DE102018214066A1

DE102018214066A1 - Verfahren zum Parallelschalten von zumindest zwei Batterien und Schaltvorrichtung

Info

Publication number: DE102018214066A1
Application number: DE102018214066.9A
Authority: DE
Inventors: Tony Jaumann
Original assignee: Siemens Mobility GmbH
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2018-08-21
Filing date: 2018-08-21
Publication date: 2020-02-27
Also published as: RU2765911C1; WO2020038718A1; EP3811488A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Parallelschalten von zumindest zwei Batterien wobei die erste Batterie eine höhere Ruhespannung aufweist als die zweite Batterie. Um ein verbessertes Verfahren zum Parallelschalten von zumindest zwei Batterien mit unterschiedlichen Ruhespannungen zu erreichen, welches zumindest für kleinere Spannungsdifferenzen eingesetzt werden kann und welches ohne schwere, voluminöse Bauteile auskommt, wird vorgeschlagen, die Spannung einer der Batterien zu beeinflussen, indem für eine vorgegebene Pulsdauer an die erste Batterie eine Stromlast oder an die zweite Batterie ein Ladestrom angelegt wird, sodass innerhalb der Pulsdauer die Spannung der ersten Batterie niedriger als die Spannung der zweiten Batterie wird. Weiter wird vorgeschlagen, nach der Pulsdauer die Stromlast oder der Ladestrom zumindest zu reduzieren, wobei die Spannung der beeinflussten Batterie relaxiert, und dann, wenn sich die Spannung der beeinflussten Batterie an die Spannung der anderen Batterie angeglichen hat, die Batterien parallel zu schalten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Parallelschalten von zumindest zwei Batterien, wobei die erste Batterie eine höhere Ruhespannung aufweist als die zweite Batterie.
Um die Kapazität und damit die elektrische Energie zu erhöhen, können mehrere Batterien parallel geschaltet werden. Beispielsweise werden zumindest zwei wiederaufladbare Batterien in elektrischen Fahrzeugen üblicherweise im Ruhezustand des Fahrzeugs durch Schalter getrennt. Eine Trennung der Batterien durch Schalter ermöglicht den Betrieb des Fahrzeugs auch bei Ausfall einer der Batterien. Sind beide Batterien funktionstüchtig, dann werden die Batterien beim Losfahren des Fahrzeugs parallel geschaltet. Das Parallelschalten muss innerhalb kürzester Zeit erfolgen.
Verursacht durch lange Lagerung der Batterien und/oder Stehen des Fahrzeugs, insbesondere durch Teilentladung innerhalb einer Batterie, können die Ladezustände und damit die Ruhespannungen in beiden Batterien unterschiedlich sein. In diesem Fall kann es beim Parallelschalten von beiden Batterien zum Fluss von kurzzeitig sehr hohen Strömen kommen, die sich nachteilig auf den Lebenszyklus von Komponenten (z. B. von Schützen und/oder Relais) des Stromkreises auswirken und sogar zu sicherheitsrelevanten Problemen führen können.
Weist die erste Batterie einen deutlich höheren Ladezustand und damit eine deutlich höhere Ruhespannung auf als die zweite Batterie - beträgt beispielsweise der Unterschied zwischen den Ruhespannungen mehr als 5% -, kann die Spannung der ersten Batterie an die Spannung der zweiten Batterie angepasst werden, indem beispielsweise die erste Batterie durch eine Stromlast belastet wird. Durch die Stromlast sinkt die Spannung der ersten Batterie ab. Wenn sich durch die Stromlast die Spannung der ersten Batterie an die Spannung der zweiten Batterie angeglichen hat, kann die zweite Batterie zugeschaltet werden.
Bei kleineren Spannungsdifferenzen ist dieser Vorgang nicht mehr möglich, da die Stromlast aufgrund der Leistungselektronik nicht unendlich klein gewählt werden kann.
Um kleinere Spannungsdifferenzen - beispielsweise Differenzen von maximal 5% - ausgleichen zu können, können zum Beispiel Balancierungseinheiten zwischen beiden Batterien zum Einsatz kommen, um beide Batterien immer auf gleichen Ruhespannung zu halten (zum Beispiel bei langer Lagerung oder Stehen des Fahrzeugs). Ferner können Vorladewiderstände verwendet werden, um die Ströme beim Parallelschalten von Batterien mit unterschiedlicher Ruhespannung zu minimieren. Außerdem können widerstandsfähige und robuste Schütze zum Einsatz kommen, welche hohe Ströme kurzzeitig ohne Probleme schalten können.
Die bisherigen Lösungen zum Ausgleich von kleinen Spannungsdifferenzen führen zum Einsatz von schweren und voluminösen Komponenten. Besonders bei Elektroautos, deren Gesamtgewischt eher klein gehalten werden soll, ist dies nachteilig.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Parallelschalten zumindest zweier Batterien mit unterschiedlichen Ruhespannungen anzugeben, welches zumindest für kleinere Spannungsdifferenzen eingesetzt werden kann und welches ohne schwere, voluminöse Bauteile auskommt.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Parallelschalten von zumindest zwei Batterien, wobei die erste Batterie eine höhere Ruhespannung aufweist als die zweite Batterie, bei dem erfindungsgemäß die Spannung einer der Batterien beeinflusst wird, indem für eine vorgegebene Pulsdauer an die erste Batterie eine Stromlast oder an die zweite Batterie ein Ladestrom angelegt wird, sodass innerhalb der Pulsdauer die Spannung der ersten Batterie niedriger als die Spannung der zweiten Batterie wird.
Dies bedeutet, dass beispielsweise die Spannung der ersten Batterie beeinflusst werden kann, indem für eine vorgegebene Pulsdauer an die erste Batterie eine Stromlast angelegt wird. Auf diese Weise kann innerhalb der Pulsdauer die Spannung der ersten Batterie unter die Spannung der zweiten Batterie abgesenkt werden. Wenn die Spannung der ersten Batterie beeinfluss wird, verbleibt vorzugsweise die Spannung der zweiten Batterie unbeeinflusst.
Weiterhin bedeutet dies, dass beispielsweise die Spannung der zweiten Batterie beeinflusst werden kann, indem für eine vorgegebene Pulsdauer an die zweite Batterie ein Ladestrom angelegt wird. Auf diese Weise kann innerhalb der Pulsdauer die Spannung der zweiten Batterie über die Spannung der ersten Batterie angehoben werden. Wenn die Spannung der zweiten Batterie beeinflusst wird, verbleibt vorzugsweise die Spannung der ersten Batterie unbeeinflusst.
Erfindungsgemäß wird nach der Pulsdauer die Stromlast bzw. der Ladestrom zumindest reduziert, wobei die Spannung der beeinflussten Batterie relaxiert. Nachdem sich die Spannung der beeinflussten Batterie an die Spannung der anderen Batterie angeglichen hat, werden die beiden Batterien schließlich parallel geschaltet.
Auf diese Weise können Batterien mit Spannungsdifferenzen parallel geschaltet werden. Insbesondere können zumindest Batterien mit kleinen Spannungsdifferenzen parallel geschaltet werden. Dabei kann auf zusätzliche Bauteile, insbesondere auf schwere und/oder voluminöse Bauteile, verzichtet werden.
Insbesondere kann durch das vorgeschlagene Verfahren das Parallelschalten von Batterien für einen großen Bereich an Spannungsdifferenzen ermöglicht werden.
Als Relaxation der Spannung kann der Übergang in einen (neuen) Gleichgewichtszustand verstanden werden, welcher Übergang stattfindet, wenn die Stromlast bzw. der Ladestrom zumindest reduziert wird. Wird an eine Batterie mit einer Ruhespannung eine Stromlast angelegt, so fällt zweckmäßigerweise die Spannung dieser Batterie ab. Wird die Stromlast wieder entfernt, so relaxiert zweckmäßigerweise die Spannung dieser Batterie, das heißt, die Spannung der Batterie steigt wieder an. Vorzugsweise folgt die Spannung der Batterie einem nicht-linearem Verlauf. Insbesondere kann der nicht-lineare Spannungsverlauf einem Verlauf der Spannung eines Kondensators ähneln. Wurde die Stromlast entfernt, so weist die Batterie nach der Relaxation vorzugsweise wieder eine, insbesondere veränderte, Ruhespannung auf. Wie stark die veränderte Ruhespannung von der ursprünglichen Ruhespannung abweicht, hängt vorzugsweise von der Höhe der Stromlast sowie von der Dauer, wie lang die Stromlast angelegt wurde, ab. Eine Relaxation tritt auch auf, wenn die Stromlast nicht entfernt, sondern „nur“ reduziert wird.
Wenn anstatt einer Stromlast ein Ladestrom an die Batterie angelegt wird, steigt die Spannung der Batterie zweckmäßigerweise an. Wird der Ladestrom wieder entfernt, so relaxiert zweckmäßigerweise die Spannung der Batterie, d.h. die Spannung der Batterie sinkt wieder. Vorzugsweise folgt die Spannung der Batterie einem nicht-linearem Verlauf, welcher insbesondere einem Verlauf der Spannung eines Kondensators ähnelt. Eine Relaxation tritt auch auf, wenn der Ladestrom nicht entfernt, sondern „nur“ reduziert wird.
Wenn an die erste Batterie eine Stromlast angelegt wird, sinkt vorzugsweise innerhalb der Pulsdauer die Spannung der ersten Batterie unter die Ruhespannung der zweiten Batterie ab. Wenn nach der Pulsdauer die Stromlast zumindest reduziert wird, nähert sich vorzugsweise die Spannung der ersten Batterie an die (Ruhe-) Spannung der zweiten Batterie an. Das heißt, wenn die Spannung der ersten Batterie relaxiert, dann nähert sich vorzugsweise die Spannung der ersten Batterie an die (Ruhe-) Spannung der zweiten Batterie an.
Vorteilhafterweise wird dann, wenn sich die Spannung der ersten Batterie an die (Ruhe-) Spannung der zweiten Batterie angeglichen hat, die zweite Batterie zur ersten Batterie parallel geschaltet. Insbesondere kann die zweite Batterie zugeschaltet werden.
Die Relaxation bis zum Angleichen der Spannungen dauert vorzugsweise mindestens 100 ms. Auf diese Weise kann der Schaltvorgang zum Parallelschalten der Batterien ohne Probleme gesteuert werden. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Relaxation bis zum Angleichen der Spannungen maximal 10 s dauert.
In dem Fall, dass an die erste Batterie eine Stromlast angelegt wird, wird zweckmäßigerweise während der Pulsdauer ein von der ersten Batterie erzeugter Entladestrom durch einen Lastwiderstand geführt. Vorzugsweise wird nach der Pulsdauer der Lastwiderstand erhöht, sodass zweckmäßigerweise der Entladestrom nach der Pulsdauer reduziert und/oder unterbrochen wird. Auf diese Weise kann nach der Pulsdauer die Stromlast zumindest reduziert, d.h. reduziert und/oder unterbrochen, werden.
Wenn der Lastwiderstand auf unendlich anstiegt („Leerlauf“), dann wird zweckmäßigerweise der durch den Lastwiderstand geführte Entladestrom unterbrochen, das heißt, er sinkt zweckmäßigerweise auf Null.
In dem Fall, dass an die erste Batterie eine Stromlast angelegt wird, können die Batterien primäre und/oder sekundäre, d.h. wiederaufladbare, Batterien sein. Sekundäre Batterien werden auch als Akkumulatoren bezeichnet.
Wenn an die zweite Batterie ein Ladestrom angelegt wird, steigt die Spannung der zweiten Batterie innerhalb der Pulsdauer vorzugsweise über die Ruhespannung der ersten Batterie an. Wenn nach der Pulsdauer der Ladestrom zumindest reduziert wird, nähert sich vorzugsweise die Spannung der zweiten Batterie an die (Ruhe-) Spannung der ersten Batterie an. Das heißt, wenn die Spannung der zweiten Batterie relaxiert, dann nähert sich vorzugsweise die Spannung der zweiten Batterie an die (Ruhe-) Spannung der ersten Batterie an.
Vorteilhafterweise wird dann, wenn sich die Spannung der zweiten Batterie an die (Ruhe-) Spannung der ersten Batterie angeglichen hat, die erste Batterie zur zweiten Batterie parallel geschaltet. Insbesondere kann die erste Batterie zugeschaltet werden.
Die Relaxation bis zum Angleichen der Spannungen dauert vorzugsweise mindestens 100 ms. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Relaxation bis zum Angleichen der Spannungen maximal 10 s dauert.
In dem Fall, dass an die zweite Batterie ein Ladestrom angelegt wird, sind die Batterien sinnvollerweise sekundäre Batterien.
Die Batterien können Batterien unterschiedlicher Typen sein, das heißt, die Batterien können sich in ihren Kenngrößen unterscheiden. Beispielsweise können sich die Batterien in ihrer Kapazität und/oder in ihrer Maximalspannung unterscheiden.
Es ist vorteilhaft, wenn die Batterien typgleich sind. Wenn die Batterien typgleich, d.h. vom selben Typ, sind, dann sind vorzugsweise ihre Kenngrößen, insbesondere ihre Kapazität und/oder ihre Maximalspannung, gleich.
Es ist vorteilhaft, wenn die Batterien eine Maximalspannung von jeweils mindestens 40 V haben. Die Batterien können beispielsweise eine Maximalspannung von jeweils 1000 V haben. Prinzipiell können die Batterien auch andere Maximalspannungen aufweisen.
Insbesondere falls die Batterien typgleich sind, ist es zweckmäßig, wenn die erste Batterie einen höheren Ladezustand aufweist als die zweite Batterie.
Vorzugsweise liegt die Ruhespannung der ersten Batterie um zumindest 0,1% höher als die Ruhespannung der zweiten Batterie. Weiter ist es bevorzugt, wenn die Ruhespannung der ersten Batterie um zumindest 0,2 V, insbesondere um zumindest 0,5 V, höher liegt als die Ruhespannung der zweiten Batterie.
Es ist bevorzugt, wenn die Ruhespannung der ersten Batterie um maximal 5% höher liegt als die Ruhespannung der zweiten Batterie.
Prinzipiell kann die Spannungsdifferenz zwischen den Ruhespannungen der Batterien auch höher sein.
Die Stromlast bzw. der Ladestrom innerhalb der Pulsdauer werden zweckmäßigerweise derart gewählt, dass gewährleistet wird, dass innerhalb der Pulsdauer die Spannung der ersten Batterie niedriger ist/wird als die Spannung der zweiten Batterie. Je höher die Spannungsdifferenz zwischen den Ruhespannungen der Batterien ist, desto höher ist vorzugsweise die zumindest benötigte Stromlast bzw. der zumindest benötigte Ladestrom innerhalb der Pulsdauer.
Vorteilhafterweise beträgt die Pulsdauer, für die zweckmäßigerweise die Stromlast bzw. der Ladestrom angelegt wird, mindestens 1 s. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass die Spannung der zu beeinflussenden Batterie ausreichend beeinflusst wird.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Pulsdauer maximal 50 s beträgt. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass das Parallelschalten zeiteffizient abläuft.
Nach der Pulsdauer wird die Stromlast bzw. der Ladestrom vorzugsweise derart zumindest reduziert, dass dann, wenn die Batterien nicht parallel geschaltet werden würden, bei vollständiger Relaxation der beeinflussten Spannung ein Gleichgewichtszustand erreicht werden würde, bei dem vorzugsweise die Spannung der ersten Batterie höher wäre als die Spannung der zweiten Batterie.
Es ist vorteilhaft, wenn nach der Pulsdauer die Stromlast bzw. der Ladestrom um zumindest 70%, insbesondere um zumindest 90%, reduziert wird.
Je niedriger die Differenz der Ruhespannungen, d.h. der Unterschied zwischen den Ruhespannungen, ist, desto höher ist vorzugsweise die Reduktion zu wählen. Je höher die Stromlast bzw. der Ladestrom ist, desto höher ist vorzugsweise die Reduktion zu wählen.
Vorzugsweise gelten die Spannungen als angeglichen, wenn der Unterschied zwischen der Spannung der ersten Batterie und der Spannung der zweiten Batterie weniger als 0,1%, insbesondere von weniger als 0,05%, beträgt. Als Bezugsgröße kann beispielsweise die Spannung der nicht beeinflussten Batterie gelten, welche der Ruhespannung dieser Batterie entspricht.
Mittels der parallel geschalteten Batterien kann zumindest ein Verbraucher betrieben werden.
Wenn die nach dem zuvor genannten Verfahren parallel geschalteten Batterien zum Betreiben zumindest eines Verbrauchers verwendet werden, ist es vorteilhaft, wenn beim Parallelschalten an die erste Batterie die Stromlast angelegt wird.
Der Verbraucher kann den zuvor genannten Lastwiderstand aufweisen. Ferner kann der zuvor genannte Lastwiderstand separat zu dem Verbraucher sein.
Ferner können die parallel geschalteten Batterien unter Verwendung einer Versorgungseinheit aufgeladen werden, d.h. das erfindungsgemäße Verfahren zum Parallelschalten von Batterien kann insbesondere für ein Aufladen der Batterien verwendet werden.
Wenn die parallel geschalteten Batterien unter Verwendung einer Versorgungseinheit aufgeladen werden, ist es vorteilhaft, dass beim Parallelschalten an die zweite Batterie der Ladestrom angelegt wird. Die Versorgungseinheit kann dabei den Ladestrom bereitstellen.
Ferner ist die Erfindung gerichtet auf eine Schaltvorrichtung mit zumindest zwei Batterien, wobei die erste Batterie eine höhere Ruhespannung aufweist als die zweite Batterie, und mit einem Schaltmittel zum Parallelschalten der Batterien.
Die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung weist eine Steuereinheit auf, welche dazu eingerichtet ist, die Spannung einer der Batterien zu beeinflussen, indem für eine vorgegebene Pulsdauer an die erste Batterie unter Verwendung eines Lastwiderstands der Schaltvorrichtung eine Stromlast angelegt wird oder an die zweite Batterie unter Verwendung einer Versorgungseinheit der Schaltvorrichtung ein Ladestrom angelegt wird, sodass innerhalb der Pulsdauer die Spannung der ersten Batterie niedriger als die Spannung der zweiten Batterie wird.
Weiter ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, nach der Pulsdauer die Stromlast oder den Ladestrom zumindest zu reduzieren, sodass die Spannung der beeinflussten Batterie relaxiert, und, wenn sich die Spannung der beeinflussten Batterie an die Spannung der anderen Batterie angeglichen hat, die Batterien parallel zu schalten.
Die Schaltvorrichtung kann zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens eingesetzt werden.
Die Steuereinheit ist vorzugsweise dazu eingerichtet, die Spannungen der Batterien, insbesondere zeitabhängig, zu ermitteln.
Insbesondere kann die Steuereinheit ermitteln, welche Batterie eine höhere Ruhespannung aufweist und damit als erste Batterie aufgefasst wird. Weiter kann die Steuereinheit ermitteln, ob bzw. wann sich die Spannung der beeinflussten Batterie an die Spannung der anderen Batterie angeglichen hat.
Weiterhin kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, die Pulsdauer zu steuern, d.h. vorzugeben. Auf diese Weise kann die Steuereinheit die Dauer steuern, während der die Stromlast bzw. der Ladestrom anliegt.
Ferner kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, die Höhe der Stromlast bzw. die Höhe des Ladestroms zu steuern.
Insbesondere kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, die Höhe der Stromlast bzw. die Höhe des Ladestroms innerhalb der Pulsdauer zu steuern.
Beispielsweise kann die Höhe der Stromlast bzw. des Ladestroms innerhalb der Pulsdauer abhängig davon gesteuert werden, wie hoch die Spannungsdifferenz zwischen den Ruhespannungen der Batterien ist. Die Stromlast bzw. der Ladestrom innerhalb der Pulsdauer werden zweckmäßigerweise derart gesteuert, dass gewährleistet wird, dass innerhalb der Pulsdauer die Spannung der ersten Batterie niedriger als die Spannung der zweiten Batterie wird.
Weiterhin kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, die Höhe der Stromlast bzw. die Höhe des Ladestroms nach der Pulsdauer zu steuern. Das heißt, die Steuereinheit kann dazu eingerichtet sein, die Reduktion der Stromlast bzw. die Höhe des Ladestroms nach der Pulsdauer zu steuern.
Beispielsweise kann die Höhe der Stromlast bzw. des Ladestroms nach der Pulsdauer abhängig davon gesteuert werden, wie hoch die Stromlast bzw. der Ladestrom innerhalb der Pulsdauer ist bzw. war. Weiter kann die Höhe der Stromlast bzw. des Ladestroms nach der Pulsdauer abhängig davon gesteuert werden, wie hoch die Spannungsdifferenz zwischen den Ruhespannungen der Batterien ist.
Ferner kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, das Schaltmittel zu steuern.
Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammengefasst werden. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung kombinierbar. So sind Verfahrensmerkmale auch als Eigenschaft der entsprechenden Vorrichtungseinheit gegenständlich formuliert zu sehen und umgekehrt.
Auch wenn in der Beschreibung bzw. in den Patentansprüchen einige Begriffe jeweils im Singular oder in Verbindung mit einem Zahlwort verwendet werden, soll der Umfang der Erfindung für diese Begriffe nicht auf den Singular oder das jeweilige Zahlwort eingeschränkt sein.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die darin angegebene Kombination von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung eingebracht und mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden.
Es zeigen:

1 eine Schaltvorrichtung mit zwei Batterien, einen Lastwiderstand und einer Steuereinheit,
2 ein Diagramm, für den Fall, dass an die erste Batterie aus 1 für eine Pulsdauer eine Stromlast angelegt wird,
3 eine Schaltvorrichtung mit zwei Batterien, einer Versorgungseinheit und einer Steuereinheit und
4 ein Diagramm, für den Fall, dass an die zweite Batterie aus 3 für eine Pulsdauer ein Ladestrom angelegt wird.

1 zeigt eine Schaltvorrichtung 2 mit zwei Batterien 4, 6 und mit einem Schaltmittel 8 zum Parallelschalten der Batterien 4, 6. Das Schaltmittel 8 zum Parallelschalten der Batterien 4, 6 umfasst zwei Schalter 10. Jeder der Schalter 10 ist mit jeweils einer der Batterien 4, 6 in Reihe geschaltet. Unter Verwendung der Schalter 10 können die Batterien 4, 6 parallel geschaltet werden.
Weiter umfasst die Schaltvorrichtung 2 einen Lastwiderstand 12. Jede der Batterien 4, 6 ist unter Verwendung der Schalter 10 mit dem Lastwiderstand verbindbar. Der Lastwiderstand 12 ist in diesem Beispiel stufenweise veränderbar. Beispielsweise können mehrere Lasten in Reihe zueinander geschaltet werden, um den Lastwiderstand 12 zu verändern.
Die beiden Batterien 4, 6 sind typgleich, das heißt, sie haben eine gleiche Nennkapazität und eine gleiche Maximalspannung.
Die erste Batterie 4 weist die Ruhespannung U_1,Ruhe auf. Die zweite Batterie 6 weist die Ruhespannung U_2,Ruhe auf. Die Ruhespannung U_1,Ruhe der ersten Batterie 4 ist höher als die Ruhespannung U_2,Ruhe der zweiten Batterie 6. Das heißt, dass die erste Batterie 4 eine höhere Ruhespannung U_1,Ruhe aufweist als die zweite Batterie 6. Die höhere Ruhespannung U_1,Ruhe der ersten Batterie 4 wird von einem höheren Ladezustand der ersten Batterie 4 verursacht.
Weiter umfasst die Schaltvorrichtung 2 eine Steuereinheit 14.
Die Ruhespannung U_1,Ruhe der ersten Batterie 4 kann beispielsweise bei 1000 V liegen und die Ruhespannung U_2,Ruhe der zweiten Batterie 6 z. B. bei 999 V.
Die Steuereinheit 14 ist vorzugsweise dazu eingerichtet, die Spannungen U₁(t), U₂(t) der Batterien 4, 6 zeitabhängig zu ermitteln.
Beispielsweise umfasst die Schaltvorrichtung 2 Messeinheiten 16, welche jeweils zum Messen der Spannung U₁(t), U₂(t) einer jeweiligen Batterie 4, 6 eingerichtet sind. Die Messeinheiten 16 sind jeweils parallel zu den Batterien 4, 6 geschaltet und sind als Spannungsmesser ausgestaltet.
Die Steuereinheit 14 kann die Spannungen U₁(t), U₂(t) der Batterien 4, 6 unter Verwendung der Messeinheiten 16 ermitteln. Insbesondere sind die Messeinheiten 16 jeweils über eine Datenverbindung 18 mit der Steuereinheit 14 verbunden. Die Messeinheiten 16 können die gemessenen Spannungen U₁(t), U₂(t) über die Datenverbindung 18 an die Steuereinheit 14 übermitteln.
Der zeitliche Verlauf der Spannungen U₁(t), U₂(t) der Batterien 4, 6 ist in dem in 2 dargestellten Diagramm 20 gezeigt. Der Verlauf der Spannung U₁(t) der ersten Batterie 4 ist im Diagramm 20 als durchgezogene Linie dargestellt. Der Verlauf der Spannung U₂(t) der zweiten Batterie 6 ist im Diagramm 20 als gestrichelte Linie dargestellt.
Die Steuereinheit 14 ermittelt, dass die in 1 zeichnungsgemäß linke Batterie 4 eine höhere Ruhespannung U_1,Ruhe aufweist und damit als erste Batterie 4 aufgefasst wird.
Im ersten Bereich 26 des Diagramms 20 (bei den Zeiten bis t₁ ) liegen die Spannungen U₁(t), U₂(t) jeweils auf den Niveaus der Ruhespannungen U_1,Ruhe , U_2,Ruhe der Batterien 4, 6.
Zum Parallelschalten der Batterien 4, 6 wird zunächst die Spannung U(t) einer der Batterien 4, 6 beeinflusst. Hier wird die Spannung U₁(t) der ersten Batterie 4 beeinflusst, während die Spannung U₂(t) der zweiten Batterie 6 unbeeinflusst, d.h. auf dem Niveau der Ruhespannung U_2,Ruhe , verbleibt.
In diesem Beispiel wird für eine vorgegebene Pulsdauer t_Puls an die erste Batterie 4 unter Verwendung des Lastwiderstands 12 eine Stromlast 22 angelegt, sodass innerhalb der Pulsdauer t_Puls die Spannung U der ersten Batterie 4 niedriger ist/wird als die Ruhespannung U₂ der zweiten Batterie 6. Das heißt, innerhalb der Pulsdauer t_Puls sinkt die Spannung U₁(t) der ersten Batterie 4 unter die Ruhespannung U_2,Ruhe der zweiten Batterie 6 ab („Spannungsabfall“).
Der Spannungsabfall der ersten Batterie 4 ist im Diagramm 20 im zweiten Bereich 30 (bei den Zeiten zwischen t₁ und t₂ ) eingezeichnet.
Die Pulsdauer t_Puls entspricht der Differenz zwischen t₂ und t₁ , kurz: t_Puls = t₂ - t₁.
Um die Stromlast 22 an die erste Batterie 4 anzulegen, wird zum Zeitpunkt t₁ derjenige Schalter 10, welcher mit der ersten Batterie 4 in Reihe verschaltet ist, geschlossen. Während der Pulsdauer fließt ein Entladestrom 24 von der ersten Batterie 4 durch den Lastwiderstand 12.
Zur Steuerung der Schalter 10 sind die Schalter 10 mit der Steuereinheit 14 über eine Datenverbindung 18 verbunden.
Die Steuereinheit 14 ist dazu eingerichtet, die Höhe der Stromlast 22 zu steuern. Beispielsweise können unter Verwendung der Steuereinheit 14 mehrere Lasten miteinander verschaltet werden (nicht gezeigt), um den Lastwiderstand 12 zu verändern. Das heißt, zur Änderung des Lastwiderstands 12 können Lasten zu- und/oder weggeschaltet werden. Zur Steuerung des Lastwiderstands 12 und damit der Stromlast 22 ist die Steuereinheit 14 über eine Datenverbindung 18 mit dem Lastwiderstand 12 verbunden.
Weiter ist die Steuereinheit 14 dazu eingerichtet, die Pulsdauer t_Puls zu steuern. Die Pulsdauer t_Puls liegt zwischen 1 s und 50 s.
Die Spannung U₁(t) der ersten Batterie 4 sinkt bei Anlegen der Stromlast 22 quasi sofort (innerhalb weniger als 100 ms) unter die Ruhespannung U_2,Ruhe der zweiten Batterie 6 ab (siehe 2). Zwar gibt es einen Punkt, an dem die Spannungen U₁(t) und U₂(t) angeglichen sind, ein Parallelschalten der Batterien 4, 6 ist beim Abfall der Spannung U₁(t) aber nicht möglich, da nicht genügend Zeit zur Steuerung zur Verfügung steht.
Die Steuereinheit 14 ist dazu eingerichtet, nach der Pulsdauer t_Puls die Stromlast 22 zumindest zu reduzieren, wobei die Spannung U₁(t) der beeinflussten, hier der ersten Batterie 4 relaxiert.
Wenn die Spannung U₁(t) der ersten Batterie 4 relaxiert, dann steigt die Spannung U₁(t) der ersten Batterie 4 wieder an.
Zum Zeitpunkt t₂ , d h. unmittelbar nach der Pulsdauer t_Puls , wird der Lastwiderstand 12 erhöht, sodass der Entladestrom 24 nach der Pulsdauer t_Puls zumindest reduziert wird. Auf diese Weise wird die Stromlast reduziert.
In diesem Beispiel steigt der Lastwiderstand 12 nach der Pulsdauer t_Puls auf unendlich an, da der Entladestrom 24 zum Zeitpunkt t₂ unterbrochen wird. Das heißt, dass in diesem Beispiel zum Zeitpunkt t₂ die Stromlast 22 auf Null reduziert, d.h. entfernt, wird.
Beispielsweise kann die Stromlast 22 entfernt werden, indem der geschlossene Schalter 10 wieder geöffnet wird.
Weiter kann die Stromlast 22 entfernt werden, indem ein anderer Schalter des Stromkreises geöffnet wird, beispielsweise ein Schalter am Lastwiderstand 12 (nicht dargestellt).
Zweckmäßigerweise erfolgt das Entfernen der Stromlast 22, insbesondere das Öffnen des jeweiligen Schalters, zum Zeitpunkt t₂ unter Verwendung der Steuereinheit 14.
Wird die Stromlast 22 wieder entfernt, so relaxiert die Spannung U₁(t) der ersten Batterie 4, das heißt, die Spannung U₁(t) der ersten Batterie 4 steigt wieder an. Entscheidend ist hierbei, dass die Spannung U₁(t) der ersten Batterie 4 während der Relaxation einem nicht-linearen Verlauf folgt.
Die Spannung U₂(t) der zweiten Batterie 6 verbleibt weiterhin auf dem Niveau der Ruhespannung U_2,Ruhe .
Dann, wenn die Stromlast 22 entfernt bleiben würden und somit die Batterien 4, 6 nicht parallel geschaltet werden würden, würde die Spannung U der ersten Batterie 4 vollständig relaxieren, sodass ein Gleichgewichtszustand erreicht werden würde, bei dem die Spannung U₁(t) der ersten Batterie 4 höher wäre als die Ruhespannung U_2,Ruhe der zweiten Batterie 6. Die Spannung U₁(t) der ersten Batterie 4 wurde sich einer veränderten Ruhespannung annähern, wobei die veränderte Ruhespannung sehr nah an der ursprünglichen Ruhespannung U_1,Ruhe liegen würde, da die Pulsdauer t_Puls vergleichsweise kurz ist und somit die erste Batterie 4 während der Pulsdauer kaum entladen wurde.
Wenn die Spannung U₁(t) der ersten Batterie 4 relaxiert, dann nähert sich die Spannung U₁(t) der ersten Batterie 4 an die Ruhespannung U_2,Ruhe der zweiten Batterie 6 an. Die Relaxation der Spannung U₁(t) der ersten Batterie 4 ist im dritten Bereich 32 des Diagramms 20 (bei den Zeiten zwischen t₂ und t₃ ) dargestellt.
Die Spannung U₁(t) der ersten Batterie 4 folgt im dritten Bereich 32, d.h. während der Relaxation, einem nicht-linearem Verlauf. Insbesondere steigt die Spannung U₁(t) erst sehr steil an (sehr steile Flanke am Anfang der Relaxation) und dann immer weniger steil.
Prinzipiell kann der Lastwiderstand 12 nach der Pulsdauer t_Puls (anstatt auf unendlich) auf einen endlichen Wert erhöht werden, sodass der Entladestrom 24 (teilweise) reduziert wird. Auf diese Weise kann zum Zeitpunkt t₂ die Stromlast 22 teilweise reduziert werden. Dabei ist darauf zu achten, dass nach der Pulsdauer die Stromlast 22 derart reduziert wird, dass dann, wenn die Batterien 4, 6 nicht parallel geschaltet werden würden, bei vollständiger Relaxation der Spannung U₁(t) der ersten Batterie 4 ein Gleichgewichtszustand erreicht werden würde, bei dem die Spannung U₁(t) der ersten Batterie 4 höher wäre als die Ruhespannung U_2,Ruhe der zweiten Batterie 6.
Die Steuereinheit 14 ermittelt die Spannungen U₁(t), U₂(t) der Batterien 4, 6 zeitabhängig.
Die Steuereinheit 14 ist dazu eingerichtet, dann, wenn sich die Spannung U₁(t) der beeinflussten, hier der ersten Batterie 4 an die Spannung U₂(t) der anderen Batterie 6, hier an die Ruhespannung U_2,Ruhe der zweiten Batterie 6, angeglichen hat, die beiden Batterien 4, 6 parallel zueinander zu schalten.
Das heißt, wenn sich die Spannung U₁(t) der ersten Batterie 4 an die Ruhespannung U_2,Ruhe der zweiten Batterie 6 angeglichen hat, werden beide Schalter 10 geschlossen, sofern sie noch nicht geschlossen sind. Auch das Schließen der Schalter 10 erfolgt unter Verwendung der Steuereinheit 14. In diesem Beispiel erfolgt das Schließen der Schalter 10 zum Zeitpunkt t₃ (vgl. 2).
Die Spannungen gelten als angeglichen, wenn der Unterschied zwischen der Spannung der ersten Batterie und der Spannung der zweiten Batterie weniger als 0,5 V, insbesondere weniger als 0,1 V, beträgt.
Insbesondere dauert die Relaxation (t₃-t₂ ) bis zum Angleichen der Spannungen U₂(t) und U₁(t) mindestens 100ms.
Da der Punkt, an dem die Spannungen U₂(t) und U₁(t) angeglichen sind, nicht an der sehr steilen Flanke (am Anfang der Relaxation), sondern im weniger steilen Bereich liegt, kann das Parallelschalten gut gesteuert werden. Insbesondere ist ausreichend Zeit zur Steuerung vorhanden.
Ab dem Zeitpunkt t₃ sind die Batterien 4, 6 parallel zueinander geschaltet.
Mittels der parallel geschalteten Batterien 4, 6 kann zumindest ein Verbraucher betrieben werden. Der Verbraucher kann der zuvor genannte Lastwiderstand 12 sein. Weiter können einzelne und/oder mehrere der zuvor genannten Lasten, welche den Lastwiderstand 12 bilden können, den/die Verbraucher bilden.
Die Batterien können beispielsweise Batterien eines Fahrzeugs sein. Der/die Verbraucher können z. B. ein Motor zum Antreiben des Fahrzeugs, eine Klimaanlage des Fahrzeugs, ein Kühlsystem z. B. für den Motor und/oder für die Batterien, ein Lichtsystem des Fahrzeugs usw. sein.
Weiter kann eine Last z. B. ein Motor zum Antreiben des Fahrzeugs, eine Klimaanlage des Fahrzeugs, ein Kühlsystem z. B. für den Motor und/oder für die Batterien, ein Lichtsystem des Fahrzeugs usw. sein. In dem Lastwiderstand können eine und/oder mehrere dieser Lasten miteinander verschaltet sein. Die Lasten können zu- und/oder wegschaltbar sein (nicht gezeigt) .
3 zeigt eine andere Schaltvorrichtung 34 mit zwei Batterien 4, 6, einem Schaltmittel 8 zum Parallelschalten der Batterien 4, 6 und eine Steuereinheit 14.
Prinzipiell können die Batterien 4, 6, das Schaltmittel 8 zum Parallelschalten der Batterien 4, 6 und die Steuereinheit 14 dieselben wie in 1 sein.
Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel aus 1 und 2, auf das bezüglich gleich bleibender Merkmale und Funktionen verwiesen wird. Im Wesentlichen gleich bleibende Elemente werden grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht erwähnte Merkmale sind in das folgende Ausführungsbeispiel übernommen, ohne dass sie erneut beschrieben sind.
Die Schaltvorrichtung 2 umfasst keinen Lastwiderstand 12 oder ein Lastwiderstand 12 ist weggeschaltet, d.h. ein Schalter am Lastwiderstand 12 (vgl. 1) ist geöffnet.
Die Ruhespannung U_1,Ruhe der ersten Batterie kann beispielsweise bei 52 V liegen und die Ruhespannung U_2,Ruhe der zweiten Batterie bei 50 V.
Die Schaltvorrichtung 2 umfasst eine Versorgungseinheit 36.
Die Versorgungseinheit 36 kann beispielsweise ein Ladegerät sein.
Der zeitliche Verlauf der Spannungen U₁(t), U₂(t) der Batterien 4, 6 aus 3 ist in dem in 4 dargestellten Diagramm 38 gezeigt. Der Verlauf der Spannung U₁(t) der ersten Batterie 4 ist im Diagramm 38 als gestrichelte Linie dargestellt. Der Verlauf der Spannung U₂(t) der zweiten Batterie 6 ist im Diagramm 38 als durchgezogene Linie dargestellt.
Die Steuereinheit 14 ermittelt, dass die in 3 zeichnungsgemäß linke Batterie 4 eine höhere Ruhespannung U_1,Ruhe aufweist und damit als erste Batterie 4 aufgefasst wird.
Im ersten Bereich 44 des Diagramms 38 (bei den Zeiten bis t₁ ) befinden sich die Spannungen U₁(t), U₂(t) auf den Niveaus der jeweiligen Ruhespannung U_1,Ruhe , U_2,Ruhe der Batterien 4, 6.
Zum Parallelschalten der Batterien 4, 6 wird zunächst die Spannung U₁(t), U₂(t) einer der Batterien 4, 6 beeinflusst. Hier wird die Spannung U₂(t) der zweiten Batterie 6 beeinflusst, während die Spannung U₁(t) der ersten Batterie 4 unbeeinflusst, d.h. auf dem Niveau der Ruhespannung U_1,Ruhe , verbleibt.
Die Steuereinheit 14 ist dazu eingerichtet, an die zweite Batterie 6 unter Verwendung der Versorgungseinheit 36 einen Ladestrom 40 anzulegen.
In diesem Beispiel wird für eine vorgegebene Pulsdauer t_Puls an die zweite Batterie 6 unter Verwendung der Versorgungseinheit 36 ein Ladestrom 40 angelegt, wobei innerhalb der Pulsdauer t_Puls die Spannung U₁(t) der ersten Batterie 4 niedriger ist/wird als die Spannung U₂(t) der zweiten Batterie 6. In diesem Fall steigt die Spannung U₂(t) der zweiten Batterie 6 innerhalb der Pulsdauer t_Puls über die Ruhespannung U_1,Ruhe der ersten Batterie 4 an („Spannungsanstieg“).
Der Spannungsanstieg der zweiten Batterie 6 ist im Diagramm 38 im zweiten Bereich 46 (bei den Zeiten zwischen t₁ und t ₂ ) eingezeichnet.
Um den Ladestrom 40 an die zweite Batterie 6 anzulegen, wird zum Zeitpunkt t₁ derjenige Schalter 10, welcher mit der zweiten Batterie 6 in Reihe verschaltet ist, geschlossen. Während der Pulsdauer t_Puls fließt der Ladestrom 40 von der Versorgungseinheit 36 durch die zweite Batterie 6.
Die Schalter 10 werden mittels der Steuereinheit 14 gesteuert.
Die Steuereinheit 14 ist dazu eingerichtet, die Höhe des Ladestroms 40 zu steuern. Die Steuereinheit 14 kann insbesondere die Versorgungseinheit 36 ansteuern. Zur Steuerung des Ladestroms 40 ist die Steuereinheit 14 über eine Datenverbindung 18 mit der Versorgungseinheit 36 verbunden.
Weiter ist die Steuereinheit 14 dazu eingerichtet, die Pulsdauer t_Puls zu steuern. Die Pulsdauer t_Puls liegt zwischen 1 s und 50 s.
Die Spannung U₂(t) der zweiten Batterie 6 steigt bei Anlegen des Ladestroms 40 quasi sofort (innerhalb weniger als 100 ms) über die Ruhespannung U_1,Ruhe der ersten Batterie 4 an (siehe 4). Zwar gibt es einen Punkt, an dem die Spannungen U₁(t) und U₂(t) angeglichen sind, ein Parallelschalten der Batterien 4, 6 ist beim Anstieg der Spannung U₁(t) aber nicht möglich, da nicht genügend Zeit zur Steuerung zur Verfügung steht.
Die Steuereinheit 14 ist dazu eingerichtet, nach der Pulsdauer t_Puls den Ladestrom 40 zumindest zu reduzieren, wobei die Spannung U₂(t) der beeinflussten, hier der zweiten Batterie 6 relaxiert.
Wenn die Spannung U₂(t) der zweiten Batterie 6 relaxiert, dann sinkt die Spannung U₂(t) der zweiten Batterie 6 wieder ab.
In diesem Beispiel wird der Ladestrom 40 nach der Pulsdauer tpuls, d.h. zum Zeitpunkt t₂ , auf Null reduziert, d.h. entfernt.
Wird der Ladestrom 40 wieder entfernt, so relaxiert die Spannung U₂(t) der zweiten Batterie 6, d.h. die Spannung U₂(t) der zweiten Batterie 6 sinkt wieder ab. Entscheidend ist hierbei, dass die Spannung U₂(t) der zweiten Batterie 6 während der Relaxation einem nicht-linearem Verlauf folgt.
Die Spannung U₁(t) der ersten Batterie 4 verbleibt weiter auf dem Niveau der Ruhespannung U_1,Ruhe .
Wenn die Spannung U₂(t) der zweiten Batterie 6 relaxiert, dann nähert sich die Spannung U₂(t) der zweiten Batterie 6 an die Ruhespannung U_1,Ruhe der ersten Batterie 4 an. Die Relaxation der Spannung U₂(t) der zweiten Batterie 6 ist im dritten Bereich 48 des Diagramms 38 (bei den Zeiten zwischen t₂ und t₃ ) dargestellt.
Die Spannung U₂(t) der zweiten Batterie 6 folgt im dritten Bereich 48, d.h. während der Relaxation, einem nicht-linearem Verlauf, insbesondere einer Exponentialfunktion mit negativem Exponenten. Insbesondere sinkt die Spannung U₂(t) erst sehr steil ab (sehr steile Flanke am Anfang der Relaxation) und dann immer weniger steil.
Prinzipiell kann der Ladestrom 40 nach der Pulsdauer t_Puls (anstatt auf unendlich) nur teilweise reduziert werden. Dabei ist darauf zu achten, dass die nach der Pulsdauer t_Puls der Ladestrom 40 derart reduziert wird, dass dann, wenn die Batterien 4, 6 nicht parallel geschaltet werden würden, bei vollständiger Relaxation der Spannung U₂(t) der zweiten Batterie 6 ein Gleichgewichtszustand erreicht werden würde, bei dem die Spannung U₂(t) der zweiten Batterie 6 niedriger wäre als die Ruhespannung U_1,Ruhe der ersten Batterie 4.
Die Steuereinheit 14 ist dazu eingerichtet, dann, wenn sich die Spannung U₂(t) der beeinflussten, hier der zweiten Batterie 6 an die Spannung U₁(t) der anderen Batterie, hier an die Ruhespannung U_1,Ruhe der ersten Batterie 4, angeglichen hat, die beiden Batterien 4, 6 parallel zueinander zu schalten.
Das heißt, wenn sich die Spannung U der zweiten Batterie 6 an die Ruhespannung U₁ der ersten Batterie 4 angeglichen hat, werden beide Schalter 10 geschlossen, sofern sie noch nicht geschlossen sind. In diesem Beispiel erfolgt das Schließen der Schalter 10 zum Zeitpunkt t₃ .
Da der Punkt, an dem die Spannungen U₂(t) und U₁(t) angeglichen sind, nicht an der sehr steilen Flanke (am Anfang der Relaxation), sondern im weniger steilen Bereich liegt, kann das Parallelschalten gut gesteuert werden. Insbesondere ist ausreichend Zeit zur Steuerung vorhanden.
Ab dem Zeitpunkt t₃ sind die Batterien 4, 6 parallel zueinander geschaltet.
Die parallel geschalteten Batterien können unter Verwendung der Versorgungseinheit 36 aufgeladen werden.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Verfahren zum Parallelschalten von zumindest zwei Batterien (4, 6), wobei die erste Batterie (4) eine höhere Ruhespannung (U_1,Ruhe) aufweist als die zweite Batterie (6), bei dem - die Spannung (U₁, U₂) einer der Batterien (4, 6) beeinflusst wird, indem für eine vorgegebene Pulsdauer (t_Puls) an die erste Batterie (4) eine Stromlast (22) oder an die zweite Batterie (6) ein Ladestrom (40) angelegt wird, sodass innerhalb der Pulsdauer (t_Puls) die Spannung (U₁) der ersten Batterie (4) niedriger als die Spannung (U₂) der zweiten Batterie (6) wird, - nach der Pulsdauer (t_Puls) die Stromlast (22) oder der Ladestrom (40) zumindest reduziert wird, wobei die Spannung (U₁, U₂) der beeinflussten Batterie (4, 6) relaxiert, und - wenn sich die Spannung (U₁, U₂) der beeinflussten Batterie (4, 6) an die Spannung (U₁, U₂) der anderen Batterie (4, 6) angeglichen hat, die Batterien (4, 6) parallel geschaltet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem - wenn an die erste Batterie (4) eine Stromlast (22) angelegt wird, innerhalb der Pulsdauer (t_Puls) die Spannung (U₁) der ersten Batterie (4) unter die Ruhespannung (U_2,Ruhe) der zweiten Batterie (6) absinkt, und - wenn nach der Pulsdauer (t_Puls) die Stromlast (22) zumindest reduziert wird, die Spannung (U₁) der ersten Batterie (4) sich an die Ruhespannung (U_2,Ruhe) der zweiten Batterie (6) annähert.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem in dem Fall, dass an die erste Batterie (4) eine Stromlast (22) angelegt wird, während der Pulsdauer (t_Puls) ein von der ersten Batterie (4) erzeugter Entladestrom (24) durch einen Lastwiderstand (12) geführt wird, wobei nach der Pulsdauer (t_Puls) der Lastwiderstand (12) erhöht wird, sodass der Entladestrom (24) nach der Pulsdauer (t_Puls) reduziert und/oder unterbrochen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem - wenn an die zweite Batterie (6) ein Ladestrom (40) angelegt wird, die Spannung (U₂) der zweiten Batterie (6) innerhalb der Pulsdauer (t_Puls) über die Ruhespannung (U_1,Ruhe) der ersten Batterie (4) ansteigt, und - wenn nach der Pulsdauer (t_Puls) der Ladestrom (40) zumindest reduziert wird, sich die Spannung (U₂) der zweiten Batterie (6) an die Ruhespannung (U_1,Ruhe) der ersten Batterie (4) annähert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Batterien (4, 6) typgleich sind und die erste Batterie (4) einen höheren Ladezustand aufweist als die zweite Batterie (6).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Ruhespannung (U_1,Ruhe) der ersten Batterie (4) um zumindest 0,1% und/oder um zumindest 0,2 V, insbesondere um zumindest 0,5 V, höher liegt als die Ruhespannung (U_2,Ruhe) der zweiten Batterie (6).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Ruhespannung (U_1,Ruhe) der ersten Batterie (4) um maximal 5% höher liegt als die Ruhespannung (U_2,Ruhe) der zweiten Batterie (6).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Pulsdauer (t_Puls) mindestens 1 s und maximal 50 s beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem nach der Pulsdauer (t_Puls) die Stromlast (22) oder der Ladestrom (40) derart zumindest reduziert wird, dass wenn die Batterien (4, 6) nicht parallel geschaltet werden, bei vollständiger Relaxation der beeinflussten Spannung (U₁, U₂) ein Gleichgewichtszustand erreicht wird, bei dem die Spannung (U₁) der ersten Batterie (4) höher als die Spannung (U₂) der zweiten Batterie (6) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem nach der Pulsdauer (t_Puls) die Stromlast (22) oder der Ladestrom (40) um zumindest 70%, insbesondere um zumindest 90%, reduziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Spannungen (U₁, U₂) als angeglichen gelten, wenn die Spannungsdifferenz weniger als 0,1%, insbesondere von weniger als 0,05%, beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mittels der parallel geschalteten Batterien (4, 6) zumindest ein Verbraucher (12) betrieben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die parallel geschalteten Batterien (4, 6) unter Verwendung einer Versorgungseinheit (36) aufgeladen werden.
Schaltvorrichtung (2, 34), aufweisend zumindest zwei Batterien (4, 6), wobei die erste Batterie (4) eine höhere Ruhespannung (U_1, _Ruhe) aufweist als die zweite Batterie (6), ein Schaltmittel (8) zum Parallelschalten der Batterien (4, 6) und eine Steuereinheit (14), welche dazu eingerichtet ist - die Spannung (U₁, U₂) einer der Batterien (4, 6) zu beeinflussen, indem für eine vorgegebene Pulsdauer (t_Puls) an die erste Batterie (4) unter Verwendung eines Lastwiderstands (12) der Schaltvorrichtung (2) eine Stromlast (22) angelegt wird oder an die zweite Batterie (6) unter Verwendung einer Versorgungseinheit (36) der Schaltvorrichtung (34) ein Ladestrom (40) angelegt wird, sodass innerhalb der Pulsdauer (t_Puls) die Spannung (U₁) der ersten Batterie (4) niedriger als die Spannung (U₂) der zweiten Batterie (6) wird, - nach der Pulsdauer (t_Puls) die Stromlast (22) oder den Ladestrom (40) zumindest zu reduzieren, wobei die Spannung (U₁, U₂) der beeinflussten Batterie (4, 6) relaxiert, und - wenn sich die Spannung (U₁, U₂) der beeinflussten Batterie (4, 6) an die Spannung (U₁, U₂) der anderen Batterie (4, 6) angeglichen hat, die Batterien (4, 6) parallel zu schalten.
Schaltvorrichtung (2, 34) nach Anspruch 14, wobei die Steuereinheit (14) dazu eingerichtet ist, die Spannungen (U₁, U₂) der Batterien (4, 6) zeitabhängig zu ermitteln, die Pulsdauer (t_Puls) zu steuern und/oder die Höhe der Stromlast (22) oder des Ladestroms (40) zu steuern.
Fahrzeug, aufweisend zumindest eine Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15.