesondere einen Widerstand, eine Lampe, ein Heizelement, eine Reihenschaltung von Dioden, eine Zener-Diode, und/oder einen Transistor aufweist. Insbesondere können durch die genannten Schaltelemente Strompfade gesteuert geschaltet werden, die einen Bypass für zumindest eine der Batterieeinheiten darstellen. Selbstverständlich können auch mehrere Schaltelemente vorgesehen sein, die gleich oder verschiedenartig ausgebildet sind. In den Bypässen können insbesondere als elektrische Last Verbraucher wie ein Widerstand, eine Lampe oder ein Heizelement angeordnet sein. Auch die Verwendung einer Reihenschaltung von Dioden im Bypass ist denkbar. Bei Verwendung einer Zener-Diode kann dabei insbesondere bevorzugt vorgesehen sein, dass die Schwellspannung der Zener-Diode gleich oder zumindest ähnlich einer Entladeschwellspannung einer der Batterieeinheiten ist. Ferner können auch Transistoren einen elektrischen Verbraucher im Bypass darstellen. In diesem Fall ist es somit möglich, sowohl die Schaltfunktion als auch einen erforderlichen Stromfluss und einen Spannungsabfall im Bypass in einem Bauteil zu realisieren. Dies stellt eine Vereinfachung einer Schaltungsanordnung dar. Selbstverständlich können auch mehrere dieser Elemente im Bypass verwendet, insbesondere parallel oder in Reihe geschaltet verwendet, werden.A further advantage of a further development of a battery arrangement according to the invention may be that the at least one controllable switching element is a transistor, in particular a metal-oxide-semiconductor field-effect transistor, or a relay, and / or that the at least one bypass is an electrical load, in particular a resistor, a lamp, a heating element, a series circuit of diodes, a zener diode, and / or a transistor. In particular, current paths can be switched controlled by the said switching elements, which constitute a bypass for at least one of the battery units. Of course, a plurality of switching elements can be provided, which are the same or different. In the bypasses can be arranged in particular as an electrical load consumers such as a resistor, a lamp or a heating element. The use of a series connection of diodes in the bypass is conceivable. In particular, when using a Zener diode, it may be provided that the threshold voltage of the Zener diode is equal to or at least similar to a discharge threshold voltage of one of the battery units. Furthermore, transistors can also represent an electrical consumer in the bypass. In this case, it is thus possible to realize both the switching function and a required current flow and a voltage drop in the bypass in a component. This represents a simplification of a circuit arrangement. Of course, several of these elements can be used in the bypass, in particular used in parallel or connected in series.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung kann vorgesehen sein, dass die Schaltungsanordnung zumindest einen Gleichspannungswandler umfasst, wobei zumindest ein Ausgang des Gleichspannungswandlers mit einem Eingang einer der Batterieeinheiten verbunden ist. Selbstverständlich kann ein derartiger Gleichspannungswandler auch zwischen zwei Batterieeinheiten der Batterieanordnung geschaltet sein, wobei der Eingang des Gleichspannungswandlers mit der ersten Batterieeinheit, der Ausgang des Gleichspannungswandlers mit der zweiten Batterieeinheit verbunden werden kann. Der Gleichspannungswandler kann dabei permanent oder zeitweilig durch gesteuerte Schaltelemente mit der oder den Batterieeinheit(en) verbunden sein. Dadurch ist es beim Aufladen der Batterieanordnung möglich, zumindest eine der Batterieeinheiten mit einer höheren Ladespannung zu versorgen. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, zumindest zeitweise jede der Batterieeinheiten der Batterieanordnung durch Verschaltung mit einem Gleichspannungswandler mit einer höheren Ladespannung zu versorgen. Dafür können insbesondere auch mehrere Gleichspannungswandler vorgesehen sein. Die Verwendung von Gleichspannungswandlern zeichnet sich dabei insbesondere durch eine geringe Verlustleistung aus. Zusätzlich ergeben sich auch alle bereits beschriebenen Vorteile einer Aufladung einer Batterieeinheit einer Batterieanordnung mit erhöhter Ladespannung, wie besserer Ladezustand, geringere Sulfatierung und daraus folgend eine höhere Lebensdauer der Batterieanordnung, bei einem erfindungsgemäßen Einsatz eines Gleichspannungswandlers in einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung.According to an alternative embodiment of a battery arrangement according to the invention it can be provided that the circuit arrangement comprises at least one DC-DC converter, wherein at least one output of the DC-DC converter is connected to an input of one of the battery units. Of course, such a DC-DC converter can also be connected between two battery units of the battery arrangement, wherein the input of the DC-DC converter with the first battery unit, the output of the DC-DC converter can be connected to the second battery unit. The DC-DC converter can be permanently or temporarily connected by controlled switching elements with the or the battery unit (s). This makes it possible when charging the battery assembly to provide at least one of the battery units with a higher charging voltage. It is preferably provided to provide at least temporarily each of the battery units of the battery assembly by interconnection with a DC-DC converter with a higher charging voltage. In particular, several DC-DC converters can be provided for this purpose. The use of DC-DC converters is characterized in particular by a low power loss. In addition, all the advantages already described of charging a battery unit of a battery assembly with increased charging voltage, such as better state of charge, less sulfation and consequently a longer life of the battery assembly, in an inventive use of a DC-DC converter in a battery assembly according to the invention.

Darüber hinaus kann bei einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung vorgesehen sein, dass eine Überwachungsvorrichtung zum Überwachen zumindest des Ladestroms der zumindest zwei Batterieeinheiten vorgesehen ist. Das Überwachen des Ladestroms ermöglicht ein frühzeitiges Erkennen von Fehlerzuständen und Defekten. Durch das Erkennen eines Fehlerzustandes ist ein frühzeitiges Austauschen einer Batterieanordnung ermöglicht. Ein Ausfall einer Batterieanordnung während des Betriebs einer Batterieanordnung kann so vermieden werden. Insbesondere bei einem Einsatz einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung in einem Nutzkraftwagen kann so beispielsweise ein Liegenbleiben des Fahrzeugs aufgrund einer defekten Batterieanordnung vermieden oder zumindest deutlich unwahrscheinlicher gemacht werden.In addition, it may be provided in a battery arrangement according to the invention that a monitoring device is provided for monitoring at least the charging current of the at least two battery units. Monitoring the charging current allows early detection of fault conditions and faults. By detecting a fault condition, early replacement of a battery assembly is enabled. A failure of a battery assembly during operation of a battery assembly can be avoided. In particular, when using a battery assembly according to the invention in a commercial vehicle so for example, a stoppage of the vehicle due to a defective battery assembly can be avoided or at least made much less likely.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Aufladen einer Batterieanordnung, wobei die Batterieanordnung zumindest zwei seriell geschaltete Batterieeinheiten umfasst, durch eine Spannungsversorgung. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet:

– Anlegen einer Spannung an die Batterieanordnung durch die Spannungsversorgung,
– Erhöhung einer Ladespannung zumindest einer der Batterieeinheiten durch eine Schaltungsanordnung.

According to a second aspect of the invention, the object is achieved by a method for charging a battery arrangement, wherein the battery arrangement comprises at least two series-connected battery units, by a voltage supply. In particular, the method according to the invention is characterized by the following steps:

Applying a voltage to the battery assembly by the power supply,
- Increasing a charging voltage at least one of the battery units by a circuit arrangement.

Durch ein serielles Verschalten der Batterieeinheiten kann die gesamte Batterieanordnung eine höhere Ausgangsspannung liefern. Insbesondere können sich die Ausgangsspannungen der einzelnen Batterieeinheiten zur Gesamtausgangsspannung der Batterieanordnung aufaddieren. Beispielsweise werden so in Nutzkraftwagen, die eine nominale Bordspannung von 28 Volt im Bordnetz benötigen, zwei Batterieeinheiten von je einer nominalen Spannung von 12 Volt seriell hintereinandergeschaltet. Die Spannungsversorgung kann beispielsweise in einem derartigen Fall die Lichtmaschine des Nutzkraftwagens sein. Selbstverständlich sind, insbesondere bei einem stationären Einsatz der Batterieanordnung, auch andere Spannungsversorgungen denkbar. Auch sind Anwendungen einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung denkbar, für die insbesondere andere Spannungen bereitgestellt werden und/oder bei denen andere Teilspannungen der einzelnen Batterieeinheiten verwendet werden.By serially interconnecting the battery units, the entire battery assembly can provide a higher output voltage. In particular, the output voltages of the individual battery units can add up to the total output voltage of the battery arrangement. For example, in commercial vehicles that require a nominal on-board voltage of 28 volts in the vehicle electrical system, two battery units each of a nominal voltage of 12 volts connected in series one behind the other. The power supply can be, for example, in such a case, the alternator of the utility vehicle. Of course, other power supplies are conceivable, in particular in a stationary use of the battery assembly. Also, applications of a battery arrangement according to the invention are conceivable for which in particular other voltages are provided and / or in which other partial voltages of the individual battery units are used.

Durch das Anlegen der Spannung wird der Aufladevorgang der Batterieanordnung gestartet. Die Spannungsversorgung versorgt dabei die Batterieanordnung mit Ladung, wodurch die einzelnen Batterieeinheiten der Batterieanordnung wiederaufgeladen werden. Die einzelnen Batterieeinheiten können dabei beispielsweise Blei-Schwefelsäure-Batterien mit einer oder mehreren Batteriezellen sein. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Ladespannung zumindest einer der Batterieeinheiten erhöht. Dadurch erhöhen sich auch der Ladestrom und damit die Ladungsaufnahme dieser Batterieeinheit.By applying the voltage of the charging of the battery assembly is started. The power supply supplies the battery assembly with charge, whereby the individual battery units of the battery assembly are recharged. The individual battery units can be, for example, lead-sulfuric acid batteries with one or more battery cells. According to the method according to the invention, the charging voltage of at least one of the battery units is increased. This also increases the charging current and thus the charge absorption of this battery unit.

Die Spannungserhöhung bzw. die Ladestromerhöhung bei dieser Batterieeinheit führen dabei erfindungsgemäß insbesondere nicht zu einer Erhöhung des Spannungsniveaus der Spannungsquelle. Dadurch ist es durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Aufladen einer Batterieanordnung möglich, zumindest eine Batterieeinheit mit einem höheren Spannungsniveau zu laden, ohne dass an das Spannungsniveau der Spannungsversorgung erhöhte Anforderungen gestellt werden müssen. Der Ladezustand der Batterieeinheit, deren Ladespannung erhöht ist, verbessert sich dadurch. Insbesondere bei Blei-Schwefelsäure-Batterien kann sich dadurch eine geringere Sulfatierung und daraus folgend eine Verzögerung des Innenwiderstandsanstiegs ergeben. Dadurch wird somit insbesondere auch die Lebensdauer einer derartigen Batterieanordnung erhöht.The voltage increase or the charging current increase in this battery unit according to the invention lead in particular not to an increase in the voltage level of the voltage source. As a result, it is possible by means of a method according to the invention for charging a battery arrangement to charge at least one battery unit having a higher voltage level, without having to make increased demands on the voltage level of the voltage supply. The state of charge of the battery unit whose charging voltage is increased thereby improves. In particular, with lead-sulfuric acid batteries, this can result in less sulfation and, consequently, a delay in the increase in internal resistance. As a result, the service life of such a battery arrangement is thus increased in particular.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform eines erfindungsgenmäßen Verfahrens zum Aufladen einer Batterieanordnung kann vorgesehen sein, dass während des Anlegens der Spannung alternierend die Ladespannung je einer Batterieeinheit erhöht wird. Durch das alternierende Erhöhen der Ladespannung je einer Batterieeinheit ergeben sich für jeweils die Batterieeinheit, deren Ladespannung erhöht ist, die Vorteile, die oben bereits beschrieben wurden. Dadurch ist es möglich, sämtliche Batterieeinheiten der Batterieanordnung derart aufzuladen, dass der Ladezustand der Batterieeinheit verbessert wird. Jede der Batterieeinheiten wird dabei bevorzugt einen wählbaren ersten Zeitbereich mit erhöhter und einen wählbaren zweiten Zeitbereich mit nicht erhöhter oder sogar erniedrigter Ladespannung geladen. Die ersten und die zweiten Zeitbereiche können dabei beispielsweise wenige Minuten sein. Auf diese Weise können zu große Ladungsunterschiede zwischen den einzelnen Batterieeinheiten der Batterieanordnung vermieden werden. Insbesondere können dadurch auch bereits vorhandene Ladungsunterschiede durch entsprechende Einstellung der Zeitbereiche ausgeglichen werden, zum Beispiel dass eine Batterieeinheit mit im Vergleich niedrigem Ladungszustand einen längeren Zeitbereich mir erhöhter Ladespannung versorg wird. Insgesamt kann so erreicht werden, dass die gesamte Batterieanordnung eine höhere Lebensdauer aufweist. Beispielsweise bei Nutzkraftfahrzeugen, die eine Batterieanordnung aufweisen, die durch ein erfindungsgemäßes Verfahren aufgeladen wird, kann dadurch eine verbesserte Startleistung zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere ist auch die Gefahr eines Liegenbleibens, verursacht durch eine defekte Batterieanordnung, deutlich vermindert. According to another embodiment of a erfindungsgenmäßen method for charging a battery assembly can be provided that alternately the charging voltage per battery unit is increased during the application of the voltage. By alternately increasing the charging voltage per one battery unit, the advantages which have already been described above arise for each battery unit whose charge voltage is increased. This makes it possible to charge all battery units of the battery assembly such that the state of charge of the battery unit is improved. In this case, each of the battery units is preferably charged with a selectable first time range with an increased and a selectable second time range with no increased or even reduced charging voltage. The first and the second time ranges can be, for example, a few minutes. In this way, excessive charge differences between the individual battery units of the battery arrangement can be avoided. In particular, even existing differences in charge can thereby be compensated for by setting the time ranges accordingly, for example that a battery unit with a comparatively low charge state will be supplied with a longer time range with increased charging voltage. Overall, it can be achieved that the entire battery assembly has a longer life. For example, in utility vehicles having a battery assembly which is charged by a method according to the invention, an improved starting performance can be provided thereby. In particular, the risk of staying behind, caused by a defective battery assembly, significantly reduced.

Besonders bevorzugt kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass durch das Verfahren eine Batterieanordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufgeladen wird. Sämtliche Vorteile, die in Bezug auf eine Batterieanordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind, ergeben sich somit auch für ein Verfahren, durch das eine derartige Batterieanordnung aufgeladen wird.In a method according to the invention, it may be particularly preferred for the method to charge a battery arrangement according to the first aspect of the invention. All the advantages which have been described in relation to a battery arrangement according to the first aspect of the invention thus also result in a method by which such a battery arrangement is charged.

Die Erfindung oder deren Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen schematisch:The invention or its developments and advantages thereof are explained in more detail with reference to the drawings. They show schematically:

1 Eine erste mögliche Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung und 1 A first possible embodiment of a battery assembly according to the invention and

2 Eine zweite mögliche Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung. 2 A second possible embodiment of a battery arrangement according to the invention.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 und 2 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.Elements with the same function and mode of action are in the 1 and 2 each provided with the same reference numerals.

In 1 ist schematisch eine erste mögliche Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung 1 gezeigt. Die Batterieanordnung 1 wird dabei im abgebildeten Zustand durch eine Spannungsversorgung 4 aufgeladen. Die erfindungsgemäße Batterieanordnung 1 kann selbstverständlich auch in einem Abnehmernetz eingebunden sein, das jedoch nicht mit abgebildet ist. Die erfindungsgemäße Batterieanordnung 1 weist eine erste Batterieeinheit 2 und eine zweite Batterieeinheit 3 auf, die seriell verschaltet sind. Beim gezeigten Aufladungsvorgang wird die Batterieanordnung 1 von der Spannungsversorgung 4 mit Spannung und insbesondere mit Strom und Ladung versorgt. Eine erfindungsgemäße Batterieanordnung 1 weist ferner eine Schaltungsanordnung 10 auf. Durch diese Schaltungsanordnung 10 ist insbesondere möglich, der ersten Batterieeinheit 2 über ein erstes steuerbares Schaltelement 11 einen ersten Bypass 13 mit einem ersten Widerstand 21 parallel zu schalten. Alternativ kann der zweiten Batterieeinheit 3 durch das zweite schaltbare Schaltelement 12 ein zweiter Bypass 14 mit einem zweiten Widerstand 22 parallel geschaltet werden. In der dargestellten Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung sind die Schaltelemente 11, 12 als Transistoren, insbesondere als Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren, ausgeführt. Selbstverständlich sind auch alternative Ausgestaltungen der Schaltelemente 11, 12, wie beispielsweise als Relais, denkbar. Auch können neben den Widerständen 21, 22 alternativ oder zusätzlich auch andere elektrische Verbraucher wie Lampen oder Heizelemente eingesetzt werden. Auch die Verwendung von Dioden, insbesondere Zener-Dioden, ist denkbar. Darüber hinaus kann, insbesondere bei Einsatz von Transistoren, der erforderliche Stromfluss und Spannungsabfall auch in den steuerbaren Schaltelementen 11, 12 erreicht werden, Dadurch ist es möglich, Bauteile bei der Realisierung der Schaltungsanordnung 10 einzusparen. Die Parallelschaltungen der Bypässe 13, 14 mit den Widerständen 21, 22 werden bevorzugt alternierend vorgenommen, d. h. entweder wird der erste Bypass 13 mit dem ersten Widerstand 21 der ersten Batterieeinheit 2 oder der zweite Bypass 13 mit dem zweiten Widerstand 22 der zweiten Batterieeinheit 3 parallel geschaltet. Durch diese Verschaltung kann diejenige Batterieeinheit 2, 3, der aktuell kein Widerstand 21, 22 parallel geschaltet ist, mit einem erhöhten Ladestrom versorgt werden. Durch das alternierende Parallelschalten der Widerstände 21, 22 zu den Batterieeinheiten 2, 3 durch die Schaltungsanordnung 10 ist es somit möglich, alle Batterieeinheiten 2, 3 der Batterieanordnung 1 auf einen höheren Ladungszustand aufzuladen. Die Lebensdauer der gesamten erfindungsgemäßen Batterieanordnung 1 kann dadurch erhöht werden. Zur Steuerung der Schaltelemente 11, 12 ist in der Schaltungsanordnung 10 eine Schaltungssteuerung 15 vorgesehen. Die Schaltungssteuerung 15 kann dabei insbesondere ausgestaltet sein, die alternierende Ansteuerung der beiden Widerstände 21, 22 vorzunehmen. Ferner ist in der gezeigten Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung 1 auch eine Überwachungsvorrichtung 16 gezeigt. Der Überwachungsvorrichtung 16 werden dabei Überwachungsinformationen 17 zugeführt, die beispielsweise insbesondere die Ladeströme und/oder die Batteriespannungen der Batterieeinheiten 2, 3 sein können. Über eine Schaltungsansteuerung 18 ist es ferner möglich, die Schaltungssteuerung 15 der Schaltungsanordnung 10 durch die Überwachungsvorrichtung 16 anzusteuern.In 1 schematically is a first possible embodiment of a battery assembly according to the invention 1 shown. The battery arrangement 1 is in the illustrated state by a power supply 4 charged. The battery arrangement according to the invention 1 Of course, it can also be integrated in a customer network, which, however, is not shown here. The battery arrangement according to the invention 1 has a first battery unit 2 and a second battery unit 3 on, which are connected in series. In the charging process shown, the battery assembly 1 from the power supply 4 supplied with voltage and in particular with electricity and charge. A battery arrangement according to the invention 1 also has a circuit arrangement 10 on. By this circuit arrangement 10 is particularly possible, the first battery unit 2 via a first controllable switching element 11 a first bypass 13 with a first resistance 21 to switch in parallel. Alternatively, the second battery unit 3 by the second switchable switching element 12 a second bypass 14 with a second resistor 22 be switched in parallel. In the illustrated embodiment of a battery arrangement according to the invention, the switching elements 11 . 12 as transistors, in particular as metal-oxide-semiconductor field effect transistors. Of course, alternative embodiments of the switching elements 11 . 12 , as for example as a relay, conceivable. Also, in addition to the resistors 21 . 22 Alternatively or additionally, other electrical consumers such as lamps or heating elements are used. The use of diodes, in particular Zener diodes, is conceivable. In addition, especially when using transistors, the required current flow and voltage drop in the controllable switching elements 11 . 12 As a result, it is possible components in the realization of the circuit arrangement 10 save. The parallel connections of the bypasses 13 . 14 with the resistors 21 . 22 are preferably made alternately, ie either the first bypass 13 with the first resistance 21 the first battery unit 2 or the second bypass 13 with the second resistor 22 the second battery unit 3 connected in parallel. Through this interconnection, that battery unit 2 . 3 that currently has no resistance 21 . 22 is connected in parallel, are supplied with an increased charging current. By alternating the resistors in parallel 21 . 22 to the battery units 2 . 3 by the circuit arrangement 10 It is thus possible to use all battery units 2 . 3 the battery arrangement 1 to charge to a higher state of charge. The life of the entire battery assembly according to the invention 1 can be increased. For controlling the switching elements 11 . 12 is in the circuit 10 a circuit control 15 intended. The circuit control 15 can be configured in particular, the alternating control of the two resistors 21 . 22 make. Furthermore, in the illustrated embodiment of a battery arrangement according to the invention 1 also a monitoring device 16 shown. The monitoring device 16 become monitoring information 17 supplied, for example, in particular the charging currents and / or the battery voltages of the battery units 2 . 3 could be. Via a circuit control 18 it is also possible, the circuit control 15 the circuit arrangement 10 through the monitoring device 16 head for.

Insbesondere kann von Vorteil sein, dass die Spannungsversorgung 4 spannungsstabilisiert betrieben wird. Beispielsweise kann die Spannungsversorgung 4 eine Lichtmaschine eines Nutzkraftfahrzeugs sein, die spannungsstabilisiert 28 Volt liefert. Ohne eine Schaltungsanordnung 10 würde in diesem Fall bei einer Aufladung der Batterieanordnung 1 an den beiden Batterieeinheiten 2, 3 jeweils 14 Volt anliegen. Durch das Parallelschalten beispielsweise des ersten Widerstands 21 im ersten Bypass 13 durch das erste Schaltelement 11 kann die an der ersten Batterieeinheit 2 anliegende Spannung gesenkt werden. Um diesen Spannungsabfall auszugleichen, wird eine spannungsstabilisierte Spannungsversorgung 4 dem von ihr ausgegebenen Strom erhöhen, um die Spannung auf 28 Volt zu halten. Dieser erhöhte Strom kommt vor allem der zweiten Batterieeinheit 3 zugute. Dieser zweiten Batterieeinheit 3 ist der zweite Widerstand 22 nicht parallel geschaltet. Dadurch erfährt die zweite Batterieeinheit 3 einen erhöhten Ladestrom, der sich auch in einer erhöhten Ladespannung der zweiten Batterieeinheit 3 wiederspiegelt. Die Spannung der zweiten Batterieeinheit 3 kann bei einem derartigen Ladevorgang ansteigen. Dadurch, dass die Schaltungsanordnung 10 der gezeigten Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung 1 zum alternierenden Parallelschalten der Widerstände 21, 22 zu den Batterieeinheiten 2, 3 ausgestaltet ist, können beide Batterieeinheiten 2, 3 abwechselnd zu einem Ladevorgang mit erhöhter Ladespannung und damit mit erhöhtem Ladestrom gelangen. Insgesamt wird dadurch der Ladungszustand beider Batterieeinheiten 2, 3 erhöht. Insbesondere bei einem Einsatz von Blei-Schwefelsäure-Batterien als Batterieeinheiten 2, 3 kann dadurch eine erhöhte Sulfatierung der Batterieeinheiten 2, 3 vermieden werden. Ein Innenwiderstandanstieg, der unvermeidlich mit einer derartigen Sulfatierung verbunden ist, kann dadurch verzögert werden. Insgesamt kann dadurch bei einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung 1 eine Erhöhung der Lebensdauer erreicht werden. Insbesondere bei einer Verwendung bei einer derartigen erfindungsgemäßen Batterieanordnung 1 in einem Nutzkraftfahrzeug ergibt sich für dieses Nutzkraftfahrzeug eine verbesserte Startleistung sowie eine Verhinderung bzw. Verminderung der Gefahr des Liegenbleibens aufgrund einer defekten Batterieeinheit 1.In particular, it may be advantageous that the power supply 4 is operated voltage stabilized. For example, the power supply 4 an alternator of a commercial vehicle, the voltage stabilized supplies 28 volts. Without a circuit arrangement 10 would in this case when charging the battery assembly 1 on the two battery units 2 . 3 each 14 volts applied. By connecting in parallel, for example, the first resistor 21 in the first bypass 13 through the first switching element 11 Can the on the first battery unit 2 voltage to be lowered. To compensate for this voltage drop, a voltage-stabilized power supply 4 increase the current output by it to keep the voltage at 28 volts. This increased current is mainly the second battery unit 3 benefit. This second battery unit 3 is the second resistance 22 not connected in parallel. This experiences the second battery unit 3 an increased charging current, which is also in an increased charging voltage of the second battery unit 3 reflects. The voltage of the second battery unit 3 may increase with such a charging process. In that the circuitry 10 the illustrated embodiment of a battery assembly according to the invention 1 for the alternating parallel connection of the resistors 21 . 22 to the battery units 2 . 3 is configured, both battery units 2 . 3 alternately arrive at a charging process with increased charging voltage and thus with increased charging current. Overall, thereby the state of charge of both battery units 2 . 3 elevated. Especially when using lead-sulfuric acid batteries as battery units 2 . 3 This can increase the sulfation of the battery units 2 . 3 be avoided. An internal resistance increase inevitably associated with such sulfation may be retarded thereby. Overall, this can in a battery assembly according to the invention 1 an increase in the service life can be achieved. In particular, when used in such a battery arrangement according to the invention 1 In a commercial vehicle results for this commercial vehicle improved take-off performance and prevention or reduction of the risk of stagnation due to a defective battery unit 1 ,

2 zeigt eine zweite mögliche Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung 1. Auch diese Batterieanordnung 1 wird durch eine Spannungsversorgung 4 aufgeladen und kann in ein nicht mit abgebildetes Abnehmernetz eingebunden sein. In dieser Ausgestaltungsform wird in der Schaltungsanordnung 10 ein Gleichspannungswandler 19 verwendet, um die einzelnen Batterieeinheiten 2, 3 mit einer erhöhten Ladespannung zu versorgen. Dazu wird der Gleichspannungswandler 19, insbesondere bevorzugt alternierend, vor beziehungsweise zwischen die Batterieeinheiten 2, 3 oder parallel zu zumindest einer der Batterieeinheiten 2, 3 geschaltet. Auf diese Weise kann zumindest eine der Batterieeinheiten 2, 3 mit einer erhöhten Ladespannung versorgt werden. Dadurch ergibt sich ein verbesserter Ladungszustand dieser Batterieeinheit 2, 3, der sich insbesondere in einer verminderten Sulfatierung und einer damit einhergehenden verlängerten Lebensdauer niederschlägt. Durch ein alternierendes Verschalten des Gleichspannungswandlers 19 zu den Batterieeinheiten 2, 3 können so beide Batterieeinheiten 2, 3 verbessert geladen werden, wodurch die Lebensdauer der gesamten Batterieanordnung 1 verlängert werden kann. Selbstverständlich können in der Schaltungsanordnung 10 auch mehrere Gleichspannungswandler 19 vorgesehen sein. Insbesondere kann jeder Batterieeinheit 2, 3 je ein separater Gleichspannungswandler 19 zugeordnet sein. Auch in dieser Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung 1 kann eine Überwachungsvorrichtung 16 vorgesehen sein. Der Überwachungsvorrichtung 16 werden wiederum Überwachungsinformationen 17 zugeführt, die beispielsweise insbesondere die Ladeströme und/oder die Batteriespannungen der Batterieeinheiten 2, 3 sein können. Die Überwachungsvorrichtung 16 ist in diesem Beispiel gleichzeitig die Schaltungssteuerung 15, durch die der Gleichspannungswandler 19 und dessen jeweilige Verschaltung zu den Batterieeinheiten 2, 3 über eine Schaltungsansteuerung 18 gesteuert wird. 2 shows a second possible embodiment of a battery assembly according to the invention 1 , Also this battery arrangement 1 is powered by a power supply 4 charged and can be integrated into an unrepresented customer network. In this embodiment, in the circuit arrangement 10 a DC-DC converter 19 used to the individual battery units 2 . 3 to supply with an increased charging voltage. This is the DC-DC converter 19 , in particular preferably alternately, before or between the battery units 2 . 3 or parallel to at least one of the battery units 2 . 3 connected. In this way, at least one of the battery units 2 . 3 be supplied with an increased charging voltage. This results in an improved charge state of this battery unit 2 . 3 which is reflected in particular in a reduced sulfation and a concomitant extended life. By an alternating connection of the DC-DC converter 19 to the battery units 2 . 3 so can both battery units 2 . 3 can be charged improved, reducing the life of the entire battery assembly 1 can be extended. Of course, in the circuit arrangement 10 also several DC-DC converters 19 be provided. In particular, each battery unit 2 . 3 one separate DC-DC converter each 19 be assigned. Also in this embodiment of a battery assembly according to the invention 1 can be a monitoring device 16 be provided. The monitoring device 16 turn will be monitoring information 17 supplied, for example, in particular the charging currents and / or the battery voltages of the battery units 2 . 3 could be. The monitoring device 16 in this example is the circuit control at the same time 15 through which the DC-DC converter 19 and its respective connection to the battery units 2 . 3 via a circuit control 18 is controlled.

Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere können bei den erfindungsgemäßen Batterieanordnungen auch mehr als zwei Batterieeinheiten eingesetzt werden.The above explanation of the embodiments describes the present invention solely by way of example. Of course, individual features of the embodiments, if technically feasible, can be combined freely with one another, without departing from the scope of the present invention. In particular, more than two battery units can also be used in the battery arrangements according to the invention.

Ohne sich auf eine spezielle Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung zu beziehen kann auch besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass die verwendete Spannungsversorgung stabilisiert, insbesondere spannungsstabilisiert, betrieben wird beziehungsweise betreibbar ist. Eine spannungsstabilisierte Spannungsquelle ist dabei derart ausgestaltet, dass sie dem an sie angeschlossenen Spannungsnetz immer dieselbe oder zumindest im Wesentlichen dieselbe Spannung zur Verfügung stellt. Um dieses Spannungsniveau zu halten, kann insbesondere die Strommenge variiert werden, die von der Spannungsquelle in das Spannungsnetz abgegeben wird. Durch ein erfindungsgemäßes Verfahren wird, wie bereits oben beschrieben, die Stromaufnahme der einzelnen Batterieeinheiten der Batterieanordnung, deren Ladespannung erhöht ist, beim Aufladen erhöht. Dies kann mit einer Absenkung der Spannung im Spannungsnetz einhergehen. Dadurch, dass die Spannungsquelle stabilisiert, insbesondere spannungsstabilisiert, betrieben wird, wird insbesondere durch die Spannungsquelle die Strommenge erhöht, um das Spannungsniveau konstant zu halten. Dadurch kann die Batterieeinheit, die mit erhöhter Ladespannung aufgeladen wird, mit einer erhöhten Ladungsmenge versorgt werden, wodurch die Ladungsaufnahme dieser Batterieeinheit nochmals verstärkt wird. Durch eine Spannungsversorgung, die stabilisiert, insbesondere spannungsstabilisiert, betrieben wird, ergibt sich somit eine besonders gute Aufladung einer Batterieanordnung. Die Lebensdauer einer Batterieanordnung kann dadurch noch weiter verlängert werden.Without referring to a specific embodiment of a battery arrangement according to the invention, it can also be particularly preferred that the voltage supply used be stabilized, in particular voltage stabilized, operated or operable. A voltage-stabilized voltage source is designed such that it always provides the same or at least substantially the same voltage to the voltage network connected to it. In order to maintain this voltage level, it is possible, in particular, to vary the amount of current that is supplied by the voltage source into the voltage network. By a method according to the invention, as already described above, the current consumption of the individual battery units of the battery arrangement, the charging voltage of which is increased, is increased during charging. This can be accompanied by a lowering of the voltage in the voltage network. Because the voltage source is stabilized, in particular voltage-stabilized, is operated, in particular by the voltage source, the amount of current is increased in order to keep the voltage level constant. As a result, the battery unit, which is charged with increased charging voltage, can be supplied with an increased amount of charge, whereby the charge absorption of this battery unit is further enhanced. By a power supply that is stabilized, in particular voltage stabilized, operated, thus resulting in a particularly good charging a battery assembly. The life of a battery assembly can be extended even further.

Ferner kann eine erfindungsgemäße Batterieanordnung vielfältig eingesetzt werden. Dabei ist insbesondere die Verwendung in Fahrzeugen wie beispielsweise Nutzkraftwagen oder Schiffen denkbar. Auch eine stationäre Verwendung einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung, beispielsweise in einer unterbrechungsfreien Stromversorgung, ist denkbar. Insbesondere ist eine erfindungsgemäße Batterieanordnung hinsichtlich ihrer Gesamtspannung nicht beschränkt. Auch für die Spannung sowie der Anzahl der einzelnen Batterieeinheiten gibt es keine Einschränkungen.Furthermore, a battery arrangement according to the invention can be used in many ways. In particular, the use in vehicles such as commercial vehicles or ships is conceivable. A stationary use of a battery arrangement according to the invention, for example in an uninterruptible power supply, is also conceivable. In particular, a battery assembly according to the invention is not limited in terms of their total voltage. Also for the voltage as well as the number of the individual battery units there are no restrictions.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Batterieanordnungbattery assembly
22: Erste BatterieeinheitFirst battery unit
33: Zweite BatterieeinheitSecond battery unit
44: Spannungsversorgungpower supply
1010: Schaltungsanordnungcircuitry
1111: Erstes SchaltelementFirst switching element
1212: Zweites SchaltelementSecond switching element
1313: Erster BypassFirst bypass
1414: Zweiter BypassSecond bypass
1515: Schaltungssteuerungswitching control
1616: Überwachungsvorrichtungmonitoring device
1717: Überwachungsinformationenmonitoring information
1818: Schaltungsansteuerungcircuit control
1919: Erster GleichspannungswandlerFirst DC-DC converter
2121: Erster WiderstandFirst resistance
2222: Zweiter WiderstandSecond resistance

Claims

Battery arrangement ( 1 ), comprising at least two serially connected battery units ( 2 . 3 ), the battery arrangement ( 1 ) by a power supply ( 4 ), characterized in that a circuit arrangement ( 10 ) is provided, wherein the circuit arrangement ( 10 ) a charging voltage of at least one of the battery units ( 2 . 3 ) elevated.

Battery arrangement ( 1 ), according to claim 1, characterized in that the circuit arrangement ( 10 ) at least one controllable switching element ( 11 . 12 ), which is formed during application of a voltage to the battery arrangement ( 1 ) by the power supply ( 4 ) at least one of the battery units ( 2 . 3 ) at least a first bypass ( 13 . 14 ) in parallel.

Battery arrangement ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the circuit arrangement ( 10 ) is formed during the application of the voltage alternately per one battery unit ( 2 . 3 ) at least one bypass ( 13 . 14 ) in parallel.

Battery arrangement ( 1 ) according to one of claims 2 or 3, characterized in that each battery unit ( 2 . 3 assigned a bypass ( 13 . 14 ) and that the circuit arrangement ( 10 ) is formed during the application of the voltage alternately per one battery unit ( 2 . 3 ) the respectively assigned bypass ( 13 . 14 ) in parallel.

Battery arrangement ( 1 ) according to one of claims 2 to 4, characterized in that the at least one controllable switching element ( 11 . 12 ) is a transistor, in particular a metal oxide semiconductor field effect transistor, or a relay and / or that the at least one bypass ( 13 . 14 ) an electrical load, in particular a resistor ( 21 . 22 ), a lamp, a heating element, a series connection of diodes, a zener diode, and / or a transistor.

Battery arrangement ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the circuit arrangement ( 10 ) at least one DC-DC converter ( 19 ), wherein at least one output of the DC-DC converter ( 19 ) with an input of one of the battery units ( 2 . 3 ) connected is.

Battery arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that a monitoring device ( 16 ) for monitoring at least the charging current of the at least two battery units ( 2 . 3 ) is provided.

Method for charging a battery assembly ( 1 ), the battery arrangement ( 1 ) at least two serially connected battery units ( 2 . 3 ), by a power supply ( 4 ), characterized by the following steps: - applying a voltage to the battery assembly ( 1 ) by the power supply ( 4 ), - increasing a charging voltage of at least one of the battery units ( 2 . 3 ) by a circuit arrangement ( 10 ).

Method for charging a battery assembly ( 1 ) according to claim 8, characterized in that during the application of the voltage by the circuit arrangement ( 19 ) alternately the charging voltage of each battery unit ( 2 . 3 ) is increased.

Method for charging a battery assembly ( 1 ) according to one of claims 8 or 9, characterized in that a battery arrangement ( 1 ) is charged according to one of claims 1 to 7.