DE102018124752A1 - Flurförderzeug - Google Patents

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Christian Czerkies
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Flurförderzeug umfassend eine Batterie und ein mit der Batterie verbundenes Batteriemanagementsystem, welches durch die Batterie mit Energie versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie mehrere Batteriestränge umfasst, die jeweils in Reihe miteinander verschaltete Batteriezellen aufweisen, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit, die dazu ausgebildet ist, einen oder mehrere der Batteriestränge wahlweise mit dem Batteriemanagementsystem zu verbinden oder von dem Batteriemanagementsystem zu trennen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Flurförderzeug umfassend eine Batterie und ein mit der Batterie verbundenes Batteriemanagementsystem, welches durch die Batterie mit Energie versorgt wird, wobei die Batterie mehrere Batteriestränge umfasst, die jeweils in Reihe miteinander verschaltete Batteriezellen aufweisen.
  • Das Flurförderzeug dient dem Transport von Lasten. Derartige Flurförderzeuge verfügen zumeist über einen Antriebsteil und einen Lastteil, wobei die Batterie mitsamt einem elektrischen Antrieb üblicherweise in dem Antriebsteil angeordnet ist, während der Lastteil Lasttragemittel umfasst. Beispielsweise kann es sich bei dem Flurförderzeug um einen Gabelstapler handeln, wobei das Lastteil dann insbesondere einen in der Höhe verstellbaren Hubmast mit Lastgabel aufweisen kann. Bei elektrisch angetriebenen Flurförderzeugen dient die Batterie insbesondere zur Energieversorgung des Antriebs und damit der Fortbewegung des Flurförderzeugs sowie gegebenenfalls der Hubbewegung des Mastes. Auch das Batteriemanagementsystem selbst wird über die Batterie mit Energie versorgt. Das Batteriemanagementsystem ist eine im Allgemeinen bekannte Steuerung zur Überwachung, Regelung und zum Schutz der Batteriezellen der Batterie. Insbesondere dient das Batteriemanagementsystem dem Erkennen und der Überwachung des Ladezustands der Batterie. Bei bekannten Batterien sind die Batteriezellen zumeist in sogenannten Batteriesträngen gruppiert und miteinander in Reihe verschaltet, wobei die einzelnen Batteriestränge wiederum parallel miteinander verschaltet sind.
  • Bei bekannten Flurförderzeugen versorgt sich das Batteriemanagementsystem üblicherweise aus dem Batteriestrang mit Energie, welcher die höchste Spannung aufweist. Dabei kann über Dioden ermittelt werden, aus welchem der Batteriestränge sich das Batteriemanagementsystem versorgt. Weisen einige oder alle der Batteriestränge ähnliche Spannungen auf, so kann aufgrund der üblicherweise gewählten Verschaltungsart zumeist keine zuverlässige Aussage darüber getroffen werden, aus welchen der Batteriestränge sich das Batteriemanagementsystem momentan versorgt. Dies hat mehrere Nachteile zur Folge. Zum einen wird aufgrund der Versorgung des Batteriemanagementsystems aus jeweils nur einem Batteriestrang dieser Batteriestrang dauerhaft stärker belastet, was zu einem schnelleren Versagen der Batteriezellen des Batteriestrangs führen kann. Zum anderen kann eine Ermittlung des Ladezustands nicht zuverlässig erfolgen, wenn nicht sicher ermittelt werden kann, aus welchem der Batteriestränge das Batteriemanagementsystem seine Energie bezieht.
  • Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Flurförderzeug bereitzustellen, dessen Batterie eine möglichst hohe Lebensdauer aufweist.
  • Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Flurförderzeug gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
  • Das erfindungsgemäße Flurförderzeug der eingangs genannten Art umfasst eine Steuereinheit, die dazu ausgebildet ist, einen oder mehrere der Batteriestränge wahlweise mit dem Batteriemanagementsystem zu verbinden oder von dem Batteriemanagementsystem zu trennen.
  • Wie eingangs erwähnt, umfasst die Batterie des Flurförderzeugs mehrere Batteriestränge aus insbesondere in Reihe miteinander verschalteten Batteriezellen. Die Batteriestränge wiederum können insbesondere parallel miteinander zu der Gesamtkapazität der Batterie verschaltet sein. Das Batteriemanagementsystem wird über die Batterie mit Energie versorgt. Die Batterie kann insbesondere zur Energieversorgung des Antriebs vorgesehen sein, wie ebenfalls bereits erwähnt. Im Gegensatz zu dem erläuterten Stand der Technik sind die Batteriestränge der Batterie jedoch nicht alle dauerhaft mit dem Batteriemanagementsystem verbunden, sondern mithilfe der erfindungsgemäßen Steuereinheit wahlweise mit dem Batteriemanagementsystem verbindbar. Die Steuereinheit kann also die Batteriestränge, insbesondere jeden der Batteriestränge, einzeln mit dem Batteriemanagementsystem verbinden oder wieder von diesem trennen. Über die Steuereinheit erfolgt somit erfindungsgemäß ein wahlweises Zuschalten einzelner Batteriestränge zu der Versorgung des Batteriemanagementsystems oder ein Abschalten einzelner Batteriestränge von der Versorgung des Batteriemanagementsystems. Mit anderen Worten können bei dem erfindungsgemäßen Flurförderzeug die Batteriestränge unabhängig voneinander mit dem Batteriemanagementsystem verbunden oder von diesem getrennt werden. Die Steuereinheit kann somit die Belastung der einzelnen Batteriestränge - und damit der innerhalb des jeweiligen Batteriestranges befindlichen Batteriezellen - steuern. Beispielsweise kann ein in der Vergangenheit bereits stark belasteter Batteriestrang durch die Steuereinheit von dem Batteriemanagementsystem und getrennt werden. Somit wird dieser zunächst nicht weiter belastet. Über die Steuereinheit kann folglich durch gezieltes Zu- und Abschalten der Batteriestränge eine gleichmäßige Belastung aller Batteriestränge erreicht werden. Unter einem Zuschalten eines Batteriestrangs ist vorliegend immer das Verbinden des Batteriestrangs mit dem Batteriemanagementsystem und unter Abschalten eines Batteriestrangs das Trennen des Batteriestrangs von dem Batteriemanagementsystem gemeint.
  • Zudem ist der Steuereinheit bekannt, aus welchem Batteriestrang sich das Batteriemanagementsystem mit Energie versorgt. Nämlich immer nur aus dem durch die Steuereinheit dem Batteriemanagementsystem zugeschalteten Batteriestrang oder den zugeschalteten Batteriesträngen. Somit kann der Ladezustand der einzelnen Batteriestränge und insbesondere der gesamten Batterie zuverlässiger ermittelt werden. Insbesondere bei nur einem mit dem Batteriemanagementsystem verbundenen Batteriestrang kann aus dem Versorgungsstrom und insbesondere der Versorgungsspannung des Batteriemanagementsystems der Ladezustand der mit dem Batteriemanagementsystem verbundenen Batteriestrangs zuverlässig ermittelt werden. Der Ladezustand der Batterie bzw. der einzelnen Batteriestränge kann über die Steuereinheit oder das Batteriemanagementsystem ermittelt werden. Insbesondere kann die Steuereinheit Teil des Batteriemanagementsystems sein. Die Steuereinheit kann beispielsweise einen Mikrokontroller mit Software umfassen. Insbesondere kann die Steuereinheit dazu ausgebildet sein, eine gegenseitige Beeinflussung der Batteriestränge zu verhindern. Beispielsweise kann hierfür in den von den Batteriesträngen zu dem Batteriemanagementsystem führenden Versorgungsleitungen jeweils eine Diode vorgesehen sein, die einen von einem der Batteriestränge zu einem anderen der Batteriestränge fließenden Ladestrom verhindert. Über die Steuereinheit kann insbesondere immer genau ein Batteriestrang mit dem Batteriemanagementsystem verbunden sein. Auch können mehrere, insbesondere alle, Batteriestränge gleichzeitig mit dem Batteriemanagementsystem über die Steuereinheit verbunden werden.
  • Nach einer Ausgestaltung ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, die Batteriestränge jeweils abhängig von ihren Ladezuständen wahlweise mit dem Batteriemanagementsystem zu verbinden oder von dem Batteriemanagementsystem zu trennen. Nach dieser Ausgestaltung schaltet die Steuereinheit die einzelnen Batteriestränge folglich abhängig von ihrem jeweiligen Ladezustand der Energieversorgung des Batteriemanagementsystems zu. So kann die Steuereinheit beispielsweise dazu ausgebildet sein, die Ladezustände der einzelnen Batteriestränge zu ermitteln und den Batteriestrang mit dem Batteriemanagementsystem zu verbinden, dessen Ladezustand am höchsten ist. Auch kann die Steuereinheit dazu ausgebildet sein, die Batteriestränge mit dem Batteriemanagementsystem zu verbinden, deren Ladezustände einen definierten Grenzwert überschreiten und die Batteriestränge von dem Batteriemanagementsystem zu trennen, deren Ladezustände diesen Grenzwert unterschreiten. Der Grenzwert kann beispielsweise bei 50% der Nominal- oder Maximalladung liegen. Durch das ladezustandsabhängige Verbinden und Trennen der Batteriestränge mit/von dem Batteriemanagementsystem kann die Steuereinheit ein gleichmäßiges Entladen der Batterie gewährleisten.
  • Nach einer Ausgestaltung ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, den Versorgungsstrom des Batteriemanagementsystems für eine Ermittlung des Ladezustands zu berücksichtigen. Die Steuereinheit ermittelt hierbei insbesondere den Ladezustand oder die Ladezustände des oder der mit dem Batteriemanagementsystem verbundenen Batteriestränge. Insbesondere kann die Steuereinheit die einzelnen Batteriestränge der Batterie nacheinander abwechselnd mit dem Batteriemanagementsystem verbinden, wobei die Steuereinheit oder das Batteriemanagementsystem aus den Ladezuständen der einzelnen Batteriestränge einen Ladezustand der gesamten Batterie ermitteln kann. Der Versorgungsstrom kann über ein Strommessgerät gemessen werden, wobei ein gemeinsames Strommessgerät für alle Batteriestränge oder für jeden der Batteriestränge ein einzelnes Strommessgerät vorgesehen sein kann. Beispielsweise kann jede der sich zwischen jeweils einem der Batteriestränge und dem Batteriemanagementsystem erstreckende Versorgungsleitung jeweils ein Strommessgerät aufweisen. Nach einer diesbezüglichen Ausgestaltung ist ein Strommessgerät in einer gemeinsamen, von den Batteriesträngen zu dem Batteriemanagementsystem führenden Versorgungsleitungen angeordnet. Es kann also insbesondere lediglich ein Strommessgerät vorgesehen sein, welches zur Ermittlung des Ladezustands des jeweils dem Batteriemanagementsystem zugeschalteten Batteriestrangs oder der jeweils zugeschalteten Batteriestränge dienen kann. Die bereits angesprochenen einzelnen Versorgungsleitungen der Batteriestränge können zu der gemeinsamen Versorgungsleitung zusammengeführt sein.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, zur Ermittlung des Ladezustands einen oder mehrere aus der folgenden Menge von Parametern zu berücksichtigen: Strangspannungen der Batteriestränge, Zellspannungen der Batteriezellen. Die Steuereinheit kann folglich insbesondere zusätzlich zu dem erwähnten Versorgungsstrom auch die Strangspannungen der jeweils zugeschalteten Batteriestränge und/oder die Zellspannungen der Batteriezellen der jeweils zugeschalteten Batteriestränge berücksichtigen. Eine Ermittlung des Ladezustands des jeweiligen Batteriestrangs bzw. der gesamten Batteriekapazität kann somit zuverlässiger erfolgen.
  • Nach einer Ausgestaltung ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, die Batteriestränge in Abhängigkeit von einem oder mehreren aus der folgenden Menge von Parametern mit dem Batteriemanagementsystem zu verbinden oder von den Batteriemanagementsystem zu trennen: Zeit, Strangspannungen der Batteriestränge, Zellspannungen der Batteriezellen. Die Steuereinheit kann die einzelnen Batteriestränge folglich abhängig von einem Zeitfaktor zuschalten bzw. abschalten. Beispielsweise kann als Zeitfaktor das Alter der Batteriezellen eines Batteriestrangs berücksichtigt werden, wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet sein kann, Batteriestränge mit jüngeren Batteriezellen der Versorgung des Batteriemanagementsystems eher zuzuschalten als Batteriestränge mit älteren Batteriezellen. Somit kann das Alter der Batteriezellen berücksichtigt und somit die Lebensdauer der Batterie erhöht werden. Auch kann eine zeitliche Steuerung darin liegen, dass die einzelnen Batteriestränge in einem gewissen zeitlichen Abstand zueinander alternierend der Versorgung des Batteriemanagementsystems zugeschaltet und abgeschaltet werden. So kann beispielsweise zunächst ein erster Batteriestrang durch die Steuereinheit mit dem Batteriemanagementsystem für eine bestimmte Zeitdauer verbunden werden, während die anderen Batteriestränge durch die Steuereinheit von dem Batteriemanagementsystem getrennt sind. Anschließend kann durch die Steuereinheit ein zweiter Batteriestrang mit dem Batteriemanagementsystem verbunden und der erste Batteriestrang von dem Batteriemanagementsystem getrennt werden. Nach Ablauf der definierten Zeitdauer kann wiederum der zweite Batteriestrang von dem Batteriemanagementsystem getrennt und ein dritter Batteriestrang mit dem Batteriemanagementsystem verbunden werden, wiederum für eine bestimmte Zeitdauer. Die Zeitdauer kann beispielsweise 10 Minuten betragen. Beispielsweise kann die Steuereinheit die Batteriestränge auch abhängig von dem Energiebedarf des Batteriemanagementsystems steuern. So kann in einer Hochlaufphase des Batteriemanagementsystems insbesondere eine Vielzahl von Batteriesträngen, insbesondere alle Batteriestränge, zur Versorgung des Batteriemanagementsystems zugeschaltet werden. Auch kann die Steuereinheit die Strangspannung der Batteriestränge oder die Zellspannungen der Batteriezellen der Batteriestränge berücksichtigen. Dies kann die Steuereinheit insbesondere auch zur Ermittlung des Ladezustands tun, wie oben erwähnt. Jedoch können diese Spannungen nach der vorliegenden Ausgestaltung auch ohne explizite Ermittlung des Ladezustands als Steuerparameter für das Zu- und Abschalten dienen.
  • Nach einer Ausgestaltung weisen zwischen den Batteriesträngen und dem Batteriemanagementsystem verlaufende Versorgungsleitungen jeweils einen Schalter auf, wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, die Schalter unabhängig voneinander anzusteuern. Über die Steuereinheit können mittels der Schalter die einzelnen Batteriestränge also zur Versorgung des Batteriemanagementsystems zugeschaltet oder abgeschaltet werden. Die Steuereinheit kann folglich über die Schalter das Verbinden oder Trennen der jeweiligen Batteriestränge mit dem Batteriemanagementsystem erreichen. Die Schalter können beispielsweise durch einen Transistor oder ein Relais o.ä. gebildet sein. Nach einer diesbezüglichen Ausgestaltung ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, anhand der an den Versorgungsleitungen anliegenden Versorgungsspannungen zu ermitteln, ob einer der Schalter defekt ist. Hierfür können mit der Steuereinheit verbundene Spannungsmessgeräte insbesondere an jeder einzelnen der Versorgungsleitungen die Spannung abgreifen. Aus der Versorgungsspannung einer der Versorgungsleitungen kann die Steuereinheit ermitteln, ob der zu dieser Versorgungsleitung gehörende Schalter defekt ist. Gibt die Steuereinheit dem Schalter beispielsweise den Befehl zu schließen, weist die zugehörige Versorgungsleitung jedoch keine Spannung auf, so dürfte der Schalter defekt sein.
  • Nach einer Ausgestaltung ist die Steuereinheit als Teil des Batteriemanagementsystems ausgebildet. Wie oben bereits erwähnt, kann das Batteriemanagementsystem also die Funktionalitäten der Steuereinheit umfassen.
  • Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Figuren erläutert. Es zeigen schematisch:
    • 1 eine Versorgungsschaltung für eine Batterie eines Flurförderzeugs gemäß einer ersten Ausgestaltung, und
    • 2 eine Versorgungsschaltung für eine Batterie eines Flurförderzeugs gemäß einer zweiten Ausgestaltung.
  • Soweit nichts anderes angegeben ist, bezeichnen im Folgenden gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände.
  • 1 zeigt eine Versorgungsschaltung zur Leistungsversorgung eines Flurförderzeugs gemäß einer ersten Ausgestaltung. Die Versorgungsschaltung umfasst eine Batterie 10 mit Batteriesträngen 12a bis 12d, zusammenfassend mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet, welche jeweils mehrere Batteriezellen 14 aufweisen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Batterie 10 vier Batteriestränge 12a bis 12d mit jeweils vier Batteriezellen. Dies ist jedoch rein schematisch zu verstehen. Die Batterie kann auch eine beliebige andere Anzahl an Batteriesträngen aufweisen, welche eine beliebige andere Anzahl an Batteriezellen aufweisen können. Über Schalter 16 können die einzelnen Batteriestränge 12a bis 12d wahlweise mit nicht dargestellten Verbrauchern, wie beispielsweise einem Antrieb des Flurförderzeugs, verbunden werden. Über Versorgungsleitungen 18 sind die einzelnen Batteriestränge 12 mit einem Batteriemanagementsystem 20 verbunden. Jede der Versorgungsleitungen 18 weist einen Schalter 22 auf, siehe Schalter 22a bis 22d. Zwischen ihrem Schalter 22 und dem Batteriemanagementsystem 20 weisen die Versorgungsleitungen 18 zudem jeweils eine Diode 24 auf. Zwischen den Dioden 24 und dem Batteriemanagementsystem 20 laufen die Versorgungsleitungen 18 zu einer gemeinsamen Versorgungsleitung 26 zusammen, welche zu dem Batteriemanagementsystem 20 führt und ein Strommessgerät 28 aufweist.
  • Erfindungsgemäß ist hierbei eine Steuereinheit 30 vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, die Batteriestränge 12a bis 12d wahlweise mit dem Batteriemanagementsystem 20 zu verbinden oder von diesem zu trennen. Hierzu ist die Steuereinheit 30 ausgebildet, die Schalter 22a bis 22d anzusteuern. Die Schalter können beispielsweise Transistoren oder Relais sein. Die Steuereinheit 30 kann die Schalter 22 unabhängig voneinander steuern, wobei das Einwirken der Steuereinheit 30 auf die Schalter 22 durch gestrichelte Pfeillinien dargestellt ist. So kann die Steuereinheit 30 beispielsweise durch Umlegen des Schalters 22a die Verbindung des Batteriestrangs 12a mit dem Batteriemanagementsystem 20 herstellen. Ebenso kann die Steuereinheit 30 durch Umlegen der weiteren Schalter 22b bis 22d jeweils die Verbindung der Batteriestränge 12b bis 12d mit dem Batteriemanagementsystem 20 herstellen. Es wird somit ein separates Zu- und Abschalten der einzelnen Batteriestränge 12 zu der Leistungsversorgung des Batteriemanagementsystems 20 ermöglicht. Somit kann jederzeit sicher bestimmt werden, aus welchen der Batteriestränge 12 sich das Batteriemanagementsystem speist. Dies führt wiederum dazu, dass ein Ladezustand des mit dem Batteriemanagementsystem verbunden Batteriestrangs sicher ermittelt werden kann, insbesondere wenn nur ein Batteriestrang mit dem Batteriemanagementsystem verbunden ist.
  • Der Ladezustand des jeweiligen zugeschalteten Batteriestrangs kann dabei u.a. aus dem über das Messgerät 28 ermittelten, durch die jeweilige Versorgungsleitung 18 zu dem Batteriemanagementsystem 20 fließenden Versorgungsstrom ermittelt werden. Dieser Versorgungsstrom kann über das Strommessgerät 28 ermittelt und durch die Steuereinheit 30 abgegriffen wird, wie durch die gestrichelte Pfeillinie dargestellt. Auch können für die Ermittlung des Ladezustands die an der jeweiligen zugeschalteten Versorgungsleitung 18 anliegende Spannung und/oder die Zellspannungen der Batteriezellen 14 berücksichtigt werden.
  • Das Schalten, also das wahlweise Verbinden oder Trennen der Batteriestränge mit bzw. von dem Batteriemanagementsystem, kann in Abhängigkeit von unterschiedlichen Systemparametern erfolgen, beispielsweise in Abhängigkeit von dem Ladezustand der Batteriestränge erfolgen. Sollte beispielsweise der Ladezustand des Batteriestrangs 12a größer sein als der Ladezustand der restlichen Batteriestränge 12b bis 12d, so kann eine Versorgung des Batteriemanagementsystems 20 insbesondere nur über den Batteriestrang 12a vorgesehen sein. Die Steuereinheit 30 kann hierfür den Schalter 22a schließen. Die Strangspannungen bzw. Zellspannungen können auch ohne vorherige Ermittlung des Ladezustands der Batteriestränge als Parameter für das Schalten dienen. Auch kann die Steuereinheit die unterschiedlichen Batteriestränge 12 durch Umlegen der Schalter 22 mit dem Batteriemanagementsystem 20 in Abhängigkeit, beispielsweise eines Zeitparameters oder in Abhängigkeit von dem momentanen Energiebedarf des Batteriemanagementsystems 20, durchführen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit 30 in einer Hochlaufphase des Batteriemanagementsystems 20 alle Batteriestränge 12 zur Versorgung des Batteriemanagementsystems 20 zuschaltet. Nach Ende der Hochlaufphase kann die Steuereinheit beispielsweise die Batteriestränge 12b bis 12d durch Öffnen der Schalter 22b bis 22d von dem Batteriemanagementsystem 20 trennen, so dass das Batteriemanagementsystem 20 nur noch über den Batteriestrang 12a mit Energie versorgt wird. Nach einer definierten Zeitspanne - beispielsweise von 10 Minuten - kann die Steuereinheit 30 schließlich den Schalter 22b schließen und den Schalter 22a öffnen, so dass eine Stromversorgung des Batteriemanagementsystems 20 lediglich über den Batteriestrang 12b erfolgt. Entsprechend können auch die weiteren Batteriestränge 12 alternierend geschaltet werden, insbesondere können alle Batteriestränge somit alternierend mehrfach durchgeschaltet werden. Somit wird gewährleistet, dass die Batteriestränge 12 allesamt gleichmäßig zur Energieversorgung beitragen. Die Batteriezellen 14 der einzelnen Batteriestränge 12 werden gleichmäßig entladen und es tritt keine übermäßig starke Belastung einzelner Batteriestränge auf.
  • Die Dioden 24 verhindern, für den Fall dass mehrere Batteriesträngen 12 gleichzeitig in Verbindung mit dem Batteriemanagementsystem 20 stehen, das Fließen ungewollter Ausgleichsströme zwischen den Batteriesträngen 12.
  • Die Ausgestaltung in 2 unterscheidet sich von der Ausgestaltung aus 1 lediglich darin, dass zwischen den Schaltern 22 und den Dioden 24 in jeder der Versorgungsleitungen 18 jeweils ein Spannungsmessgerät 32 vorgesehen ist. Durch Auslesen der Spannungswerte kann die Steuereinheit 30 ermitteln, ob einer der Schalter 22 defekt ist. Sollte beispielsweise einer der Schalter 22 aufgrund der Ansteuerung durch die Steuereinheit 30 geschlossen sein, ermittelt das zugehörige Spannungsmessgerät 32 jedoch keinen Spannungswert, so kann hieraus auf einen defekten Schalter geschlossen werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Batterie
    12
    Batteriestränge
    12a - 12d
    Batteriestränge
    14
    Batteriezellen
    16
    Schalter
    18
    Versorgungsleitungen
    20
    Batteriemanagementsystem
    22
    Schalter
    22a - 22d
    Schalter
    24
    Dioden
    26
    gemeinsame Versorgungsleitung
    28
    Strommessgerät
    30
    Steuereinheit
    32
    Spannungsmessgeräte

Claims (9)

  1. Flurförderzeug umfassend eine Batterie (10) und ein mit der Batterie (10) verbundenes Batteriemanagementsystem (20), welches durch die Batterie (10) mit Energie versorgt wird, wobei die Batterie (10) mehrere Batteriestränge (12a - 12d) umfasst, die jeweils in Reihe miteinander verschaltete Batteriezellen (14) aufweisen, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (30), die dazu ausgebildet ist, einen oder mehrere der Batteriestränge (12a - 12d) wahlweise mit dem Batteriemanagementsystem (20) zu verbinden oder von dem Batteriemanagementsystem (20) zu trennen.
  2. Flurförderzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) dazu ausgebildet ist, die Batteriestränge (12a - 12d) jeweils abhängig von ihren Ladezuständen wahlweise mit dem Batteriemanagementsystem (20) zu verbinden oder von dem Batteriemanagementsystem (20) zu trennen.
  3. Flurförderzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) dazu ausgebildet ist, den Versorgungsstrom des Batteriemanagementsystems (20) für eine Ermittlung des Ladezustands zu berücksichtigen.
  4. Flurförderzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strommessgerät (28) in einer gemeinsamen, von den Batteriesträngen (12a - 12d) zu dem Batteriemanagementsystem (20) führenden Versorgungsleitung (26) angeordnet ist.
  5. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) dazu ausgebildet ist, zur Ermittlung des Ladezustands einen oder mehrere aus der folgenden Menge von Parametern zu berücksichtigen: Strangspannungen der Batteriestränge (12a - 12d), Zellspannungen der Batteriezellen (14).
  6. Flurförderzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) dazu ausgebildet ist, die Batteriestränge (12a - 12d) in Abhängigkeit von einem oder mehreren aus der folgenden Menge von Parametern mit dem Batteriemanagementsystem (20) zu verbinden oder von dem Batteriemanagementsystem (20) zu trennen: Zeit, Energiebedarf des Batteriemanagementsystems (20), Strangspannungen der Batteriestränge (12a - 12d), Zellspannungen der Batteriezellen (14).
  7. Flurförderzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Batteriesträngen (12a - 12d) und dem Batteriemanagementsystem (20) verlaufende Versorgungsleitungen (18) jeweils einen Schalter (22a - 22d) aufweisen, wobei die Steuereinheit (30) dazu ausgebildet ist, die Schalter (22a - 22d) unabhängig voneinander anzusteuern.
  8. Flurförderzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) dazu ausgebildet ist, anhand der an den Versorgungsleitungen (18, 26) anliegenden Versorgungsspannungen zu ermitteln, ob einer der Schalter (22a - 22d) defekt ist.
  9. Flurförderzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) als Teil des Batteriemanagementsystems (20) ausgebildet ist.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018124752A1 (de) * 2018-10-08 2020-04-09 Jungheinrich Ag Flurförderzeug

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120043819A1 (en) * 2010-08-20 2012-02-23 Jin-Wook Kang Power storage system, method of controlling the same, and computer readable recording medium storing a program for executing the method
EP3103182B1 (de) * 2014-03-11 2018-04-11 Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der Angewand Vorrichtung und verfahren zum beschalten eines batteriemanagementsystems

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9350187B2 (en) * 2012-01-09 2016-05-24 Johnson Controls Technology Llc Pre-charging vehicle bus using parallel battery packs
CN102709981A (zh) * 2012-06-07 2012-10-03 广州益维电动汽车有限公司 一种串联锂离子电池组能量无损均衡充电装置
CN102969755B (zh) * 2012-11-06 2015-03-04 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 电池组智能管理电路及电池组智能管理系统
US10106038B2 (en) * 2012-12-28 2018-10-23 Johnson Controls Technology Company Dual function battery system and method
DE102013003122A1 (de) * 2013-02-12 2014-11-27 Jungheinrich Aktiengesellschaft Akkumulator mit einer Vielzahl von Batteriezellen sowie Verfahren zum Betrieb eines solchen
US9457743B2 (en) * 2013-09-06 2016-10-04 Johnson Controls Technology Company Battery terminal post system and method of manufacture
CN103532203B (zh) * 2013-10-30 2016-04-20 薛可扬 一种电池组应用节点及矩阵电池管理系统与实现方法
DE102013021637A1 (de) * 2013-12-18 2014-07-24 Daimler Ag Batteriesystem, Betriebsverfahren für das Batteriesystem und elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug
US9559536B2 (en) * 2014-04-30 2017-01-31 Johnson Controls Technology Company State of charge indicator method and system
DE102018124752A1 (de) * 2018-10-08 2020-04-09 Jungheinrich Ag Flurförderzeug

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120043819A1 (en) * 2010-08-20 2012-02-23 Jin-Wook Kang Power storage system, method of controlling the same, and computer readable recording medium storing a program for executing the method
EP3103182B1 (de) * 2014-03-11 2018-04-11 Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der Angewand Vorrichtung und verfahren zum beschalten eines batteriemanagementsystems

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