DE102014109209A1

DE102014109209A1 - Method for charging batteries

Info

Publication number: DE102014109209A1
Application number: DE102014109209.0A
Authority: DE
Inventors: Dietrich Vahldiek; Dirk Schüler; Kai von Berg
Original assignee: Jungheinrich AG
Current assignee: Jungheinrich AG
Priority date: 2014-07-01
Filing date: 2014-07-01
Publication date: 2016-01-07

Abstract

Verfahren zum Laden von Batterien, insbesondere Traktionsbatterien in Flurförderzeugen, bei dem – vor einem Ladevorgang ein Entladegrad der Batterie festgestellt und mit einem vorbestimmten Mindestentladegrad verglichen wird, – wobei der Ladevorgang eingeleitet wird, wenn der aktuelle Entladegrad größer als der Mindestentladegrad ist.A method for charging batteries, in particular traction batteries in industrial trucks, in which - a discharge of the battery is determined and compared with a predetermined Mindestentladegrad before loading, - wherein the charging process is initiated when the current degree of discharge is greater than the Mindestentladegrad.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden von Batterien, insbesondere zum Laden von Traktionsbatterien in Flurförderzeugen. The present invention relates to a method for charging batteries, in particular for charging traction batteries in industrial trucks.

Die Lebensdauer von wiederaufladbaren Batterien ist auch bei Nichtbenutzung begrenzt. Üblicherweise wird die Lebensdauer der Batterien in Ladezyklen ausgedrückt. Als Zyklus wird hier der Ladevorgang der Batterie und der nachfolgende Entladevorgang bezeichnet. Die Lebensdauer der Batterie und ihre Anzahl von nutzbaren Ladezyklen hängen von einer Vielzahl von unterschiedlichen Parametern, der Bauart und der Nutzung der Batterie ab. The life of rechargeable batteries is limited even when not in use. Usually, the life of the batteries is expressed in charging cycles. As a cycle here the charging of the battery and the subsequent discharge is called. The life of the battery and its number of usable charging cycles depend on a variety of different parameters, the design and use of the battery.

Bei der Verwendung von Traktionsbatterien in Flurförderzeugen ist eine gebräuchliche Praxis, dass für eine Fahrzeugflotte bei Schichtende sämtliche Traktionsbatterien an Ladegeräte angeschlossen werden. Dies erfolgt unabhängig davon, ob und wie stark das Fahrzeug während der Schicht benutzt wurde, welche Ladekapazität die Batterie besitzt und sonstige Faktoren. When traction batteries are used in industrial trucks, a common practice is that for a vehicle fleet at the end of the shift, all traction batteries are connected to chargers. This is done regardless of whether and how much the vehicle was used during the shift, which charge capacity the battery has and other factors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Laden von Batterien, insbesondere von Traktionsbatterien für Flurförderzeuge bereitzustellen, das die Anzahl der nutzbaren Ladezyklen für die Batterie über deren Lebensdauer vergrößert. The invention has for its object to provide a method for charging batteries, especially of traction batteries for trucks, which increases the number of usable charging cycles for the battery over its lifetime.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen aus Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten. According to the invention the object is achieved by a method having the features of claim 1. Further advantageous embodiments are contained in the subclaims.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Laden von Batterien, insbesondere von Traktionsbatterien für Flurförderzeuge wird vor einem Ladevorgang ein Ladegrad der Batterie festgestellt und mit einem vorbestimmten Mindestladegrad verglichen. Der Ladevorgang wird eingeleitet, wenn der aktuelle Entladegrad größer als der Mindestentladegrad ist, also der aktuelle Entladegrad unterhalb des Mindestentladegrades liegt. Die Überprüfung des aktuellen Ladegrades stellt sicher, dass die Batterie um mindestens eine vorbestimmte Ladungsmenge entladen wurde, bevor sie wieder geladen wird. Ist die Batterie weniger als der Mindestentladegrad oder gar nicht entladen worden, findet kein Ladevorgang statt. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Batterie stets einen Mindestzyklus beim Laden durchfährt, der durch den Mindestentladegrad vorgegebenen ist. Dieser Mindestzyklus erhöht die Lebensdauer der Batterie und verhindert insbesondere bei Batterien, die nur wenig entladen sind, dass durch ein vorzeitiges Wiederaufladen die Batterie an Kapazität und damit insgesamt an nutzbaren Ladezyklen verliert. In the method according to the invention for charging batteries, in particular traction batteries for industrial trucks, a charging state of the battery is determined before charging and compared with a predetermined minimum charging level. The charging process is initiated when the current degree of discharge is greater than the minimum discharge level, that is, the current degree of discharge is below the Mindestentladegrades. Checking the current charge level ensures that the battery has been discharged by at least a predetermined amount of charge before being recharged. If the battery is less than the minimum discharge level or has not been discharged, no charging takes place. This will ensure that the battery always runs through a minimum charge cycle, as dictated by the minimum discharge level. This minimum cycle increases the life of the battery and, especially for low-discharged batteries, prevents premature recharging of the battery, leading to a loss of usable battery life.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Mindestentladegrad in einer Batteriesteuerung gespeichert und wird von einem Ladegerät aus der Batteriesteuerung ausgelesen. Das Speichern des Mindestentladegrades in der Batteriesteuerung erlaubt es, diesen individuell für die Batterietypen und/oder abhängig von anderen Faktoren, sogar von batteriespezifischen Faktoren, abzulegen. In a preferred embodiment, the minimum degree of discharge is stored in a battery controller and is read out of the battery controller by a charger. Storing the minimum discharge level in the battery control allows it to be stored individually for battery types and / or depending on other factors, even battery-specific factors.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Wert für den Mindestentladegrad abhängig von der Häufigkeit der Benutzung der Batterie, wobei bei einer häufig benutzten Batterie ein niedriger Mindestentladegrad vorgesehen ist. Dieser Ansatz für eine nutzungsabhängige Parametrisierung des Mindestentladegrades beruht auf der Einsicht, dass häufig benutzte Batterien einem geringeren Risiko ausgesetzt sind, vorzeitig wieder aufgeladen zu werden. Der niedrige Mindestentladegrad erlaubt es, dass solche häufig benutzten Batterien auch in dem Fall, dass sie einmal nicht besonders stark entladen wurden, trotzdem für die nächste anstehende Nutzung aufgeladen wieder werden können. In a preferred embodiment, the value for the minimum degree of discharge is dependent on the frequency of use of the battery, with a frequently used battery having a low minimum discharge level. This approach to a utility-based parameterization of the minimum discharge level is based on the understanding that frequently used batteries are at lower risk of premature recharging. The low minimum discharge level allows such frequently used batteries to be recharged for the next upcoming use even in the event that they have not been heavily discharged.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist zusätzlich ein Entladevorgang für die Batterien vorgesehen. Hierdurch erfolgt eine erzwungene Zyklisierung der Batterie für den Fall, dass der aktuelle Wert des Entladegrades mindestens einmal oder mehrfach über dem Mindestentladegrad liegt. In diesem Fall erzwingt der Entladevorgang, dass ein Ladezyklus mit ausreichender Größe und ausreichendem Ladungsumsatz erfolgt. Dieser Entladevorgang trägt auch dem Umstand Rechnung, dass selbst für nichtbenutzte Batterien die Lebensdauer begrenzt ist. In a further preferred embodiment, a discharging process for the batteries is additionally provided. This results in a forced cyclization of the battery in the event that the current value of the degree of discharge is at least once or more than the Mindestentladegrad. In this case, the discharge process forces a charge cycle of sufficient magnitude and charge charge to occur. This discharge also takes into account the fact that even for unused batteries life is limited.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der aktuelle Entladegrad der Batterie vor einem Ladevorgang gemessen. Die Messung kann hierbei im Ladegerät selbst erfolgen oder es kann ein von der Batteriesteuerung gemessener Wert für den aktuellen Entladegrad herangezogen werden. In a preferred embodiment, the current degree of discharge of the battery is measured before a charging process. The measurement can take place here in the charger itself or it can be used by the battery controller measured value for the current degree of discharge.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachfolgend an einem Beispiel beschrieben. Bei dem Ausführungsbeispiel wird das Verfahren durch eine Steuerung in einem externen Ladegerät für eine Traktionsbatterie eines Flurförderzeugs durchgeführt. In einem ersten Schritt bestimmen eine Batteriesteuerung oder das Ladegerät den Entladegrad der Batterie. Alternativ hierzu können auch Messgeräte eingesetzt werden, die z. B. an das Ladegerät angeschlossen sind. Wenn das Messgerät feststellt, dass der Entladegrad oberhalb eines parametrierten Mindestentladegrades liegt, also eine nicht ausreichende Entladung der Batterie erfolgt ist, dann erfolgt kein Ladevorgang und es wird beispielsweise ein Entladevorgang in an sich bekannter Weise eingeleitet. Liegt der gemessene Entladegrad dagegen unterhalb des parametrierten Mindestentladegrades, dann wird der Ladevorgang ausgeführt. A preferred embodiment of the method according to the invention is described below by way of example. In the embodiment, the method is performed by a controller in an external charger for a traction battery of a truck. In a first step, a battery controller or the charger determine the degree of discharge of the battery. Alternatively, measuring devices can be used, the z. B. are connected to the charger. If the meter determines that the degree of discharge is above a parameterized minimum discharge level, ie an insufficient discharge of the battery has taken place, then there is no charging process and it is initiated, for example, a discharge process in a conventional manner. On the other hand, if the measured degree of discharge lies below the parameterised minimum discharge level, then the charging process is carried out.

Insbesondere bei der Verwendung von Traktionsbatterien für Flurförderzeuge ist es üblich, die Traktionsbatterie stets zum Schichtende ohne weitere Prüfung und unabhängig von ihrem Einsatz während der Schicht an das Ladegerät anzuschließen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden dann nur diejenigen Batterien wieder geladen, bei denen ausreichend Ladung entnommen wurde. Bevorzugt wird der Wert für den Mindestentladegrad auf 30 % bis 50 % definiert. Dies bedeutet, dass die Batterie um mindestens 30 % bzw. um mindestens 50 % entladen sein muss, um an dem Ladegerät wieder aufgeladen zu werden. In particular, when using traction batteries for trucks, it is common to connect the traction battery always at the end of the shift without further testing and regardless of their use during the shift to the charger. In the method according to the invention then only those batteries are recharged, in which sufficient charge was removed. Preferably, the value for the minimum degree of discharge is defined to be 30% to 50%. This means that the battery must be discharged at least 30% or at least 50% to be recharged on the charger.

Stellt das Entladegerät fest, dass eine Batterie ein- oder mehrfach nicht geladen wurde, weil sie für einen Ladevorgang nicht ausreichend benutzt worden ist, so kann das Entladegerät einen Entladevorgang an der Batterie einleiten. Der Entladevorgang läuft dabei bis zu einem Entladewert, der niedriger als der Mindestentladegrad der Batterie ist, also die Batterie weiter entladen wird, also bei einem das Wiederaufladen sperrenden Mindestentladegrad. Ist der Entladevorgang abgeschlossen, so kann die Batterie durch das Ladegerät wieder aufgeladen werden. If the discharger detects that a battery has not been charged one or more times because it has not been sufficiently used for charging, the discharger may initiate a discharging operation on the battery. The discharge process runs up to a discharge value that is lower than the minimum discharge level of the battery, that is, the battery is further discharged, so at a recharge blocking minimum discharge. When the discharging process is completed, the battery can be recharged by the charger.

Claims

Method for charging batteries, in particular traction batteries in industrial trucks, in which A discharge rate of the battery is determined before charging and compared with a predetermined minimum discharge level, - wherein the charging process is initiated when the current degree of discharge is greater than the Mindestentladegrad.

A method according to claim 1, characterized in that the Mindestentladegrad stored in a battery controller and read by a charger.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the value of the minimum discharge level is dependent on the frequency of use of the battery, wherein a more frequently used battery has a low Mindestentladegrad than a less frequently used battery.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that, when the current value of the degree of discharge is at least one or more times above the Mindestentladegrad, an unloading process is initiated up to a predetermined discharge value.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the current degree of discharge of the battery is measured by a battery controller.