DE102018209502A1 - Method and control unit for charging an electrical energy store - Google Patents

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Friedrich-Thomas Heitmann
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Abstract

Es wird eine Steuereinheit (113, 123) zur Steuerung eines Ladevorgangs eines elektrischen Energiespeichers (122) beschrieben. Die Steuereinheit (113, 123) ist eingerichtet, einen in den Energiespeicher (122) fließenden Ladestrom und/oder eine an Polen des Energiespeichers (122) anliegende Ladespannung mit einem Modulationsverlauf (301, 302, 303, 304, 305) zu überlagern, um einen modulierten Ladestrom und/oder eine modulierte Ladespannung bereitzustellen. Des Weiteren ist die Steuereinheit (113, 123) eingerichtet, den elektrischen Energiespeicher (122) mit dem modulierten Ladestrom und/oder mit der modulierten Ladespannung zu laden.A control unit (113, 123) for controlling a charging process of an electrical energy store (122) is described. The control unit (113, 123) is set up to superimpose a charging current flowing into the energy store (122) and / or a charging voltage applied to poles of the energy store (122) with a modulation curve (301, 302, 303, 304, 305) to provide a modulated charging current and / or a modulated charging voltage. The control unit (113, 123) is also set up to charge the electrical energy store (122) with the modulated charging current and / or with the modulated charging voltage.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Steuereinheit zur Steuerung der elektrischen Ladeleistung während eines Ladevorgangs eines elektrischen Energiespeichers.The invention relates to a method and a corresponding control unit for controlling the electrical charging power during a charging process of an electrical energy store.

Fahrzeuge mit Elektroantrieb (insbesondere Elektrofahrzeuge oder Plugin-Hybrid Fahrzeuge) umfassen elektrische Energiespeicher (z.B. elektrochemische Batterien), die an einer Ladestation aufgeladen werden können. Zum Aufladen der elektrischen Energiespeicher solcher Elektro- und/oder Hybrid-Fahrzeuge existieren verschiedene konduktive, d.h. kabelgebundene, und/oder induktive Ladetechnologien. Dabei nimmt der Ladevorgang eines elektrischen Energiespeichers typischerweise einen relativ langen Zeitraum in Anspruch. Des Weiteren kann meist nicht gewährleistet werden, dass der Energiespeicher im Anschluss an einen Ladevorgang die maximal mögliche elektrische Energiemenge aufgenommen hat. Ferner kann durch einen Ladevorgang die Lebensdauer eines Energiespeichers beeinträchtigt werden.Vehicles with an electric drive (in particular electric vehicles or plug-in hybrid vehicles) include electrical energy storage devices (e.g. electrochemical batteries) that can be charged at a charging station. There are various conductive, i.e., conductive, batteries for charging the electrical energy stores of such electric and / or hybrid vehicles. wired and / or inductive charging technologies. The charging process of an electrical energy store typically takes a relatively long time. Furthermore, it can usually not be guaranteed that the energy store has absorbed the maximum possible amount of electrical energy after a charging process. Furthermore, the service life of an energy store can be impaired by a charging process.

Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, ein Verfahren und eine Steuereinheit für das (konduktive und/oder induktive) Laden eines elektrischen Energiespeichers bereitzustellen, durch die die Lebensdauer des Energiespeichers erhöht, die Energieaufnahme des Energiespeichers erhöht und/oder die Dauer eines Ladevorgangs reduziert werden.The present document deals with the technical problem of providing a method and a control unit for the (conductive and / or inductive) charging of an electrical energy store, by means of which the service life of the energy store is increased, the energy consumption of the energy store is increased and / or the duration of a charging process be reduced.

Die Aufgabe wird jeweils durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.The task is solved in each case by the independent claims. Advantageous embodiments include described in the dependent claims. It is pointed out that additional features of a claim dependent on an independent claim without the features of the independent claim or only in combination with a subset of the features of the independent claim can form a separate invention that is independent of the combination of all features of the independent claim can be made the subject of an independent claim, a divisional application or a late application. This applies in the same way to the technical teachings described in the description, which can form an invention that is independent of the features of the independent claims.

Gemäß einem Aspekt wird eine Steuereinheit zur Steuerung eines Ladevorgangs eines elektrischen Energiespeichers beschrieben. Die Steuereinheit kann Teil einer Ladestation und/oder einer den Energiespeicher umfassenden Vorrichtung sein. Der Energiespeicher kann insbesondere Teil eines (Straßen-) Kraftfahrzeugs sein. Des Weiteren kann der Energiespeicher eingerichtet sein, elektrische Energie zum Betrieb eines elektrischen Antriebsmotors des Fahrzeugs bereitzustellen. Bei dem Ladevorgang kann es sich um einen kabelgebundenen Ladevorgang (z.B. AC Laden oder DC Laden) oder um einen induktiven Ladevorgang handeln.According to one aspect, a control unit for controlling a charging process of an electrical energy store is described. The control unit can be part of a charging station and / or a device comprising the energy store. The energy store can in particular be part of a (road) motor vehicle. Furthermore, the energy store can be set up to provide electrical energy for operating an electrical drive motor of the vehicle. The charging process can be a wired charging process (e.g. AC charging or DC charging) or an inductive charging process.

Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, einen in den Energiespeicher fließenden Ladestrom und/oder eine an Polen des Energiespeichers anliegende Ladespannung mit einem Modulationsverlauf zu überlagern, um einen modulierten Ladestrom und/oder eine modulierte Ladespannung bereitzustellen. Es können somit ein zeitlicher Verlauf des Ladestroms und/oder der Ladespannung für einen Ladevorgang bereitgestellt werden, die gemäß einem bestimmten Modulationsverlauf moduliert wurden bzw. werden. Der modulierte Ladestrom und/oder die modulierte Ladespannung weichen dabei von einem zeitlich konstanten Verlauf ab. Dennoch sind sowohl der Ladestrom als auch der modulierte Ladestrom typischerweise Gleichströme. Es erfolgt somit während eines Ladevorgangs typischerweise nur ein Laden (und kein Entladen) des Energiespeichers. Des Weiteren sind typischerweise sowohl die Ladespannung als auch die modulierte Ladespannung Gleichspannungen. Dabei ist die Ladespannung typischerweise stets höher als eine aktuelle Leerlaufspannung an den Polen des Energiespeichers.The control unit can be set up to superimpose a modulation curve on a charging current flowing into the energy store and / or a charging voltage applied to poles of the energy store in order to provide a modulated charging current and / or a modulated charging voltage. A time profile of the charging current and / or the charging voltage for a charging process can thus be provided, which have been or are modulated according to a specific modulation profile. The modulated charging current and / or the modulated charging voltage deviate from a constant course over time. Nevertheless, both the charging current and the modulated charging current are typically direct currents. Thus, typically only one charge (and no discharge) of the energy store takes place during a charging process. Furthermore, both the charging voltage and the modulated charging voltage are typically DC voltages. The charging voltage is typically always higher than a current open circuit voltage at the poles of the energy store.

Der Modulationsverlauf kann ausgebildet sein, während eines Ladevorgangs eine wiederholte positive und/oder negative Abweichung des Ladestroms und/oder der Ladespannung von einem Mittelwert des Ladestroms und/oder der Ladespannung zu bewirken (insbesondere eine Abweichung um 10%, 20% oder mehr von dem Mittelwert). Der Mittelwert kann dem im Wesentlichen konstanten Wert des (nicht-modulierten) Ladestroms bzw. der (nicht-modulierten) Ladespannung entsprechen. Es können somit deterministische, geplante, signifikante positive und/oder negative Abweichungen des Ladestroms und/oder der Ladespannung verursacht werden.The modulation curve can be designed to cause a repeated positive and / or negative deviation of the charging current and / or the charging voltage from a mean value of the charging current and / or the charging voltage during a charging process (in particular a deviation of 10%, 20% or more from that Average). The mean value can correspond to the substantially constant value of the (non-modulated) charging current or the (non-modulated) charging voltage. Deterministic, planned, significant positive and / or negative deviations of the charging current and / or the charging voltage can thus be caused.

Alternativ oder ergänzend kann der Modulationsverlauf ausgebildet sein, während eines Ladevorgangs mindestens 5, 10 oder mehr Male eine positive und/oder negative Abweichung des Ladestroms und/oder der Ladespannung von dem Mittelwert des Ladestroms und/oder der Ladespannung zu bewirken.Alternatively or additionally, the modulation curve can be designed to cause a positive and / or negative deviation of the charging current and / or the charging voltage from the mean value of the charging current and / or the charging voltage at least 5, 10 or more times during a charging process.

Der Modulationsverlauf kann somit derart ausgebildet sein, dass der modulierte Ladestrom und/oder die modulierte Ladespannung an einer Vielzahl von Zeitpunkten während eines Ladevorgangs positive und/oder negative Abweichungen aufweist. Die Zeitpunkte, die Amplituden und/oder der lokale zeitliche Verlauf der Abweichungen sind dabei bevorzugt in deterministischer Weise durch den Modulationsverlauf festgelegt, so dass auch bei mehreren Ladevorgängen im Wesentlichen die gleichen modulierten Ladeströme und/oder modulierten Ladespannungen bereitgestellt werden können.The modulation curve can thus be designed such that the modulated charging current and / or the modulated charging voltage exhibits positive and / or negative deviations at a large number of times during a charging process. The times, the amplitudes and / or the local temporal course of the deviations are preferably determined in a deterministic manner by the modulation course, so that even with several Charging processes essentially the same modulated charging currents and / or modulated charging voltages can be provided.

Der Modulationsverlauf kann insbesondere umfassen: eine ein- oder mehrfrequente harmonische Schwingung (mit jeweils einer bestimmten Amplitude und/oder Frequenz); eine Mehrzahl von Impulsen (mit jeweils einer bestimmten zeitlichen Positionierung, einer bestimmten Impulsform und/oder einer bestimmten Amplitude); eine zufällige und/oder stochastische Oszillation; und/oder einen auf einem Audiosignal, insbesondere einem Sprach- und/oder Musiksignal, basierenden Verlauf. Der Modulationsverlauf kann auch aus der Überlagerung einzelner bzw. aller der genannten Formen bestehen, bzw. der Modulationsverlauf kann eine Überlagerung von zwei oder mehr der o.g. Formen umfassen.The modulation curve can in particular comprise: a single- or multi-frequency harmonic oscillation (each with a certain amplitude and / or frequency); a plurality of pulses (each with a specific temporal positioning, a specific pulse shape and / or a specific amplitude); a random and / or stochastic oscillation; and / or a course based on an audio signal, in particular a speech and / or music signal. The modulation course can also consist of the superposition of individual or all of the forms mentioned, or the modulation course can be a superposition of two or more of the above. Include shapes.

Der Modulationsverlauf kann einen Startverlauf umfassen, mit dem der Ladestrom und/oder die Ladespannung zu Beginn des Ladevorgangs überlagert werden. Des Weiteren kann der Modulationsverlauf einen Endverlauf umfassen, mit dem der Ladestrom und/oder die Ladespannung am Ende des Ladevorgangs überlagert werden. Alternativ oder ergänzend kann der Modulationsverlauf einen Hauptverlauf umfassen, mit dem der Ladestrom und/oder die Ladespannung während eines Großteils einer Dauer des Ladevorgangs, insbesondere 60%, 80%, 90% oder mehr der Dauer des Ladevorgangs, überlagert werden. Die in diesem Dokument beschriebene Überlagerung kann insbesondere während der zuletzt genannten Hauptphase eines Ladevorgangs erfolgen.The modulation curve can include a start curve with which the charging current and / or the charging voltage are superimposed at the beginning of the charging process. Furthermore, the modulation curve can include an end curve with which the charging current and / or the charging voltage are superimposed at the end of the charging process. As an alternative or in addition, the modulation curve can include a main curve with which the charging current and / or the charging voltage are superimposed over a large part of the duration of the charging process, in particular 60%, 80%, 90% or more of the duration of the charging process. The overlay described in this document can take place in particular during the last-mentioned main phase of a charging process.

Der Modulationsverlauf ist bevorzugt derart ausgebildet, dass der modulierte Ladestrom und/oder die modulierte Ladespannung ein kontinuierliches und/oder zeitlich durchgängiges Laden des Energiespeichers bewirken (während des gesamten Ladevorgangs). Mit anderen Worten, die Modulation des Ladestroms und/oder der Ladespannung kann derart erfolgen, dass während des gesamten Ladevorgangs ein positiver Ladestrom (größer als Null) in den Energiespeicher hineinfließt. Des Weiteren wird durch die Modulation bevorzugt ein zwischenzeitliches Entladen des Energiespeichers vermieden. So kann die Ladedauer eines Ladevorgangs reduziert werden.The modulation curve is preferably designed in such a way that the modulated charging current and / or the modulated charging voltage bring about a continuous and / or continuous charging of the energy store (during the entire charging process). In other words, the modulation of the charging current and / or the charging voltage can take place in such a way that a positive charging current (greater than zero) flows into the energy store during the entire charging process. Furthermore, the modulation preferably prevents the energy store from being temporarily discharged. In this way, the charging time of a charging process can be reduced.

Die Steuereinheit ist ferner eingerichtet, den elektrischen Energiespeicher mit dem modulierten Ladestrom und/oder mit der modulierten Ladespannung zu laden. Durch die Verwendung eines in deterministischer Weise modulierten Ladestroms und/oder einer in deterministischer Weise modulierten Ladespannung kann in zuverlässiger Weise eine bestimmte Zielfunktion für einen Energiespeicher optimiert werden. Dabei kann die Zielfunktion insbesondere darauf ausgelegt sein, die Lebensdauer von Energiespeichern zu erhöhen (bzw. die Belastung von Energiespeichern zu reduzieren), die Ladedauer von Ladevorgängen zu reduzieren und/oder die Energieaufnahme von Energiespeichern zu erhöhen.The control unit is also set up to charge the electrical energy store with the modulated charging current and / or with the modulated charging voltage. By using a charging current modulated in a deterministic manner and / or a charging voltage modulated in a deterministic manner, a specific target function for an energy store can be optimized in a reliable manner. The target function can in particular be designed to increase the lifespan of energy stores (or to reduce the load on energy stores), to reduce the charging time of charging processes and / or to increase the energy consumption of energy stores.

Der Modulationsverlauf kann derart im Vorfeld des Ladevorgangs bestimmt worden sein, dass durch den modulierten Ladestrom und/oder die modulierte Ladespannung eine Zielfunktion für Energiespeicher des gleichen Speichertyps statistisch verbessert, insbesondere optimiert, wird bzw. wurde. Im Vorfeld können anhand von Test-Energiespeichern des gleichen Speichertyps unterschiedliche Modulationsverläufe in Bezug auf die Zielfunktion überprüft worden sein. Es kann der Modulationsverlauf ausgewählt worden sein, durch den ein Wert der Zielfunktion verbessert, insbesondere optimiert, wird bzw. wurde. Der derart optimierte Modulationsverlauf kann dann im Nutzbetrieb bei einem Ladevorgang eines Energiespeichers des gleichen Speichertyps verwendet werden, um einen optimierten Ladevorgang zu ermöglichen.The modulation curve can have been determined in advance of the charging process in such a way that the modulated charging current and / or the modulated charging voltage statistically improves, in particular optimizes, a target function for energy stores of the same storage type. Different modulation profiles with respect to the target function could have been checked beforehand using test energy stores of the same storage type. The modulation curve can be selected by which a value of the objective function is improved, in particular optimized, or has been. The modulation curve optimized in this way can then be used in commercial operation during a charging process of an energy store of the same storage type in order to enable an optimized charging process.

Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, einen Typ des Energiespeichers aus einer Vielzahl von möglichen Typen von Energiespeichern zu ermitteln. Mit anderen Worten, es kann ermittelt werden, welchen Speichertyp ein zu ladender Energiespeicher aufweist. Der Modulationsverlauf kann dann in Abhängigkeit von dem ermittelten Typ des Energiespeichers bestimmt werden. Insbesondere kann die Steuereinheit eingerichtet sein, den Modulationsverlauf für den Ladevorgang des Energiespeichers in Abhängigkeit von dem ermittelten Typ des Energiespeichers aus einer Vielzahl von Modulationsverläufen für die entsprechende Vielzahl von möglichen Typen von Energiespeichern auszuwählen. Zu diesem Zweck können im Vorfeld für die unterschiedlichen Typen von Energiespeichern jeweils optimierte Modulationsverläufe ermittelt worden sein (z.B. anhand des in diesem Dokument beschriebenen Verfahrens). So kann der Ladevorgang für einen Energiespeicher weiter optimiert werden.The control unit can be set up to determine a type of energy store from a large number of possible types of energy store. In other words, it can be determined which type of storage an energy store to be charged has. The course of the modulation can then be determined as a function of the determined type of energy store. In particular, the control unit can be set up to select the modulation curve for the charging process of the energy store as a function of the determined type of energy store from a large number of modulation curves for the corresponding large number of possible types of energy stores. For this purpose, optimized modulation profiles can be determined in advance for the different types of energy storage (e.g. using the method described in this document). In this way, the charging process for an energy store can be further optimized.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Steuerung eines Ladevorgangs eines elektrischen Energiespeichers beschrieben. Das Verfahren kann durch die Steuereinheit einer Ladestation und/oder durch die Steuereinheit einer den Energiespeicher umfassenden Vorrichtung (insbesondere eines Fahrzeugs) ausgeführt werden.According to a further aspect, a method for controlling a charging process of an electrical energy store is described. The method can be carried out by the control unit of a charging station and / or by the control unit of a device (in particular a vehicle) comprising the energy store.

Das Verfahren umfasst das Überlagern eines in den Energiespeicher fließenden Ladestroms und/oder einer an Polen des Energiespeichers anliegenden Ladespannung mit einem Modulationsverlauf, um einen modulierten Ladestrom und/oder eine modulierte Ladespannung bereitzustellen. Ferner umfasst das Verfahren das Laden des elektrischen Energiespeichers mit dem modulierten Ladestrom und/oder der modulierten Ladespannung.The method comprises superimposing a charging current flowing into the energy store and / or a charging voltage applied to poles of the energy store with a modulation curve in order to provide a modulated charging current and / or a modulated charging voltage. The method further includes charging the electrical Energy storage with the modulated charging current and / or the modulated charging voltage.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Ermittlung eines Modulationsverlaufs zur Generierung eines modulierten Ladestroms und/oder einer modulierten Ladespannung für einen Ladevorgang zum Laden eines Energiespeichers beschrieben. Das Verfahren kann im Vorfeld zu dem Nutzbetrieb eines Energiespeichers ausgeführt werden, um einen für den Nutzbetrieb optimierten Modulationsverlauf bereitzustellen.According to a further aspect, a method for determining a modulation curve for generating a modulated charging current and / or a modulated charging voltage for a charging process for charging an energy store is described. The method can be carried out in advance of the useful operation of an energy store in order to provide a modulation curve that is optimized for the useful operation.

Das Verfahren umfasst das Überlagern eines in einen Test-Energiespeicher fließenden Ladestroms und/oder einer an Polen des Test-Energiespeichers anliegenden Ladespannung mit einem Modulationsverlauf, um einen modulierten Ladestrom und/oder eine modulierte Ladespannung bereitzustellen. Außerdem umfasst das Verfahren das Durchführen einer Vielzahl von Ladevorgängen des Test-Energiespeichers mit dem modulierten Ladestrom und/oder mit der modulierten Ladespannung.The method comprises superimposing a charging current flowing into a test energy store and / or a charging voltage applied to poles of the test energy store with a modulation curve in order to provide a modulated charging current and / or a modulated charging voltage. In addition, the method comprises carrying out a plurality of charging processes of the test energy store with the modulated charging current and / or with the modulated charging voltage.

Des Weiteren umfasst das Verfahren das Ermitteln eines Testwertes einer Zielfunktion nach Durchführen der Vielzahl von Ladevorgängen. Dabei kann die Zielfunktion von der Alterung bzw. der Belastung des Test-Energiespeichers aufgrund der Vielzahl von Ladevorgängen, von der Ladedauer der Vielzahl von Ladevorgängen und/oder von der (kumulierten) Energieaufnahme des Test-Energiespeichers im Rahmen der Vielzahl von Ladevorgängen abhängen.Furthermore, the method comprises determining a test value of a target function after performing the plurality of charging processes. The target function can depend on the aging or the load on the test energy store due to the large number of charging processes, on the charging duration of the large number of charging processes and / or on the (accumulated) energy consumption of the test energy storage device in the context of the large number of charging processes.

Außerdem umfasst das Verfahren das Ermitteln von Testwerten der Zielfunktion für eine Vielzahl von unterschiedlichen Modulationsverläufen. Dabei können für jeden der unterschiedlichen Modulationsverläufe unterschiedliche Test-Energiespeicher des gleichen Speichertyps verwendet werden. Es kann dann auf Basis der ermittelten Testwerte der Zielfunktion ein Modulationsverlauf der Vielzahl von unterschiedlichen Modulationsverläufen ausgewählt werden. Insbesondere kann der Modulationsverlauf ausgewählt werden, durch den der Wert der Zielfunktion optimiert wird. So kann in zuverlässiger und effizienter Weise ein optimierter Modulationsverlauf für den Nutzbetrieb eines Energiespeichers des gleichen Speichertyps bereitgestellt werden.The method also includes determining test values of the target function for a large number of different modulation profiles. Different test energy stores of the same storage type can be used for each of the different modulation profiles. A modulation curve of the multitude of different modulation curves can then be selected on the basis of the determined test values of the target function. In particular, the modulation curve can be selected by which the value of the target function is optimized. In this way, an optimized modulation curve for the useful operation of an energy store of the same storage type can be provided in a reliable and efficient manner.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Straßenkraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit umfasst.According to a further aspect, a road motor vehicle (in particular a passenger car or a truck or a bus) is described which comprises the control unit described in this document.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Ladestation zum Laden eines Energiespeichers beschrieben, die die in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit umfasst.According to a further aspect, a charging station for charging an energy store is described, which comprises the control unit described in this document.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch eines der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren auszuführen.According to a further aspect, a software (SW) program is described. The SW program can be set up to run on a processor and thereby perform one of the methods described in this document.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch eines der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren auszuführen.According to a further aspect, a storage medium is described. The storage medium can comprise a software program which is set up to be executed on a processor and thereby to carry out one of the methods described in this document.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.It should be noted that the methods, devices and systems described in this document can be used both alone and in combination with other methods, devices and systems described in this document. Furthermore, any aspect of the methods, devices and systems described in this document can be combined with one another in a variety of ways. In particular, the features of the claims can be combined with one another in a variety of ways.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

  • 1 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Ladesystems;
  • 2a bis 2f beispielhafte Verläufe für die Anfangsphase bzw. die Endphase eines Ladevorgangs;
  • 3a bis 3e beispielhafte Modulationsverläufe für einen Ladevorgang;
  • 4 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Steuerung eines Ladevorgangs; und
  • 5 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Ermittlung eines Modulationsverlaufs für einen Ladevorgang.
The invention is described in more detail below on the basis of exemplary embodiments. Show
  • 1 a block diagram of an exemplary charging system;
  • 2a to 2f exemplary courses for the initial phase or the final phase of a charging process;
  • 3a to 3e exemplary modulation curves for a charging process;
  • 4 a flow diagram of an exemplary method for controlling a charging process; and
  • 5 a flowchart of an exemplary method for determining a modulation curve for a charging process.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Durchführung eines Ladevorgangs eines elektrischen Energiespeichers, so dass die Lebensdauer des Energiespeichers erhöht, die Energieaufnahme des Energiespeichers erhöht und/oder die Dauer des Ladevorgangs reduziert werden.As stated at the outset, the present document is concerned with carrying out a charging process for an electrical energy store, so that the service life of the energy store is increased, the energy consumption of the energy store is increased and / or the duration of the charging process is reduced.

In diesem Zusammenhang zeigt 1 ein Blockdiagram eines beispielhaften Ladesystems 100 mit einer Ladestation 110 und einem Fahrzeug 120. Das Fahrzeug 120 umfasst einen elektrischen Energiespeicher 122, der mit elektrischer Energie aus der Ladestation 110 aufgeladen werden kann. Das Fahrzeug 120 umfasst eine Ladedose 121 an der ein entsprechender Stecker 111 eines Ladekabels 112 angesteckt werden kann. Die Ladedose 121 und der Stecker 111 bilden ein Stecksystem. Das Ladekabel 112 kann fest mit der Ladestation 110 verbunden sein (wie dargestellt). Andererseits kann das Ladekabel 112 über eine Steckverbindung mit der Ladestation 110 verbunden sein (z.B. beim sogenannten AC-Laden).In this context shows 1 a block diagram of an exemplary charging system 100 with a charging station 110 and a vehicle 120 , The vehicle 120 includes an electric energy storage 122 with electrical energy from the charging station 110 can be charged. The vehicle 120 includes a charging socket 121 on the corresponding plug 111 a charging cable 112 can be infected. The charging socket 121 and the plug 111 form a plug-in system. The charging cable 112 can be fixed with the charging station 110 be connected (as shown). On the other hand, the charging cable 112 via a plug connection with the charging station 110 be connected (e.g. with so-called AC charging).

Das Fahrzeug 120 umfasst eine Lade-Steuereinheit 123 und/oder die Ladestation 113 umfasst eine Steuereinheit 113, die jeweils eingerichtet sind, einen Ladevorgang an der Ladestation 110 zu steuern. Zu diesem Zweck kann die Lade-Steuereinheit 123 des Fahrzeugs 120 eingerichtet sein, mit der Steuereinheit 113 der Ladestation 110 gemäß einem vordefinierten Kommunikations-Protokoll zu kommunizieren.The vehicle 120 includes a charging control unit 123 and / or the charging station 113 includes a control unit 113 , which are each set up, a charging process at the charging station 110 to control. For this purpose, the charging control unit 123 of the vehicle 120 be set up with the control unit 113 the charging station 110 to communicate according to a predefined communication protocol.

1 zeigt beispielhaft ein kabelgebundenes Ladesystem 100. Es sei darauf hingewiesen, dass die in diesem Dokument beschriebenen Aspekte auch für anderweitige Ladeverfahren (insbesondere für induktives Laden) angewendet werden können. 1 shows an example of a wired charging system 100 , It should be noted that the aspects described in this document can also be used for other charging methods (especially for inductive charging).

Zum Laden kann der Energiespeicher 122 bis Erreichen einer bestimmten Spannungsgrenze mit einem konstanten Strom geladen werden. Anschließend kann der Energiespeicher 122 aus Sicherheitsgründen mit konstanter Spannung weitergeladen werden (z.B. um ein Überschreiten der maximal zulässigen Ladespannung zu vermeiden). Dabei ist das Laden mit konstanter Spannung typischerweise relativ langsam, so dass sich eine relativ lange Gesamtladezeit ergibt. Bei einem Ladevorgang werden somit typischerweise konstante Ladeströme und/oder Ladespannungen verwendet.The energy storage can be used for charging 122 be charged with a constant current until a certain voltage limit is reached. Then the energy storage 122 be charged with a constant voltage for safety reasons (e.g. to avoid exceeding the maximum permissible charging voltage). Charging with constant voltage is typically relatively slow, resulting in a relatively long total charging time. Thus, constant charging currents and / or charging voltages are typically used during a charging process.

In diesem Dokument wird ein Ladeverfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers 122 beschrieben, bei dem der Ladestrom und/oder die Ladespannung durch die Überlagerung geeigneter Verlaufsprofile moduliert werden, um eine bestimmte Zielgröße bzw. eine bestimmte Zielfunktion zu optimieren. Durch die Modulation des Ladestroms und/oder der Ladespannung kann ein Ladevorgang mit erhöhter Effizienz und/oder mit reduzierter Belastung für einen Energiespeicher 122 durchgeführt werden (im Vergleich zu einem Ladevorgang, bei dem dauerhaft ein konstanter (ggf. maximal möglicher) Ladestrom verwendet wird). Dieser Effekt kann analog zu einem mechanischen Autofrettage-Effekt zur Steigerung der mechanischen Festigkeit eines Bauteils erfolgen. Analog zu einer modulierten mechanischen Belastung zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit kann somit bei einem Ladevorgang der Ladestrom moduliert werden, um eine bestimmte Zielgröße bzw. eine bestimmte Zielfunktion für den elektrischen Energiespeicher 122 zu verbessern, insbesondere zu optimieren.This document describes a charging method for charging an electrical energy storage device 122 described, in which the charging current and / or the charging voltage are modulated by superimposing suitable profile profiles in order to optimize a specific target variable or a specific target function. By modulating the charging current and / or the charging voltage, a charging process with increased efficiency and / or with a reduced load for an energy store can be carried out 122 be carried out (compared to a charging process in which a constant (possibly maximum possible) charging current is used permanently). This effect can take place analogously to a mechanical auto frettage effect to increase the mechanical strength of a component. Analogous to a modulated mechanical load to increase the mechanical strength, the charging current can be modulated during a charging process by a specific target quantity or a specific target function for the electrical energy store 122 to improve, in particular to optimize.

Beispielhafte Zielgrößen sind dabei: eine Erhöhung, insbesondere eine Maximierung, der Batterielebensdauer; eine Erhöhung, insbesondere eine Maximierung, der Energieaufnahme bzw. der Stromaufnahme eines Energiespeichers; und/oder eine Reduzierung, insbesondere eine Minimierung, der Ladezeit bis zum Erreichen eines bestimmten Ladezustands (d.h. SoC, State of Charge). Auf Basis ein oder mehrerer der Zielgrößen kann eine Zielfunktion für einen Energiespeicher 122 definiert werden.Exemplary target values are: an increase, in particular a maximization, of the battery life; an increase, in particular a maximization, of the energy consumption or the current consumption of an energy store; and / or a reduction, in particular a minimization, of the charging time until a certain charging state is reached (ie SoC, State of Charge). A target function for an energy store can be based on one or more of the target variables 122 To be defined.

Um ein oder mehrere Zielgrößen bzw. um die Zielfunktion zu optimieren, können ein konstanter Ladestrom und/oder eine konstante Ladespannung mit einem bestimmten Verlaufsprofil bzw. mit einem bestimmten Modulationsverlauf überlagert und/oder moduliert werden. Dabei können zu Beginn und/oder gegen Ende eines Ladevorgangs Start- und/oder Endverläufe verwendet werden. In der dazwischen liegenden Hauptphase eines Ladevorgangs können Hauptverläufe verwendet werden. Zu Beginn bzw. zum Abschluss eines Ladezyklus bzw. Ladevorgangs können z.B. ein oder mehrere der folgenden, in den 2a bis 2f dargestellten Verläufe verwendet werden: eine Rampe 201, eine Halbcosinus-Rampe 202, ein Verlauf 203 zum Hoch- bzw. Eintrainieren, ein Einschwingen (mit einer oder mehreren Überschwingungen) 204, weitere dynamische Verläufe 205, etc. Die Start- und/oder Endverläufe 201, 202, 203, 204, 205 können, wie in 2f dargestellt, ggf. zusätzliche höherfrequente Überlagerungen bzw. Modulationsverläufe aufweisen (analog zu den Hauptverläufen). In den 2a bis 2f sind Verläufe für den Beginn eines Ladevorgangs dargestellt. Die in den 2a bis 2f dargestellten Verläufe können für das Ende eines Ladevorgangs in umgekehrter Richtung durchlaufen werden. Mit anderen Worten, für das Ende bzw. den Abschluss eines Ladevorgangs können gespiegelte Verläufe verwendet werden, die an einer durch die Mitte der Verläufe 201, 202, 203, 204, 205 verlaufenden Senkrechten gespiegelt wurden.In order to optimize one or more target variables or to optimize the target function, a constant charging current and / or a constant charging voltage with a specific profile profile or with a specific modulation profile can be superimposed and / or modulated. In this case, start and / or end courses can be used at the beginning and / or towards the end of a charging process. In the main phase of a charging process in between, main courses can be used. At the beginning or at the end of a charging cycle or charging process, for example, one or more of the following can be entered into the 2a to 2f shown courses are used: a ramp 201 , a semi-cosine ramp 202 , a course 203 for training or training, a settling (with one or more overshoots) 204 , further dynamic courses 205 , etc. The start and / or end courses 201 . 202 . 203 . 204 . 205 can, as in 2f shown, possibly have additional higher-frequency superimpositions or modulation curves (analogous to the main curves). In the 2a to 2f curves for the start of a charging process are shown. The in the 2a to 2f The courses shown can be reversed for the end of a charging process. In other words, mirrored gradients can be used for the end or the completion of a charging process, those on one through the middle of the gradients 201 . 202 . 203 . 204 . 205 running perpendicular were mirrored.

Während des Hauptteils eines Ladezyklus, insbesondere nach dem Startverlauf und vor dem Endverlauf, können der konstanten bzw. der sich nur langsam verändernden Stromamplitude ein oder mehrere hochfrequente Verläufe aufgeprägt werden. Beispielhafte hochfrequente Verläufe sind in den 3a bis 3e dargestellt: eine harmonische ein- oder mehrfrequente Modulation 301, 302; eine stochastische Modulation 304; eine impulshaltige Modulation 303; eine Modulation 305 in Form von Sprach- oder Musiksignalen (ggf. in andere Frequenzbereiche transponiert); etc.During the main part of a charging cycle, in particular after the start course and before the end course, one or more high-frequency courses can be impressed on the constant or only slowly changing current amplitude. Exemplary high-frequency profiles are in the 3a to 3e shown: a harmonic single or multi-frequency modulation 301 . 302 ; a stochastic modulation 304 ; an impulsive modulation 303 ; a modulation 305 in the form of voice or music signals (possibly transposed to other frequency ranges); Etc.

Die Modulation des Ladestroms und/oder der Ladespannung können direkt in der Ladestation 110, in einem zusätzlichen Steuergerät des Ladesystems des Fahrzeugs 120 und/oder über andere Maßnahmen durchgeführt werden. The modulation of the charging current and / or the charging voltage can be done directly in the charging station 110 , in an additional control unit of the vehicle's charging system 120 and / or through other measures.

Im Vorfeld für einen Ladevorgang zum Laden eines Energiespeichers 122 können Testladevorgänge an zumindest einem Test-Energiespeicher 122 des gleichen Typs durchgeführt werden. Im Rahmen der Testladevorgänge kann eine geeignete Modulation des Ladestroms und/oder der Ladespannung ermittelt werden, durch die eine bestimmte Zielfunktion verbessert, insbesondere optimiert, wird. Insbesondere kann der zeitliche Verlauf 301, 302, 303, 304, 305 ermittelt werden, mit dem ein (konstanter) Ladestrom und/oder eine (konstante) Ladespannung während eines Ladevorgangs überlagert werden sollte, um die Zielfunktion zu verbessern, insbesondere zu optimieren. Es kann somit ein (optimaler) Modulationsverlauf 301, 302, 303, 304, 305 ermittelt werden, wobei der (optimale) Modulationsverlauf eine Überlagerung von zwei oder mehr der in den 3a bis 3e dargestellten Verläufe umfassen kann. Der optimale Modulationsverlauf 301, 302, 303, 304, 305 kann dann bei einem Ladevorgang zum Laden eines Energiespeichers 122 verwendet werden.In the run-up to a charging process for charging an energy store 122 can test charging at least one test energy storage 122 of the same type. In the course of the test charging processes, a suitable modulation of the charging current and / or the charging voltage can be determined, by means of which a specific target function is improved, in particular optimized. In particular, the course over time 301 . 302 . 303 . 304 . 305 are determined, with which a (constant) charging current and / or a (constant) charging voltage should be superimposed during a charging process in order to improve, in particular to optimize, the target function. There can thus be an (optimal) modulation course 301 . 302 . 303 . 304 . 305 can be determined, the (optimal) modulation curve being a superposition of two or more of those in the 3a to 3e illustrated courses can include. The optimal modulation course 301 . 302 . 303 . 304 . 305 can then be used to charge an energy storage device during a charging process 122 be used.

4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 400 zur Steuerung eines Ladevorgangs eines elektrischen Energiespeichers 122. Das Verfahren 400 umfasst das Überlagern 401 eines in den Energiespeicher 122 fließenden Ladestroms und/oder einer an Polen des Energiespeichers 122 anliegenden Ladespannung mit einem Modulationsverlauf 301, 302, 303, 304, 305, um einen modulierten Ladestrom und/oder eine modulierte Ladespannung bereitzustellen. Insbesondere können der zeitliche Verlauf des (im Wesentlichen konstanten) Ladestroms und/oder der zeitliche Verlauf der (im Wesentlichen konstanten) Ladespannung mit einem Modulationsverlauf 301, 302, 303, 304, 305 überlagert werden. Dabei können durch den Modulationsverlauf 301, 302, 303, 304, 305 positive und/oder negative Abweichungen des (konstanten) Ladestroms und/oder der (konstanten) Ladespannung bewirkt werden (z.B. Abweichungen um 10%, 20% oder mehr von dem jeweiligen Mittelwert). Derartige Abweichungen können 5 mal, 10 mal oder häufiger während der Dauer eines Ladevorgangs erfolgen. Insbesondere können derartige Abweichungen periodisch während der Dauer eines Ladevorgangs erfolgen. 4 shows a flow diagram of an exemplary method 400 for controlling a charging process of an electrical energy store 122 , The procedure 400 includes overlaying 401 one in the energy storage 122 flowing charging current and / or one of the poles of the energy storage 122 applied charging voltage with a modulation curve 301 . 302 . 303 . 304 . 305 to provide a modulated charging current and / or a modulated charging voltage. In particular, the time profile of the (essentially constant) charging current and / or the time profile of the (essentially constant) charging voltage can have a modulation profile 301 . 302 . 303 . 304 . 305 be overlaid. You can use the modulation curve 301 . 302 . 303 . 304 . 305 positive and / or negative deviations of the (constant) charging current and / or of the (constant) charging voltage are brought about (for example deviations by 10%, 20% or more from the respective mean value). Such deviations can occur 5 times, 10 times or more frequently during the duration of a charging process. In particular, such deviations can occur periodically during the duration of a charging process.

Außerdem umfasst das Verfahren 400 das Laden 402 des elektrischen Energiespeichers 122 mit dem modulierten Ladestrom und/oder der modulierten Ladespannung. Durch die Modulation des Ladestroms und/oder der Ladespannung kann eine Zielfunktion in Bezug auf Ladevorgänge optimiert werden, wobei die Zielfunktion z.B. von der Alterung des Energiespeichers 122, der Dauer der Ladevorgänge und/oder von der Energieaufnahme des Energiespeichers 122 abhängt.The procedure also includes 400 the loading 402 of the electrical energy storage 122 with the modulated charging current and / or the modulated charging voltage. By modulating the charging current and / or the charging voltage, a target function can be optimized with respect to charging processes, the target function being based, for example, on the aging of the energy store 122 , the duration of the charging processes and / or the energy consumption of the energy store 122 depends.

5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 500 zur Ermittlung eines Modulationsverlaufs 301, 302, 303, 304, 305 zur Generierung eines modulierten Ladestroms und/oder einer modulierten Ladespannung für einen Ladevorgang zum Laden eines Energiespeichers 122. Der Energiespeicher 122 kann einen bestimmten Speichertyp aufweisen (aus einer Menge von unterschiedlichen Speichertypen). Energiespeicher 122 des gleichen Speichertyps können z.B. baugleich sein und/oder baugleiche Speicherzellen aufweisen. 5 shows a flow diagram of an exemplary method 500 to determine a modulation curve 301 . 302 . 303 . 304 . 305 for generating a modulated charging current and / or a modulated charging voltage for a charging process for charging an energy store 122 , The energy storage 122 can have a specific storage type (from a set of different storage types). energy storage 122 of the same type of memory can, for example, be of identical construction and / or have memory cells of identical construction.

Das Verfahren 500 kann im Vorfeld zu der Durchführung von Ladevorgängen während des Nutzbetriebs eines Energiespeichers 122 durchgeführt werden (z.B. in einer Test- oder Entwicklungsphase). Der ermittelte Modulationsverlauf 301, 302, 303, 304, 305 kann dann im Nutzbetrieb eines Energiespeichers 122 verwendet werden, um die Lebensdauer des Energiespeichers 122 zu erhöhen, um die Dauer eines Ladevorgangs zu reduzieren und/oder um die Energieaufnahme des Energiespeichers 122 zu erhöhen.The procedure 500 can be used in advance to carry out charging processes during the useful operation of an energy store 122 be carried out (e.g. in a test or development phase). The determined modulation course 301 . 302 . 303 . 304 . 305 can then operate an energy storage device 122 used to extend the life of the energy storage 122 to increase in order to reduce the duration of a charging process and / or to reduce the energy consumption of the energy store 122 to increase.

Das Verfahren 500 umfasst das Überlagern 501 eines in einen Test-Energiespeicher 122 fließenden Ladestroms und/oder einer an Polen des Test-Energiespeichers 122 anliegenden Ladespannung mit einem Modulationsverlauf 301, 302, 303, 304, 305, um einen modulierten Ladestrom und/oder eine modulierte Ladespannung bereitzustellen. Der Test-Energiespeicher 122 kann dabei den gleichen Speichertyp aufweisen, wie der Energiespeicher 122, für den ein geeigneter Modulationsverlauf 301, 302, 303, 304, 305 ermittelt werden soll.The procedure 500 includes overlaying 501 one in a test energy storage 122 flowing charging current and / or one of the test energy storage poles 122 applied charging voltage with a modulation curve 301 . 302 . 303 . 304 . 305 to provide a modulated charging current and / or a modulated charging voltage. The test energy storage 122 can have the same type of storage as the energy storage 122 , for which a suitable modulation course 301 . 302 . 303 . 304 . 305 should be determined.

Außerdem umfasst das Verfahren 500 das Durchführen 502 einer Vielzahl von Ladevorgängen des Test-Energiespeichers 122 mit dem modulierten Ladestrom und/oder mit der modulierten Ladespannung. Ferner umfasst das Verfahren 500 das Ermitteln 503 eines Testwertes einer Zielfunktion nach Durchführen 502 der Vielzahl von Ladevorgängen. Dabei kann die Zielfunktion von der Alterung des Test-Energiespeichers 122 aufgrund der Vielzahl von Ladevorgängen, von der Ladedauer der Vielzahl von Ladevorgängen und/oder von der (kumulierten) Energieaufnahme des Test-Energiespeichers 122 im Rahmen der Vielzahl von Ladevorgängen abhängen. Es kann somit ermittelt werden, wie gut sich ein bestimmter Modulationsverlauf 301, 302, 303, 304, 305 für die Verbesserung, insbesondere für die Optimierung, einer bestimmten Zielfunktion eignet. Die Eignung des Modulationsverlaufs 301, 302, 303, 304, 305 kann durch einen Testwert der Zielfunktion angezeigt werden.The procedure also includes 500 performing 502 a variety of charging processes of the test energy storage 122 with the modulated charging current and / or with the modulated charging voltage. The method further comprises 500 investigating 503 a test value of a target function after execution 502 the large number of charging processes. The target function can depend on the aging of the test energy storage 122 due to the large number of charging processes, the charging time, the large number of charging processes and / or the (accumulated) energy consumption of the test energy store 122 depend on the multitude of charging processes. It can thus be determined how well a particular modulation curve is doing 301 . 302 . 303 . 304 . 305 suitable for the improvement, in particular for the optimization, of a specific objective function. The suitability of the modulation course 301 . 302 . 303 . 304 . 305 can be indicated by a test value of the target function.

Es können Testwerte der Zielfunktion für eine Vielzahl von unterschiedlichen Modulationsverläufen 301, 302, 303, 304, 305 ermittelt werden (Schritt 504). Dabei können jeweils unterschiedliche Test-Energiespeicher 122 des gleichen Speichertyps verwendet werden. Die Modulationsverläufe 301, 302, 303, 304, 305 können sich in Bezug auf ein oder mehrere Parameter, wie z.B. die Amplitude, die Frequenz, die Form, die Periodizität und/oder die spektrale Zusammensetzung, der Modulation unterscheiden.Test values of the target function can be used for a variety of different modulation courses 301 . 302 . 303 . 304 . 305 can be determined (step 504 ). Different test energy storage devices can be used 122 of the same memory type can be used. The modulation curves 301 . 302 . 303 . 304 . 305 can differ with respect to one or more parameters, such as the amplitude, the frequency, the shape, the periodicity and / or the spectral composition, of the modulation.

Das Verfahren 500 umfasst ferner das Auswählen 505 eines der Vielzahl von unterschiedlichen Modulationsverläufen 301, 302, 303, 304, 305 auf Basis der ermittelten Testwerte der Zielfunktion. Insbesondere kann der Modulationsverlauf 301, 302, 303, 304, 305 ausgewählt werden, durch den die Zielfunktion optimiert werden kann. So können im Nutzbetrieb durch Verwendung des ermittelten Modulationsverlaufs 301, 302, 303, 304, 305 Ladevorgänge durchgeführt werden, durch die die Zielfunktion für einen Energiespeicher 122 verbessert, insbesondere optimiert, wird.The procedure 500 also includes selecting 505 one of the multitude of different modulation courses 301 . 302 . 303 . 304 . 305 based on the determined test values of the target function. In particular, the course of the modulation 301 . 302 . 303 . 304 . 305 can be selected by which the objective function can be optimized. So in commercial operation by using the determined modulation curve 301 . 302 . 303 . 304 . 305 Charging operations are carried out by the target function for an energy store 122 is improved, in particular optimized.

Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen können eine dynamische Optimierung der Batterielebensdauer, der Stromaufnahme und/oder Ladezeit eines Energiespeichers 122 bewirkt werden.The measures described in this document allow dynamic optimization of the battery life, the current consumption and / or charging time of an energy store 122 be effected.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.The present invention is not restricted to the exemplary embodiments shown. In particular, it should be noted that the description and the figures are only intended to illustrate the principle of the proposed methods, devices and systems.

Claims (12)

Steuereinheit (113, 123) zur Steuerung eines Ladevorgangs eines elektrischen Energiespeichers (122); wobei die Steuereinheit (113, 123) eingerichtet ist, - einen in den Energiespeicher (122) fließenden Ladestrom und/oder eine an Polen des Energiespeichers (122) anliegende Ladespannung mit einem Modulationsverlauf (301, 302, 303, 304, 305) zu überlagern, um einen modulierten Ladestrom und/oder eine modulierte Ladespannung bereitzustellen; und - den elektrischen Energiespeicher (122) mit dem modulierten Ladestrom und/oder mit der modulierten Ladespannung zu laden.Control unit (113, 123) for controlling a charging process of an electrical energy store (122); the control unit (113, 123) being set up, - A charging current flowing in the energy store (122) and / or a charging voltage applied to poles of the energy store (122) with a modulation curve (301, 302, 303, 304, 305) are superimposed in order to have a modulated charging current and / or a modulated charging voltage provide; and - To charge the electrical energy store (122) with the modulated charging current and / or with the modulated charging voltage. Steuereinheit (113, 123) gemäß Anspruch 1, wobei der Modulationsverlauf (301, 302, 303, 304, 305) ausgebildet ist, während eines Ladevorgangs eine wiederholte positive und/oder negative Abweichung des Ladestroms und/oder der Ladespannung um 10%, 20% oder mehr von einem Mittelwert des Ladestroms und/oder der Ladespannung zu bewirken.Control unit (113, 123) according to Claim 1 , wherein the modulation curve (301, 302, 303, 304, 305) is formed during a charging process a repeated positive and / or negative deviation of the charging current and / or the charging voltage by 10%, 20% or more from an average value of the charging current and / or to cause the charging voltage. Steuereinheit (113, 123) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Modulationsverlauf (301, 302, 303, 304, 305) ausgebildet ist, während eines Ladevorgangs mindestens 5, 10 oder mehr Male eine positive und/oder negative Abweichung des Ladestroms und/oder der Ladespannung von einem Mittelwert des Ladestroms und/oder der Ladespannung zu bewirken.Control unit (113, 123) according to one of the preceding claims, wherein the modulation curve (301, 302, 303, 304, 305) is designed, during a charging process, at least 5, 10 or more times a positive and / or negative deviation of the charging current and / or to effect the charging voltage from an average value of the charging current and / or the charging voltage. Steuereinheit (113, 123) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Modulationsverlauf (301, 302, 303, 304, 305) derart ausgebildet ist, dass der modulierte Ladestrom und/oder die modulierte Ladespannung ein kontinuierliches und/oder zeitlich durchgängiges Laden des Energiespeichers (122) bewirken.Control unit (113, 123) according to one of the preceding claims, wherein the modulation curve (301, 302, 303, 304, 305) is designed such that the modulated charging current and / or the modulated charging voltage is a continuous and / or continuous charging of the energy store (122) effect. Steuereinheit (113, 123) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Modulationsverlauf (301, 302, 303, 304, 305) umfasst, - eine ein- oder mehrfrequente harmonische Schwingung (301,302); - eine Mehrzahl von Impulsen (303); - eine zufällige und/oder stochastische Oszillation (304); und/oder - einen auf einem Audiosignal, insbesondere einem Sprach- und/oder Musiksignal, basierenden Verlauf (305).Control unit (113, 123) according to one of the preceding claims, the modulation curve comprising (301, 302, 303, 304, 305), - a single or multi-frequency harmonic oscillation (301,302); - a plurality of pulses (303); - a random and / or stochastic oscillation (304); and or - A course (305) based on an audio signal, in particular a speech and / or music signal. Steuereinheit (113, 123) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (113, 123) eingerichtet ist, - einen Typ des Energiespeichers (122) aus einer Vielzahl von möglichen Typen von Energiespeichern (122) zu ermitteln; und - den Modulationsverlauf (301, 302, 303, 304, 305) in Abhängigkeit von dem ermittelten Typ des Energiespeichers (122) zu bestimmen.Control unit (113, 123) according to one of the preceding claims, wherein the control unit (113, 123) is set up - determine a type of energy store (122) from a large number of possible types of energy store (122); and - To determine the modulation curve (301, 302, 303, 304, 305) depending on the determined type of energy store (122). Steuereinheit (113, 123) gemäß Anspruch 6, wobei die Steuereinheit (113, 123) eingerichtet ist, den Modulationsverlauf (301, 302, 303, 304, 305) für den Ladevorgang des Energiespeichers (122) in Abhängigkeit von dem ermittelten Typ des Energiespeichers (122) aus einer Vielzahl von Modulationsverläufen (301, 302, 303, 304, 305) für die entsprechende Vielzahl von möglichen Typen von Energiespeichern (122) auszuwählen.Control unit (113, 123) according to Claim 6 , wherein the control unit (113, 123) is set up to determine the modulation curve (301, 302, 303, 304, 305) for the charging process of the energy store (122) as a function of the determined type of energy store (122) from a plurality of modulation curves ( 301, 302, 303, 304, 305) for the corresponding large number of possible types of energy stores (122). Steuereinheit (113, 123) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - der Modulationsverlauf (301, 302, 303, 304, 305) derart im Vorfeld des Ladevorgangs bestimmt wurde, dass durch den modulierten Ladestrom und/oder die modulierte Ladespannung eine Zielfunktion für Energiespeicher (122) eines gleichen Speichertyps statistisch verbessert, insbesondere optimiert, wird; und - die Zielfunktion darauf ausgelegt ist, eine Lebensdauer von Energiespeichern (122) zu erhöhen, eine Ladedauer von Ladevorgängen zu reduzieren und/oder eine Energieaufnahme von Energiespeichern (122) zu erhöhen.Control unit (113, 123) according to one of the preceding claims, wherein - the modulation curve (301, 302, 303, 304, 305) was determined in advance of the charging process in such a way that a target function for energy stores is achieved by the modulated charging current and / or the modulated charging voltage (122) statistically improves, in particular optimizes, an identical memory type; and - the target function is designed to increase the service life of energy stores (122), reduce the charging time of charging processes and / or increase the energy consumption of energy stores (122). Steuereinheit (113, 123) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - der Modulationsverlauf (301, 302, 303, 304, 305) einen Startverlauf umfasst, mit dem der Ladestrom und/oder die Ladespannung zu Beginn des Ladevorgangs überlagert werden; - der Modulationsverlauf (301, 302, 303, 304, 305) einen Endverlauf umfasst, mit dem der Ladestrom und/oder die Ladespannung am Ende des Ladevorgangs überlagert werden; und/oder - der Modulationsverlauf (301, 302, 303, 304, 305) einen Hauptverlauf umfasst, mit dem der Ladestrom und/oder die Ladespannung während eines Großteils einer Dauer des Ladevorgangs überlagert werden.Control unit (113, 123) according to one of the preceding claims, wherein - The modulation curve (301, 302, 303, 304, 305) comprises a start curve with which the charging current and / or the charging voltage are superimposed at the beginning of the charging process; - The modulation curve (301, 302, 303, 304, 305) comprises an end curve with which the charging current and / or the charging voltage are superimposed at the end of the charging process; and or - The modulation curve (301, 302, 303, 304, 305) comprises a main curve with which the charging current and / or the charging voltage are superimposed for a large part of the duration of the charging process. Steuereinheit (113, 123) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Energiespeicher (122) Teil eines Kraftfahrzeugs (120) ist und eingerichtet ist, elektrische Energie zum Betrieb eines elektrischen Antriebsmotors des Fahrzeugs (120) bereitzustellen.Control unit (113, 123) according to one of the preceding claims, wherein the energy store (122) is part of a motor vehicle (120) and is set up to provide electrical energy for operating an electrical drive motor of the vehicle (120). Verfahren (400) zur Steuerung eines Ladevorgangs eines elektrischen Energiespeichers (122); wobei das Verfahren (400) umfasst, - Überlagern (401) eines in den Energiespeicher (122) fließenden Ladestroms und/oder einer an Polen des Energiespeichers (122) anliegenden Ladespannung mit einem Modulationsverlauf (301, 302, 303, 304, 305), um einen modulierten Ladestrom und/oder eine modulierte Ladespannung bereitzustellen; und - Laden (402) des elektrischen Energiespeichers (122) mit dem modulierten Ladestrom und/oder der modulierten Ladespannung.Method (400) for controlling a charging process of an electrical energy store (122); the method (400) comprising - Superimposing (401) a charging current flowing in the energy store (122) and / or a charging voltage applied to poles of the energy store (122) with a modulation curve (301, 302, 303, 304, 305) in order to provide a modulated charging current and / or a provide modulated charging voltage; and - Charging (402) the electrical energy store (122) with the modulated charging current and / or the modulated charging voltage. Verfahren (500) zur Ermittlung eines Modulationsverlaufs (301, 302, 303, 304, 305) zur Generierung eines modulierten Ladestroms und/oder einer modulierten Ladespannung für einen Ladevorgang zum Laden eines Energiespeichers (122); wobei das Verfahren (500) umfasst, - Überlagern (501) eines in einen Test-Energiespeicher (122) fließenden Ladestroms und/oder einer an Polen des Test-Energiespeichers (122) anliegenden Ladespannung mit einem Modulationsverlauf (301, 302, 303, 304, 305), um einen modulierten Ladestrom und/oder eine modulierte Ladespannung bereitzustellen; - Durchführen (502) einer Vielzahl von Ladevorgängen des Test-Energiespeichers (122) mit dem modulierten Ladestrom und/oder mit der modulierten Ladespannung; - Ermitteln (503) eines Testwertes einer Zielfunktion nach Durchführen (502) der Vielzahl von Ladevorgängen; wobei die Zielfunktion von einer Alterung des Test-Energiespeichers (122) aufgrund der Vielzahl von Ladevorgängen, von einer Ladedauer der Vielzahl von Ladevorgängen und/oder von einer Energieaufnahme des Test-Energiespeichers (122) im Rahmen der Vielzahl von Ladevorgängen abhängt; - Ermitteln (504) von Testwerten der Zielfunktion für eine Vielzahl von unterschiedlichen Modulationsverläufen (301, 302, 303, 304, 305); und - Auswählen (505) eines der Vielzahl von unterschiedlichen Modulationsverläufen (301, 302, 303, 304, 305) auf Basis der ermittelten Testwerte der Zielfunktion.Method (500) for determining a modulation curve (301, 302, 303, 304, 305) for generating a modulated charging current and / or a modulated charging voltage for a charging process for charging an energy store (122); the method (500) comprising - Superimposing (501) a charging current flowing into a test energy store (122) and / or a charging voltage applied to poles of the test energy store (122) with a modulation curve (301, 302, 303, 304, 305) by a modulated charging current and / or to provide a modulated charging voltage; - performing (502) a plurality of charging processes of the test energy store (122) with the modulated charging current and / or with the modulated charging voltage; - determining (503) a test value of an objective function after performing (502) the plurality of charging processes; wherein the target function depends on aging of the test energy store (122) due to the large number of charging processes, on a charging duration of the large number of charging processes and / or on an energy consumption of the test energy storage device (122) in the context of the large number of charging processes; - determining (504) test values of the objective function for a multiplicity of different modulation courses (301, 302, 303, 304, 305); and - Selecting (505) one of the multiplicity of different modulation profiles (301, 302, 303, 304, 305) on the basis of the determined test values of the target function.
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