DE102017101869B4

DE102017101869B4 - Ladegerät für mehrere, jeweils mit einer Feldbus-Schnittstelle ausgestattete Leistungsmodule

Info

Publication number: DE102017101869B4
Application number: DE102017101869.7A
Authority: DE
Inventors: Raphael Rosendahl; Christian Wegner
Original assignee: Jungheinrich AG
Current assignee: Jungheinrich AG
Priority date: 2017-01-31
Filing date: 2017-01-31
Publication date: 2024-07-25
Anticipated expiration: 2037-02-01
Also published as: DE102017101869A1

Abstract

Ladegerät und mehrere jeweils mit einer Feldbusschnittstelle ausgestattete Leistungsmodule (16, 20, 24, 26), die über einzelne Leistungsversorgungen elektrisch mit dem Ladegerät ge- und entladen werden können, wobei die Leistungsmodule über ihre Feldbusschnittstellen seriell an einen Feldbus angeschlossen sind, und wobei jede Feldbusschnittstelle eine vorbestimmte Anzahl an Ein- und Ausgangsleitungen (14, 18, 22) besitzt,dadurch gekennzeichnet, dasszu einem an den Eingangsleitungen (14) anliegenden binär codierten Signal ein fester binärer Wert als binäres Offset addiert wird und die Summe an den Ausgangsleitungen anliegt,jedem Leistungsmodul (16, 20, 24, 26) eine eineindeutige Knotennummer (30a, 30b, 30c, 30d) zugeordnet ist, die sich aus einem Basiswert (28) und der an seiner Eingangsleitung anliegenden Summe bestimmt unddass jedes der Leistungsmodule (16, 20, 24, 26) von dem Ladegerät über seine Knotennummer (30a, 30b, 30c, 30d) für einen individuellen Lade- und Entladevorgang ansteuerbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ladegerät und mehrere, jeweils mit einer FeldbusSchnittstelle ausgestattete Leistungsmodule.
Bei der Verwendung von Feldbussen, und insbesondere mit der Verwendung von CAN oder CAN_open werden baugleiche Komponenten in einem System verbaut. Dies ist insbesondere bei der Verwendung eines CAN-Buses unproblematisch, da deren Objektidentifier den Inhalt der Nachricht und nicht das sendende Gerät kennzeichnen. Bei der Verwendung von mehreren baugleichen Komponenten, wie beispielsweise Batterien, wird den Batterien daher bei ihrer Herstellung eine feste CAN_open-Knotennummer zugewiesen. Über die CAN_open-Knotennummer können die Komponenten im Betrieb angesprochen werden. Nachteilig an der Zuweisung von festen CAN_open-Knotennummern ist, dass bei der Verwendung von mehreren baugleichen Komponenten in demselben Feldbus-System jede Komponente eine eigene Software enthalten kann und nicht eine Software für alle Komponenten verwendet werden kann. Hierdurch ist, obwohl in einem Feldbus-System auf Objekt-Identifier abgestellt wird, es dennoch nicht möglich, dass beliebige Komponenten an dem Feldbus-System ausgetauscht werden.
Aus US 2010/0007311 A1 ist ein Batteriemodul bekannt geworden, das Zellen und zwei externe Anschlüsse aufweist. Zum Austausch von Nachrichten ist ein CAN-Bussystem vorgesehen, wobei für jedes Modul eine eigenständige Adresse ME1 bis ME_N zu verwenden ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ladegerät und mehrere Leistungsmodule bereitzustellen, wobei die Leistungsmodule ohne eine fest vorgegebene CAN_open-Knotennummer gleichwohl an dem Ladegerät individuell angesteuert werden können.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Ladegerät mit den Merkmalen aus Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden den Gegenstand der Unteransprüche.
Das Ladegerät ist vorgesehen und bestimmt, um mehrere, jeweils mit einer FeldbusSchnittstelle ausgestattete Leistungsmodule über einzelne Leistungsversorgungen elektrisch zu laden oder zu entladen. Die Feldbus-Schnittstellen der Leistungsmodule sind seriell an einen Feldbus angeschlossen, wobei jede FeldbusSchnittstelle eine vorbestimmte Anzahl von Ein- und Ausgangsleistungen besitzt. Der serielle Anschluss bedeutet hierbei, dass die Ausgangsleitungen eines Leistungsmoduls mit den Eingangsleitungen eines weiteren Leistungsmoduls verbunden sind. Jedes der Leistungsmodule ist dabei ausgebildet, dass zu einem an seinen Eingangsleitungen anliegenden, binär codierten Signal ein fester binärer Wert als binäres Offset addiert wird und die Summe aus der Addition an den Ausgangsleitungen des Leistungsmoduls anliegt. Ferner ist jedem Leistungsmodul eine eineindeutige Knotennummer zugeordnet, die sich aus einem Basiswert und der an seiner Eingangsleitung anliegenden Summe bestimmt. Zudem ist jedes der Leistungsmodule von dem Ladegerät über seine Knotennummer für einen individuellen Lade- und Entladevorgang ansteuerbar. Über die dynamische Zuweisung einer eineindeutigen Knotennummer ist es möglich, identische Leistungsmodule, die keine fest definierte Knotennummer besitzen oder deren feste Knotennummer gleich ist, als identische Bauteile gleichzeitig an einem Ladegerät zu laden und dennoch individuell anzusteuern. Die Nachteile einer fest vorgegebenen Knotennummer für die Leistungsmodule kann durch die Zuordnung von Summe und Offset als Knotennummer vermieden werden.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist den Leistungsmodulen ein Mastermodul zugeordnet, das an einem Ende der seriell angeordneten Leistungsmodule vorgesehen und dessen Ausgangsleitung mit den Eingangsleitungen eines der Leistungsmodule verbunden ist, wobei bevorzugt dem mit dem Mastermodul verbundenen Leistungsmodul der Basiswert als Knotennummer zugeordnet ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung besitzt das binäre Offset den Wert 1, hierdurch werden die Knotennummern fortlaufend bestimmt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung besitzt jedes der Leistungsmodule drei Eingangs- und drei Ausgangsleitungen. Mit Hilfe von drei Ausgangsleitungen können bis zu sieben verschiedene Knotennummern den Leistungsmodulen zugeordnet werden. Im Ergebnis bedeutet dies, dass auch das Ladegerät bis zu sieben identische Leistungsmodule individuell ansteuern kann. Die achte, mit drei Ausgangsleitungen codierte Adresse kann für das Mastermodul vorgesehen sein, das ebenfalls individuell ansteuerbar ist.
Bevorzugt kann jedes der Leistungsmodule für einen individuellen Lade- und Entladevorgang unabhängig von den anderen Leistungsmodulen angesteuert werden. Indem jedes der Leistungsmodule seine eigene elektrische Versorgung besitzt, kann auch die elektrische Versorgung über die Ansteuerung, unabhängig von den anderen Leistungsmodulen erfolgen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird anhand der einzigen Figur näher erläutert.
Das bei Ladegeräten für mehrere Leistungsmodule, insbesondere Hochfrequenzladegeräten, auftretende Problem besteht darin, die Leistungsmodule über die CAN-Kommunikation zur Laufzeit entsprechend anzusprechen. Über die vom CAN-Bus definierten Objektidentifier ist eine individuelle Ansprache der Leistungsmodule nicht möglich. Eine mögliche Abhilfe liegt bisher darin, für baugleiche Komponenten eine feste CAN_open-Knotennummer zu definieren. In einem System mit mehreren baugleichen Komponenten hat es sich als nachteilig herausgestellt, dass jede Komponente eine eigene Software erhalten muss und nicht für alle Komponenten die gleiche Software verwendet werden kann. Hierdurch ist auch die Austauschbarkeit der Komponenten untereinander eingeschränkt und Fehler können beim Zuweisen der jeweiligen Software zu einer Komponente auftreten.
Mit der Bereitstellung von drei Adressleitungen am Eingang sowie am Ausgang eines jeden Leistungsmoduls, welche durch eine Software ausgewertet und angesprochen werden können, kann eine fest definierte CAN_open-Knotennummer vermieden werden. Die Komponenten werden in Reihe geschaltet und die drei Adressausgänge einer Komponente werden mit den Adresseingängen einer nachfolgenden Komponente verbunden. Erkennt nun eine Komponente an den Adresseingängen einen Wert, werden die drei logischen Werte der Adressleitungen als Binärcodierung ausgewertet und dementsprechend diesen ein Wert zugeordnet, der im Dezimalsystem zwischen 0 und 7 liegt. Diesen so definierten Werten wird eine festdefinierte Zahl 10 als Basiswert addiert und bildet dann die CAN_open-Knotennummer der jeweiligen Komponente (mögliche Knotennummern sind dann 10 bis 17). Die Adressleitungen am Ausgang einer Komponente setzen in binärer Darstellung den Eingangswert mit einem binären Offset + 1 an und legen diesen somit an die Eingangsleitung der nachfolgenden Komponente an. Die erste der baugleichen Komponenten in jedem System wird von einem Master über drei Adressleitungen angesprochen und, wie in der Figur dargestellt, der Initialwert 000 an ihre Eingangsleitung angelegt.
In der beiliegenden Darstellung ist ein Master 10 zu Beginn der Leistungsmodule zu sehen, dessen Ausgangsleitungen 12 der Wert 000 anliegt. Die Ausgangsleitungen 12 sind jeweils mit drei Eingangsleitungen 14 eines Leistungsmoduls 1 16 verbunden. An dem Leistungsmodul 1 liegt somit binär der Code 000 an. Diesem wird auf den Ausgangsleitungen 18 eine logische 1, die für die nullte Potenz 2° steht, zugeordnet. Der so gewonnene Wert an den Ausgangsleitungen 18 liegt an den Eingangsleitungen des Leistungsmoduls 2 20 an. Hier wird in dem Leistungsmodul 2 20 erneut der Wert 1 addiert, so dass an dessen Ausgangsleitungen 22 der Wert 010 anliegt. Entscheidend für die Erfindung ist hierbei, dass Leistungsmodule 16 und 20 baugleich sind und dazu ausgestaltet sind, den logischen Wert 1 als Offset zu dem Eingangssignal zu addieren. Dieser Vorgang wiederholt sich an den Leistungsmodulen 24 und 26. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird zu dem jeweiligen Wert an den Ausgangsleitungen 18, 22 noch ein Basiswert 28 hinzu addiert. Der Basiswert 28 besitzt hier den Wert 10 im Dezimalsystem. Durch die Hinzunahme des Basiswerts entstehen die Knotennummern 30a bis 30d, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Werte 10, 11, 12 und 13 aufweisen. Über diese dynamisch zugeordneten Knotennummern können die entsprechenden Leistungsmodule individuell angesprochen und angesteuert werden, obwohl diese baugleich ausgestaltet sind und die gleiche Software besitzen.
Bezugszeichenliste

10: Master
12: Ausgangsleitung
14: Eingangsleitung
16: Leistungsmodul 1
18: Ausgangsleitung
20: Leistungsmodul 2
22: Ausgangsleitung
24: Leistungsmodul 3
26: Leistungsmodul 4
28: Basiswert
30a: Knotennummer
30b: Knotennummer
30c: Knotennummer
30d: Knotennummer

Claims

Ladegerät und mehrere jeweils mit einer Feldbusschnittstelle ausgestattete Leistungsmodule (16, 20, 24, 26), die über einzelne Leistungsversorgungen elektrisch mit dem Ladegerät ge- und entladen werden können, wobei die Leistungsmodule über ihre Feldbusschnittstellen seriell an einen Feldbus angeschlossen sind, und wobei jede Feldbusschnittstelle eine vorbestimmte Anzahl an Ein- und Ausgangsleitungen (14, 18, 22) besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass zu einem an den Eingangsleitungen (14) anliegenden binär codierten Signal ein fester binärer Wert als binäres Offset addiert wird und die Summe an den Ausgangsleitungen anliegt, jedem Leistungsmodul (16, 20, 24, 26) eine eineindeutige Knotennummer (30a, 30b, 30c, 30d) zugeordnet ist, die sich aus einem Basiswert (28) und der an seiner Eingangsleitung anliegenden Summe bestimmt und dass jedes der Leistungsmodule (16, 20, 24, 26) von dem Ladegerät über seine Knotennummer (30a, 30b, 30c, 30d) für einen individuellen Lade- und Entladevorgang ansteuerbar ist.
Ladegerät und mehrere Leistungsmodule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den Leistungsmodulen ein Mastermodul (10) zugeordnet ist, das an einem Ende der seriell angeordneten Leistungsmodule (16, 20, 24, 26) angeordnet ist und dessen Ausgangsleitungen (12) an den Eingangsleitungen des endseitigen Leistungsmoduls (16) anliegen, wobei dem mit dem Mastermodul (10) verbundenen Leistungsmodul (16) der Basiswert (28) als Knotennummer zugeordnet ist.
Ladegerät und mehrere Leistungsmodule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das binäre Offset den Wert „1“ besitzt und die Knotennummern fortlaufend durch nummeriert sind.
Ladegerät und mehrere Leistungsmodule nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Anzahl von Eingangs- und Ausgangsleitungen gleich drei ist.