DE102019216961A1 - Method for charging at least two electrical energy storage devices and a vehicle - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Laden von zumindest zwei elektrischen Energiespeichern und Fahrzeug,wobei in einem ersten Verfahrensschritt ein jeweiliger Betriebsparameter des jeweiligen elektrischen Energiespeichers erfasst wird,wobei in einem zweiten Verfahrensschritt die elektrischen Energiespeicher, deren Betriebsparameter unterhalb eines ersten Grenzwertes liegen, geladen werden,wobei in einem dritten Verfahrensschritt, wenn ein Wert eines Betriebsparameters eines elektrischen Energiespeichers den ersten Grenzwert erreicht, der Ladevorgang für diesen elektrischen Energiespeicher unterbrochen wird,wobei in einem vierten Verfahrensschritt ein Wert eines Betriebsparameters eines letzten elektrischen Energiespeichers den ersten Grenzwert erreicht,wobei in einem fünften Verfahrensschritt überprüft wird, ob die Werte der Betriebsparameter aller elektrischen Energiespeicher innerhalb eines Wertebereichs unterhalb des ersten Grenzwertes liegen,wobei in einem sechsten Verfahrensschritt, wenn im fünften Verfahrensschritt der Wert des Betriebsparameters eines elektrischen Energiespeichers unterhalb des Wertebereichs liegt, dieser elektrische Energiespeicher geladen wird, bis sein Betriebsparameter den ersten Grenzwert erreicht,wobei in einem siebten Verfahrensschritt, wenn alle Betriebsparameter innerhalb des Wertebereichs unterhalb des ersten Grenzwertes liegen, alle elektrischen Energiespeicher gleichzeitig geladen werden,wobei in einem achten Verfahrensschritt der Ladevorgang für alle elektrischen Energiespeicher beendet wird.A method for charging at least two electrical energy storage devices and a vehicle, wherein in a first method step a respective operating parameter of the respective electrical energy storage device is recorded, wherein in a second method step the electrical energy storage devices whose operating parameters are below a first limit value are charged, with a third Method step, when a value of an operating parameter of an electrical energy store reaches the first limit value, the charging process for this electrical energy store is interrupted, wherein in a fourth process step a value of an operating parameter of a last electrical energy store reaches the first limit value, whereby it is checked in a fifth process step, whether the values of the operating parameters of all electrical energy stores are within a value range below the first limit value, wherein in a sixth method step, if in the fifth ver driving step the value of the operating parameter of an electrical energy store is below the range of values, this electrical energy store is charged until its operating parameter reaches the first limit value, wherein in a seventh process step, when all the operating parameters are within the range of values below the first limit value, all electrical energy stores are charged simultaneously be, the charging process for all electrical energy storage is ended in an eighth method step.

Description

Feld der ErfindungField of invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Laden von zumindest zwei elektrischen Energiespeichern und ein Fahrzeug.The present invention relates to a method for charging at least two electrical energy stores and a vehicle.

Stand der TechnikState of the art

Die US 2016/0094067 A1 offenbart eine Ladeeinheit für mehrere Batterien.The US 2016/0094067 A1 discloses a charging unit for multiple batteries.

Die US 2017/0141589 A1 zeigt ein Batteriesystem, dass eine Vielzahl von Batterietypen mittels eines Schalters verbindet.The US 2017/0141589 A1 shows a battery system that connects a variety of battery types by means of a switch.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Kern der Erfindung bei dem Verfahren zum Laden von zumindest zwei elektrischen Energiespeichern besteht darin, dass das Verfahren die zeitlich aufeinander folgenden Verfahrensschritte aufweist: wobei in einem ersten Verfahrensschritt ein jeweiliger Betriebsparameter des jeweiligen elektrischen Energiespeichers erfasst wird, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt die elektrischen Energiespeicher, deren Betriebsparameter unterhalb eines ersten Grenzwertes liegen, geladen werden, wobei in einem dritten Verfahrensschritt, wenn ein Wert eines Betriebsparameters eines elektrischen Energiespeichers den ersten Grenzwert erreicht, der Ladevorgang für diesen elektrischen Energiespeicher unterbrochen wird, wobei in einem vierten Verfahrensschritt ein Wert eines Betriebsparameters eines letzten elektrischen Energiespeichers den ersten Grenzwert erreicht, wobei in einem fünften Verfahrensschritt überprüft wird, ob die Werte der Betriebsparameter aller elektrischen Energiespeicher innerhalb eines Wertebereichs unterhalb des ersten Grenzwertes liegen, wobei in einem sechsten Verfahrensschritt, wenn im fünften Verfahrensschritt der Wert des Betriebsparameters eines elektrischen Energiespeichers unterhalb des Wertebereichs liegt, dieser elektrische Energiespeicher geladen wird, bis sein Betriebsparameter den ersten Grenzwert erreicht, wobei in einem siebten Verfahrensschritt, wenn alle Betriebsparameter innerhalb des Wertebereichs unterhalb des ersten Grenzwertes liegen, alle elektrischen Energiespeicher gleichzeitig geladen werden, wobei in einem achten Verfahrensschritt der Ladevorgang für alle elektrischen Energiespeicher beendet wird, wenn ein Wert eines Betriebsparameters eines elektrischen Energiespeichers einen zweiten Grenzwert erreicht.The essence of the invention in the method for charging at least two electrical energy stores is that the method has the successive method steps: in a first method step a respective operating parameter of the respective electrical energy store is recorded, with the electrical energy store in a second method step whose operating parameters are below a first limit value, are charged, wherein in a third method step, when a value of an operating parameter of an electrical energy store reaches the first limit value, the charging process for this electrical energy store is interrupted, in a fourth process step a value of an operating parameter of a last electrical energy store reached the first limit value, it being checked in a fifth method step whether the values of the operating parameters of all electrical energy stores within ei nes range of values lie below the first limit value, wherein in a sixth process step, if in the fifth process step the value of the operating parameter of an electrical energy store is below the value range, this electrical energy store is charged until its operating parameter reaches the first limit value, wherein in a seventh process step, if all operating parameters are within the range of values below the first limit value, all electrical energy stores are charged simultaneously, with the charging process for all electrical energy stores being terminated in an eighth method step when a value of an operating parameter of an electrical energy store reaches a second limit value.

Hintergrund der Erfindung ist, dass mittels des Verfahrens elektrische Energiespeicher mit unterschiedlichen Betriebszuständen, insbesondere Ladezuständen, gleichzeitig und dadurch schnell geladen werden können. Dabei ist das Ladeverfahren für eine beliebige Anzahl von elektrischen Energiespeichern geeignet.The background to the invention is that, by means of the method, electrical energy stores with different operating states, in particular charge states, can be charged simultaneously and thereby quickly. The charging process is suitable for any number of electrical energy stores.

Vorteilhafterweise ist der Grenzwert für den Betriebsparameter dabei kleiner als 90 % und größer als 70 % eines Maximalwerts des Betriebsparameters, insbesondere beträgt dieser 80 % des Maximalwerts.The limit value for the operating parameter is advantageously less than 90% and greater than 70% of a maximum value of the operating parameter, in particular it is 80% of the maximum value.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Betriebsparameter der elektrischen Energiespeicher während des Verfahrens kontinuierlich erfasst. Dadurch ist das Verfahren an die aktuellen Betriebsparameter der elektrischen Energiespeicher anpassbar.According to an advantageous embodiment, the operating parameters of the electrical energy storage device are recorded continuously during the method. As a result, the method can be adapted to the current operating parameters of the electrical energy storage device.

Von Vorteil ist es dabei, wenn im dritten Verfahrensschritt sobald ein Betriebsparameter eines weiteren elektrischen Energiespeichers den ersten Grenzwert erreicht, der Ladevorgang für den weiteren elektrischen Energiespeicher ebenfalls unterbrochen wird. Somit werden die Ladevorgänge für die einzelnen elektrischen Energiespeicher nach und nach unterbrochen, sobald der Wert des Betriebsparameters des jeweiligen elektrischen Energiespeichers den ersten Grenzwert erreicht. Erst wenn im vierten Verfahrensschritt der Wert des Betriebsparameters des letzten elektrischen Energiespeichers, der zu Beginn des Verfahrens den kleinsten Wert aufwies, den Grenzwert erreicht, wird das Verfahren mit dem fünften Verfahrensschritt fortgesetzt.It is advantageous if, in the third method step, as soon as an operating parameter of a further electrical energy store reaches the first limit value, the charging process for the further electrical energy store is also interrupted. The charging processes for the individual electrical energy stores are thus gradually interrupted as soon as the value of the operating parameter of the respective electrical energy store reaches the first limit value. Only when the value of the operating parameter of the last electrical energy store, which had the lowest value at the beginning of the method, reaches the limit value in the fourth method step, the method is continued with the fifth method step.

Vorteilhafterweise ist der zweite Grenzwert größer als der erste Grenzwert.The second limit value is advantageously greater than the first limit value.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die elektrischen Energiespeicher im zweiten Verfahrensschritt mit einem konstanten Strom geladen werden. Dadurch ist eine maximale Ladeleistung einstellbar, da die elektrischen Energiespeicher unterhalb des ersten Grenzwertes robust gegenüber hohen Ladeleistungen sind.It is also advantageous if the electrical energy stores are charged with a constant current in the second method step. As a result, a maximum charging power can be set, since the electrical energy stores are robust against high charging powers below the first limit value.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden der oder die elektrischen Energiespeicher im sechsten Verfahrensschritt und/oder im siebten Verfahrensschritt mit einer konstanten Spannung geladen. Beim Laden mit konstanter Spannung werden die elektrischen Energiespeicher schonend geladen, so das eine Schädigung der elektrischen Energiespeicher vermieden werden kann.According to a further advantageous embodiment, the electrical energy store (s) are charged with a constant voltage in the sixth method step and / or in the seventh method step. When charging with constant voltage, the electrical energy storage devices are charged gently, so that damage to the electrical energy storage devices can be avoided.

Von Vorteil ist es dabei, wenn der oder die elektrischen Energiespeicher, dessen oder deren Ladevorgang im dritten Verfahrensschritt unterbrochen wurde, relaxiert. Somit kann auf einen auf das Verfahren zum Laden folgenden Balancingvorgang zur Angleichung der Betriebsparameter der elektrischen Energiespeicher verzichtet werden. Zusätzlich erhöht sich die Ladekapazität.It is advantageous here if the electrical energy store (s) whose charging process was interrupted in the third method step relaxes. Thus, a balancing process following the charging method can be used to adjust the operating parameters of the electrical Energy storage can be dispensed with. In addition, the loading capacity increases.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird nach dem dritten Verfahrensschritt fortlaufend geprüft, ob der Wert des Betriebsparameters eines relaxierenden elektrischen Energiespeichers auf einen Wert unterhalb des Wertebereichs abgesunken ist, wobei sobald der Wert eines Betriebsparameters auf einen Wert unterhalb des Wertebereichs abgesunken ist, der relaxierende elektrische Energiespeicher wieder geladen wird, bis der Wert des Betriebsparameters wieder den ersten Grenzwert erreicht, insbesondere wobei der elektrische Energiespeicher mit konstantem Strom geladen wird. Dadurch kann auf den sechsten Verfahrensschritt verzichtet werden, da im fünften Verfahrensschritt die Werte der Betriebsparameter aller elektrischen Energiespeicher innerhalb des Wertebereichs unterhalb des ersten Grenzwertes liegen. Das Verfahren zu Laden kann also noch weiter beschleunigt werden.According to a further advantageous embodiment, according to the third method step, it is continuously checked whether the value of the operating parameter of a relaxing electrical energy store has dropped to a value below the value range, the relaxing electrical energy store as soon as the value of an operating parameter has dropped to a value below the value range is charged again until the value of the operating parameter reaches the first limit value again, in particular wherein the electrical energy store is charged with a constant current. As a result, the sixth method step can be dispensed with, since in the fifth method step the values of the operating parameters of all electrical energy stores are within the value range below the first limit value. The charging process can therefore be accelerated even further.

Der Kern der Erfindung bei dem Fahrzeug, aufweisend zumindest einen ersten elektrischen Energiespeicher und einen zweiten elektrischen Energiespeicher, insbesondere wobei das Fahrzeug eingerichtet ist, die elektrischen Energiespeicher mittels eines Verfahrens wie zuvor beschrieben beziehungsweise nach einem der auf das Verfahren bezogenen Ansprüche zu laden, besteht darin, dass das Fahrzeug eine einzige Ladevorrichtung und eine Schalteinheit aufweist, wobei die Schalteinheit zwischen der Ladevorrichtung und den elektrischen Energiespeichern angeordnet ist, wobei die Schalteinheit eingerichtet ist, die Ladevorrichtung mit dem ersten elektrischen Energiespeicher oder mit dem zweiten elektrischen Energiespeicher oder mit dem ersten elektrischen Energiespeicher und dem zweiten elektrischen Energiespeicher zu verbinden.The essence of the invention in the vehicle, having at least one first electrical energy store and a second electrical energy store, in particular wherein the vehicle is set up to charge the electrical energy store by means of a method as described above or according to one of the claims related to the method, is that the vehicle has a single charging device and a switching unit, wherein the switching unit is arranged between the charging device and the electrical energy storage device, wherein the switching unit is set up, the charging device with the first electrical energy storage device or with the second electrical energy storage device or with the first electrical energy storage device and to connect the second electrical energy store.

Hintergrund der Erfindung ist, dass ein Fahrzeug mit mehreren unabhängigen elektrischen Energiespeichern nur eine einzige integrierte Ladevorrichtung aufweist. Dabei können die elektrischen Energiespeicher in Abhängigkeit von ihren Betriebsparametern mittels der Schalteinheit mit der Ladevorrichtung verbunden oder von dieser getrennt werden.The background to the invention is that a vehicle with several independent electrical energy stores has only a single integrated charging device. The electrical energy stores can be connected to or disconnected from the charging device by means of the switching unit, depending on their operating parameters.

Vorteilhafterweise können die elektrischen Energiespeicher mittels der Ladevorrichtung und der Schalteinheit gleichzeitig oder einzeln geladen werden. Sobald ein elektrischer Energiespeicher vollständig oder bis zu einem ersten oder zweiten Grenzwert geladen ist, kann dieser von der Ladevorrichtung getrennt werden und der andere elektrische Energiespeicher kann weiter geladen werden.The electrical energy stores can advantageously be charged simultaneously or individually by means of the charging device and the switching unit. As soon as an electrical energy store is fully charged or up to a first or second limit value, it can be disconnected from the charging device and the other electrical energy store can be charged further.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous embodiments of the present invention are the subject of the subclaims.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Fahrzeug einen ersten Elektromotor und einen dritten Elektromotor auf, wobei der erste Elektromotor aus dem ersten elektrischen Energiespeicher gespeist ist, wobei der dritte Elektromotor aus dem zweiten elektrischen Energiespeicher gespeist ist. Dadurch ist eine einzige Ladevorrichtung für zwei voneinander unabhängige Antriebe verwendbar.According to an advantageous embodiment, the vehicle has a first electric motor and a third electric motor, the first electric motor being fed from the first electrical energy store, the third electric motor being fed from the second electrical energy store. As a result, a single charging device can be used for two independent drives.

Von Vorteil ist es weiterhin, wenn das Fahrzeug eine erste Antriebsachse, ein erstes Getriebe und einen zweiten Elektromotor aufweist, wobei die erste Antriebsachse mittels des ersten Getriebes mit dem ersten Elektromotor und/oder dem zweiten Elektromotor verbindbar ist. Somit ist der Antrieb redundant ausführbar und die Verfügbarkeit des Fahrzeuges ist verbessert.It is also advantageous if the vehicle has a first drive axle, a first gearbox and a second electric motor, the first drive axle being connectable to the first electric motor and / or the second electric motor by means of the first gearbox. The drive can thus be implemented redundantly and the availability of the vehicle is improved.

Dabei ist es von Vorteil, wenn das erste Getriebe als Summationsgetriebe und/oder Koppelgetriebe ausgeführt ist.It is advantageous if the first gear is designed as a summation gear and / or coupling gear.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Fahrzeug eine Steuereinheit auf, die signalleitend mit der Schalteinheit, der Ladevorrichtung und den elektrischen Energiespeichern verbunden ist. Die Steuereinheit ist vorteilhafterweise als zentrale Steuereinheit des Fahrzeuges ausgeführt.According to a further advantageous embodiment, the vehicle has a control unit which is connected in a signal-conducting manner to the switching unit, the charging device and the electrical energy stores. The control unit is advantageously designed as a central control unit of the vehicle.

Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit eingerichtet, die Schalteinheit anzusteuern. Die Schalteinheit ist also einfach und kostengünstig ausführbar, da alle Auswertungen und Steuerentscheidungen für den Ladevorgang von der Steuereinheit ausführbar sind.The control unit is advantageously set up to control the switching unit. The switching unit can therefore be carried out simply and inexpensively, since all evaluations and control decisions for the charging process can be carried out by the control unit.

Von Vorteil ist es dabei, wenn die Steuereinheit eingerichtet ist, Signale von Sensoren der elektrischen Energiespeicher zu empfangen und auszuwerten. Dadurch ist die Schalteinheit in Abhängigkeit von den ausgewerteten Sensorsignalen ansteuerbar.It is advantageous if the control unit is set up to receive and evaluate signals from sensors of the electrical energy storage device. As a result, the switching unit can be controlled as a function of the evaluated sensor signals.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn das Fahrzeug ein Anschlussmittel aufweist, das elektrisch leitend mit der Ladevorrichtung verbunden ist. Mittels des Anschlussmittels ist die Ladevorrichtung mit einer externen Ladestation verbindbar.It is also advantageous if the vehicle has a connection means that is connected to the charging device in an electrically conductive manner. The charging device can be connected to an external charging station by means of the connection means.

Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.The above configurations and developments can be combined with one another as desired, provided that it makes sense. Further possible configurations, developments and implementations of the invention also include combinations, not explicitly mentioned, of features of the invention described above or below with regard to the exemplary embodiments. In particular, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the present invention.

FigurenlisteFigure list

Im folgenden Abschnitt wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, aus denen sich weitere erfinderische Merkmale ergeben können, auf die die Erfindung aber in ihrem Umfang nicht beschränkt ist, erläutert. Die Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt.In the following section, the invention is explained on the basis of exemplary embodiments from which further inventive features can result, but to which the scope of the invention is not restricted. The exemplary embodiments are shown in the drawings.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1,
  • 2 Spannungswerte (U1, U2, U3, U4) von vier elektrischen Energiespeichern (6, 9) zu einem ersten Zeitpunkt,
  • 3 die Spannungswerte (U1, U2, U3, U4) der vier elektrischen Energiespeicher (6, 9) zu einem zweiten Zeitpunkt und
  • 4 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zum Laden von zumindest zwei elektrischen Energiespeichern (6, 9).
Show it:
  • 1 a schematic representation of a vehicle according to the invention 1 ,
  • 2 Voltage values (U1, U2, U3, U4) of four electrical energy storage devices ( 6th , 9 ) at a first point in time,
  • 3 the voltage values (U1, U2, U3, U4) of the four electrical energy stores ( 6th , 9 ) at a second point in time and
  • 4th a flow chart of a method according to the invention 100 for charging at least two electrical energy storage devices ( 6th , 9 ).

In 1 ist der Antriebsstrang des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 dargestellt.In 1 is the drive train of the vehicle according to the invention 1 shown.

Das Fahrzeug 1 weist auf:

  • - eine erste Antriebsachse 3,
  • - eine zweite Antriebsachse 14,
  • - ein erstes Getriebe 2
  • - ein zweites Getriebe 13,
  • - einen ersten Elektromotor 19,
  • - einen zweiten Elektromotor 4,
  • - einen dritten Elektromotor 12,
  • - einen vierten Elektromotor 15,
  • - einen ersten elektrischen Energiespeicher 6,
  • - einen zweiten elektrischen Energiespeicher 9,
  • - einen ersten Umrichter 18,
  • - einen zweiten Umrichter 5,
  • - einen dritten Umrichter 10,
  • - einen vierten Umrichter 16,
  • - eine Ladevorrichtung 7,
  • - eine Schalteinheit 8,
  • - ein Anschlussmittel 11 und
  • - eine Steuereinheit 17.
The vehicle 1 indicates:
  • - a first drive axle 3 ,
  • - a second drive axle 14th ,
  • - a first transmission 2
  • - a second gearbox 13th ,
  • - a first electric motor 19th ,
  • - a second electric motor 4th ,
  • - a third electric motor 12th ,
  • - a fourth electric motor 15th ,
  • - a first electrical energy storage device 6th ,
  • - A second electrical energy store 9 ,
  • - a first converter 18th ,
  • - a second converter 5 ,
  • - a third converter 10 ,
  • - a fourth converter 16 ,
  • - a loading device 7th ,
  • - a switching unit 8th ,
  • - a connection means 11 and
  • - a control unit 17th .

Die erste Antriebsachse 3 ist mittels des ersten Getriebes 2 mit dem ersten Elektromotor 19 und/oder dem zweiten Elektromotor 4 verbindbar, insbesondere koppelbar. Die erste Antriebsachse 3 ist mittels des ersten Elektromotors 19 und/oder des zweiten Elektromotors 4 antreibbar.The first drive axle 3 is by means of the first gear 2 with the first electric motor 19th and / or the second electric motor 4th connectable, in particular couplable. The first drive axle 3 is by means of the first electric motor 19th and / or the second electric motor 4th drivable.

Die zweite Antriebsachse 14 ist mittels des zweiten Getriebes 13 mit dem dritten Elektromotor 12 und/oder dem vierten Elektromotor 15 verbindbar, insbesondere koppelbar. Die zweite Antriebsachse 14 ist mittels des dritten Elektromotors 12 und/oder des vierten Elektromotors 15 antreibbar.The second drive axle 14th is by means of the second gear 13th with the third electric motor 12th and / or the fourth electric motor 15th connectable, in particular couplable. The second drive axle 14th is by means of the third electric motor 12th and / or the fourth electric motor 15th drivable.

Das erste Getriebe 2 und/oder das zweite Getriebe 13 ist als Kopplungsgetriebe und/oder Summationsgetriebe ausgeführt.The first transmission 2 and / or the second transmission 13th is designed as a coupling gear and / or summation gear.

Der erste Elektromotor 19 ist elektrisch leitend mit dem ersten Umrichter 18 verbunden. Dabei wird der erste Elektromotor 19 aus dem ersten Umrichter 18 gespeist. Der erste Umrichter 18 ist elektrisch leitend mit dem ersten elektrischen Energiespeicher 6 verbunden. Der erste Umrichter 18 ist eingerichtet, aus einer Gleichspannung des ersten elektrischen Energiespeichers 6 eine Wechselspannung für den ersten Elektromotor 19 zu generieren.The first electric motor 19th is electrically conductive with the first inverter 18th connected. This is the first electric motor 19th from the first converter 18th fed. The first converter 18th is electrically conductive to the first electrical energy store 6th connected. The first converter 18th is set up from a DC voltage of the first electrical energy store 6th an alternating voltage for the first electric motor 19th to generate.

Der zweite Elektromotor 4 ist elektrisch leitend mit dem zweiten Umrichter 5 verbunden. Dabei wird der zweite Elektromotor 4 aus dem zweiten Umrichter 5 gespeist. Der zweite Umrichter 5 ist elektrisch leitend mit dem ersten elektrischen Energiespeicher 6 verbunden. Der zweite Umrichter 5 ist eingerichtet, aus einer Gleichspannung des ersten elektrischen Energiespeichers 6 eine Wechselspannung für den zweiten Elektromotor 4 zu generieren.The second electric motor 4th is electrically conductive to the second inverter 5 connected. This is the second electric motor 4th from the second inverter 5 fed. The second converter 5 is electrically conductive to the first electrical energy store 6th connected. The second converter 5 is set up from a DC voltage of the first electrical energy store 6th an alternating voltage for the second electric motor 4th to generate.

Der dritte Elektromotor 12 ist elektrisch leitend mit dem dritten Umrichter 10 verbunden. Dabei wird der dritte Elektromotor 12 aus dem dritten Umrichter 10 gespeist. Der dritte Umrichter 10 ist elektrisch leitend mit dem zweiten elektrischen Energiespeicher 9 verbunden. Der dritte Umrichter 10 ist eingerichtet, aus einer Gleichspannung des zweiten elektrischen Energiespeichers 9 eine Wechselspannung für den dritten Elektromotor 12 zu generieren.The third electric motor 12th is electrically conductive with the third inverter 10 connected. This is the third electric motor 12th from the third converter 10 fed. The third converter 10 is electrically conductive to the second electrical energy store 9 connected. The third converter 10 is set up from a direct voltage of the second electrical energy store 9 an alternating voltage for the third electric motor 12th to generate.

Der vierte Elektromotor 15 ist elektrisch leitend mit dem vierten Umrichter 16 verbunden. Dabei wird der vierte Elektromotor 15 aus dem vierten Umrichter 16 gespeist. Der vierte Umrichter 16 ist elektrisch leitend mit dem zweiten elektrischen Energiespeicher 9 verbunden. Der vierte Umrichter 16 ist eingerichtet, aus einer Gleichspannung des zweien elektrischen Energiespeichers 9 eine Wechselspannung für den vierten Elektromotor 15 zu generieren.The fourth electric motor 15th is electrically conductive with the fourth inverter 16 connected. This is the fourth electric motor 15th from the fourth inverter 16 fed. The fourth converter 16 is electrically conductive to the second electrical energy store 9 connected. The fourth converter 16 is set up from a direct voltage of the two electrical energy stores 9 an alternating voltage for the fourth electric motor 15th to generate.

Vorzugsweise sind der erste elektrische Energiespeicher 6 und der zweite elektrische Energiespeicher 9 gleichartig ausgeführt, insbesondere weisen sie die gleiche Speicherkapazität und/oder die gleiche maximale Spannung und/oder den gleichen maximalen Ladestrom und/oder den gleichen maximalen Entladestrom auf.The first electrical energy stores are preferably used 6th and the second electrical energy store 9 executed in the same way, in particular they have the same storage capacity and / or the same maximum voltage and / or the same maximum charging current and / or the same maximum discharge current.

Die in das Fahrzeug 1 integrierte Ladevorrichtung 7 ist mittels des Anschlussmittels 11 mit einer externen Ladestation elektrisch leitend verbindbar. Die Ladevorrichtung 7 ist eingerichtet den ersten elektrischen Energiespeicher 6 und/oder den zweiten elektrischen Energiespeicher 9 zu laden. Dazu ist zwischen der Ladevorrichtung 7 und den elektrischen Energiespeichern (6, 9) die Schalteinheit 8 angeordnet. Die Schalteinheit 8 ist eingerichtet, die Ladevorrichtung 7 mit einem oder beiden elektrischen Energiespeichern (6, 9) elektrisch leitend zu verbinden. Dazu weist die Schalteinheit 8 Schaltmittel auf.The ones in the vehicle 1 integrated charging device 7th is by means of the connection means 11 Can be electrically connected to an external charging station. The loading device 7th is set up the first electrical energy store 6th and / or the second electrical energy store 9 to load. This is between the loading device 7th and the electrical energy storage ( 6th , 9 ) the switching unit 8th arranged. The switching unit 8th is set up, the charging device 7th with one or both electrical energy storage devices ( 6th , 9 ) to be connected in an electrically conductive manner. The switching unit 8th Switching means on.

Die Steuereinheit 17 ist signalleitend mit den elektrischen Energiespeichern (6, 9), den Umrichtern (5, 10, 16, 18), der Ladevorrichtung 7 und der Schalteinheit 8 verbunden, insbesondere mittels eines Datenbusses, beispielsweise mittels CAN-Bus. Vorzugsweise ist die Steuereinheit 17 mittels der Schalteinheit 8 mit der Ladevorrichtung 7 verbunden. Die Steuereinheit 17 ist eingerichtet, einen Betriebszustand, insbesondere einen Ladezustand, eines jeweiligen elektrischen Energiespeichers (6, 9) zu erfassen und auszuwerten und die Schalteinheit 8 und/oder die Ladevorrichtung 7 in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des jeweiligen elektrischen Energiespeichers (6, 9) anzusteuern.The control unit 17th is signal-conducting with the electrical energy storage ( 6th , 9 ), the converters ( 5 , 10 , 16 , 18th ), the loading device 7th and the switching unit 8th connected, in particular by means of a data bus, for example by means of a CAN bus. Preferably the control unit is 17th by means of the switching unit 8th with the loading device 7th connected. The control unit 17th is set up to record an operating state, in particular a state of charge, of a respective electrical energy store ( 6th , 9 ) to record and evaluate and the switching unit 8th and / or the charging device 7th depending on the operating status of the respective electrical energy storage device ( 6th , 9 ) head for.

Vorzugsweise ist die Steuereinheit 17 als zentrale Steuereinheit des Fahrzeugs 1 ausgeführt. Als zentrale Steuereinheit des Fahrzeugs 1 ist die Steuereinheit 17 signalleitend mit Sensoren und einer Bedienschnittstelle des Fahrzeugs 1 verbunden.Preferably the control unit is 17th as the central control unit of the vehicle 1 executed. As the central control unit of the vehicle 1 is the control unit 17th signal-conducting with sensors and an operator interface of the vehicle 1 connected.

Gemäß eines weiteren in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispiels weist das Fahrzeug für jeden Elektromotor jeweils einen elektrischen Energiespeicher und/oder einen weiteren redundanten elektrischen Energiespeicher auf. Dabei sind alle elektrischen Energiespeicher mittels der Schalteinheit mit der Ladevorrichtung verbindbar, so dass jeder elektrische Energiespeicher einzeln oder eine Teilmenge der elektrischen Energiespeicher oder alle elektrischen Energiespeicher gleichzeitig geladen werden können.According to a further exemplary embodiment not shown in the figures, the vehicle has an electrical energy store and / or a further redundant electrical energy store for each electric motor. All electrical energy stores can be connected to the charging device by means of the switching unit, so that each electrical energy store can be charged individually or a subset of the electrical energy stores or all electrical energy stores can be charged at the same time.

In 2 sind ein erster Spannungswert U1 eines ersten elektrischen Energiespeichers 6, ein zweiter Spannungswert U2 eines zweiten elektrischen Energiespeichers 9, ein dritter Spannungswert U3 eines dritten elektrischen Energiespeichers und ein vierter Spannungswert U4 eines vierten elektrischen Energiespeichers zu einem ersten Zeitpunkt des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 dargestellt.In 2 are a first voltage value U1 of a first electrical energy store 6th , a second voltage value U2 of a second electrical energy store 9 , a third voltage value U3 of a third electrical energy store and a fourth voltage value U4 of a fourth electrical energy store at a first point in time of the method according to the invention 100 shown.

Zum ersten Zeitpunkt liegen alle Spannungswerte (U1, U2, U3, U4) der elektrischen Energiespeicher (6, 9) unterhalb des ersten Spannungsgrenzwertes Ucc. Der erste Spannungsgrenzwert ist größer als 3 V und kleiner als 3,5 V und beträgt vorzugsweise 3,2 V. Das entspricht einem Ladezustand zwischen 70 % und 90 %, vorzugsweise 80 % eines maximalen Ladezustands.At the first point in time, all voltage values (U1, U2, U3, U4) of the electrical energy storage ( 6th , 9 ) below the first voltage limit value Ucc. The first voltage limit value is greater than 3 V and less than 3.5 V and is preferably 3.2 V. This corresponds to a state of charge between 70% and 90%, preferably 80% of a maximum state of charge.

Der erste elektrische Energiespeicher 6 weist mit der ersten Spannung U1 die geringste Spannung auf. Der zweite elektrische Energiespeicher 9 weist mit der zweiten Spannung U2 die zweitgeringste Spannung auf. Der dritte elektrische Energiespeicher weist mit der dritten Spannung U3 die höchste Spannung auf. Der vierte elektrische Energiespeicher weist mit der vierten Spannung U4 die zweitgrößte Spannung auf.The first electrical energy storage device 6th has the lowest voltage with the first voltage U1. The second electrical energy store 9 has the second lowest voltage with the second voltage U2. The third electrical energy store has the third voltage U3 the highest tension. The fourth electrical energy store has the fourth voltage U4, the second largest voltage.

Beim anschließenden Laden mit konstantem Strom steigen die Spannungen der elektrischen Energiespeicher (6, 9) an. Zuerst erreicht die dritte Spannung U3 des dritten elektrischen Energiespeichers den ersten Spannungsgrenzwert Ucc. Sobald die dritte Spannung U3 den ersten Spannungsgrenzwert Ucc erreicht hat, wird der Ladevorgang für den dritten elektrischen Energiespeicher unterbrochen und der dritte elektrische Energiespeicher relaxiert. Danach erreicht die vierte Spannung U4 des vierten elektrischen Energiespeichers den ersten Spannungsgrenzwert Ucc. Sobald die vierte Spannung U4 den ersten Spannungsgrenzwert Ucc erreicht hat, wird der Ladevorgang für den vierten elektrischen Energiespeicher unterbrochen und der vierte elektrische Energiespeicher relaxiert. Dann erreicht die zweite Spannung U2 des zweiten elektrischen Energiespeichers 9 den ersten Spannungsgrenzwert Ucc. Sobald die zweite Spannung U2 den ersten Spannungsgrenzwert Ucc erreicht hat, wird der Ladevorgang für den zweiten elektrischen Energiespeicher 9 unterbrochen. Zuletzt, zu einem zweiten Zeitpunkt, erreicht die erste Spannung U1 des ersten elektrischen Energiespeichers 6 den ersten Spannungsgrenzwert Ucc.During the subsequent charging with constant current, the voltages of the electrical energy storage devices increase ( 6th , 9 ) at. First reaches the third tension U3 of the third electrical energy store the first voltage limit value Ucc. As soon as the third tension U3 has reached the first voltage limit value Ucc, the charging process for the third electrical energy store is interrupted and the third electrical energy store is relaxed. The fourth voltage U4 of the fourth electrical energy store then reaches the first voltage limit value Ucc. As soon as the fourth voltage U4 has reached the first voltage limit value Ucc, the charging process for the fourth electrical energy store is interrupted and the fourth electrical energy store is relaxed. The second voltage then reaches U2 of the second electrical energy store 9 the first voltage limit value Ucc. As soon as the second voltage U2 has reached the first voltage limit value Ucc, the charging process for the second electrical energy store is started 9 interrupted. Finally, at a second point in time, the first voltage reaches U1 of the first electrical energy store 6th the first voltage limit value Ucc.

In 3 sind die erste Spannung U1, die zweite Spannung U2, die dritte Spannung U3 und die vierte Spannung U4 zum zweiten Zeitpunkt des Verfahrens 100 dargestellt.In 3 are the first voltage U1, the second voltage U2, the third voltage U3 and the fourth voltage U4 at the second point in time of the method 100 shown.

Die erste Spannung U1 entspricht dem ersten Spannungsgrenzwert Ucc und weist damit die höchste Spannung auf. Aufgrund der Relaxation sind die zweite, dritte und vierte Spannung (U2, U3, U4) wieder abgesunken. Die dritte Spannung U3 ist am kleinsten. Alle Spannungswerte (U1, U2, U3, U4) befinden sich innerhalb eines Spannungsbereichs ΔU unterhalb des ersten Spannungsgrenzwertes Ucc.The first voltage U1 corresponds to the first voltage limit value Ucc and thus has the highest voltage. Due to the relaxation, the second, third and fourth voltages (U2, U3, U4) have dropped again. The third tension U3 is the smallest. All voltage values (U1, U2, U3, U4) are within a voltage range ΔU below the first voltage limit value Ucc.

Der Spannungsbereich ΔU ist dabei so definiert, dass elektrische Energiespeicher, deren Spannungen innerhalb dieses Spannungsbereichs ΔU liegen, gleichzeitig mit konstanter Spannung geladen werden können. Die Ausdehnung des Spannungsbereichs ΔU ist dabei kleiner als 10 V, insbesondere kleiner als 5 V, vorzugsweise kleiner als 1 V.The voltage range ΔU is defined in such a way that electrical energy stores whose voltages are within this voltage range ΔU can be charged with constant voltage at the same time. The expansion of the voltage range ΔU is less than 10 V, in particular less than 5 V, preferably less than 1 V.

Anschließend werden alle elektrischen Energiespeicher (6, 9) gleichzeitig geladen bis ihre Spannung einen zweiten Spannungsgrenzwert Ucv erreicht. Danach wird der Ladevorgang beendet.Then all electrical energy storage devices ( 6th , 9 ) are charged at the same time until their voltage reaches a second voltage limit value Ucv. The charging process is then ended.

In 4 ist ein zeitliches Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zum Laden von zumindest zwei elektrischen Energiespeichern (6, 9) eines Fahrzeugs 1 dargestellt. Dabei weist das Fahrzeug 1 eine einzige Ladevorrichtung 7, eine Schalteinheit 8 und zumindest einen ersten und zweiten elektrischen Energiespeicher (6, 9) auf.In 4th is a timing diagram of the method according to the invention 100 for charging at least two electrical energy storage devices ( 6th , 9 ) of a vehicle 1 shown. The vehicle points 1 a single charger 7th , a switching unit 8th and at least one first and second electrical energy store ( 6th , 9 ) on.

In einem ersten Verfahrensschritt 101 wird ein jeweiliger Betriebsparameter, insbesondere ein Ladezustand und/oder eine Spannung (U1, U2, U3, U4), des jeweiligen elektrischen Energiespeichers (6, 9) erfasst.In a first process step 101 a respective operating parameter, in particular a state of charge and / or a voltage (U1, U2, U3, U4), of the respective electrical energy store ( 6th , 9 ) detected.

In einem zweiten Verfahrensschritt 102 werden zu einem ersten Zeitpunkt die elektrischen Energiespeicher (6, 9) deren Betriebsparameter unterhalb einem ersten Grenzwert liegen, insbesondere unterhalb einem ersten Spannungsgrenzwert Ucc, mit einem konstanten Strom geladen. Dabei werden die Betriebsparameter der elektrischen Energiespeicher (6, 9) kontinuierlich erfasst.In a second process step 102 the electrical energy storage ( 6th , 9 ) whose operating parameters are below a first limit value, in particular below a first voltage limit value Ucc, charged with a constant current. The operating parameters of the electrical energy storage ( 6th , 9 ) continuously recorded.

In einem dritten Verfahrensschritt 103 erreicht ein Wert eines Betriebsparameters eines elektrischen Energiespeichers (6, 9) den ersten Grenzwert. Daraufhin wird der Ladevorgang für diesen elektrischen Energiespeicher (6, 9) unterbrochen und der elektrische Energiespeicher (6, 9) relaxiert. Sobald ein Betriebsparameter eines weiteren elektrischen Energiespeichers (6, 9) den ersten Grenzwert erreicht, wird der Ladevorgang für den weiteren elektrischen Energiespeicher (6, 9) ebenfalls unterbrochen und der weitere elektrische Energiespeicher (6, 9) relaxiert.In a third process step 103 reaches a value of an operating parameter of an electrical energy storage device ( 6th , 9 ) the first limit value. The charging process for this electrical energy storage device ( 6th , 9 ) interrupted and the electrical energy storage ( 6th , 9 ) relaxed. As soon as an operating parameter of another electrical energy storage device ( 6th , 9 ) reaches the first limit value, the charging process for the further electrical energy storage ( 6th , 9 ) also interrupted and the further electrical energy storage ( 6th , 9 ) relaxed.

In einem vierten Verfahrensschritt 104 erreicht zu einem zweiten Zeitpunkt ein Wert eines Betriebsparameters eines letzten elektrischen Energiespeichers (6, 9) den ersten Grenzwert. Zum zweiten Zeitpunkt haben also die Werte der Betriebsparameter aller elektrischen Energiespeicher (6, 9) den ersten Grenzwert erreicht, sind aber teilweise aufgrund der Relaxation wieder abgesunken.In a fourth process step 104 reaches a value of an operating parameter of a last electrical energy store at a second point in time ( 6th , 9 ) the first limit value. At the second point in time, the values of the operating parameters of all electrical energy storage devices ( 6th , 9 ) reached the first limit value, but have partly decreased again due to the relaxation.

In einem fünften Verfahrensschritt 105 wird überprüft, ob die Werte der Betriebsparameter aller elektrischen Energiespeicher (6, 9) innerhalb eines Wertebereichs unterhalb des ersten Grenzwertes liegen, insbesondere innerhalb eines Spannungsbereichs ΔU unterhalb des ersten Spannungsgrenzwertes Ucc.In a fifth process step 105 it is checked whether the values of the operating parameters of all electrical energy storage devices ( 6th , 9 ) lie within a value range below the first limit value, in particular within a voltage range ΔU below the first voltage limit value Ucc.

In einem sechsten Verfahrensschritt 106 wird, wenn zum zweiten Zeitpunkt der Wert des Betriebsparameters eines elektrischen Energiespeichers (6, 9) unterhalb des Wertebereichs liegt, dieser elektrische Energiespeicher (6, 9) mit konstanter Spannung geladen, bis sein Betriebsparameter den ersten Grenzwert erreicht.In a sixth process step 106 if at the second point in time the value of the operating parameter of an electrical energy storage device ( 6th , 9 ) is below the range of values, this electrical energy storage ( 6th , 9 ) charged with constant voltage until its operating parameter reaches the first limit value.

In einem siebten Verfahrensschritt 107 nach dem fünften Verfahrensschritt 105 oder nach dem sechsten Verfahrensschritt 106 werden, wenn alle Betriebsparameter innerhalb des Wertebereichs unterhalb des ersten Grenzwertes liegen, alle elektrischen Energiespeicher (6, 9) mit konstanter Spannung geladen.In a seventh process step 107 after the fifth process step 105 or after the sixth process step 106 If all operating parameters are within the value range below the first limit value, all electrical energy storage devices ( 6th , 9 ) charged with constant voltage.

In einem achten Verfahrensschritt 108 wird der Ladevorgang für alle elektrischen Energiespeicher (6, 9) beendet, wenn ein Wert eines Betriebsparameters eines elektrischen Energiespeichers einen zweiten Grenzwert, der oberhalb des ersten Grenzwertes liegt, insbesondere einen zweiten Spannungsgrenzwert Ucv, erreicht.In an eighth process step 108 the charging process for all electrical energy storage devices ( 6th , 9 ) ends when a value of an operating parameter of an electrical energy store reaches a second limit value which is above the first limit value, in particular a second voltage limit value Ucv.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird nach dem dritten Verfahrensschritt 103 fortlaufend geprüft, ob der Wert des Betriebsparameters eines elektrischen Energiespeichers (6, 9) während der Relaxation auf einen Wert unterhalb des Wertebereichs abgesunken ist. Sobald ein solches Absinken des Betriebsparameters festgestellt wurde, wird der betreffende elektrische Energiespeicher (6, 9) mit konstantem Strom wieder geladen, bis der Wert des Betriebsparameters wieder den ersten Grenzwert erreicht.According to a further embodiment of the method, after the third method step 103 continuously checked whether the value of the operating parameter of an electrical energy storage device ( 6th , 9 ) has dropped to a value below the value range during the relaxation. As soon as such a drop in the operating parameter has been determined, the relevant electrical energy storage device ( 6th , 9 ) is charged again with constant current until the value of the operating parameter reaches the first limit value again.

Unter einem elektrischen Energiespeicher wird hierbei ein wiederaufladbarer Energiespeicher verstanden, insbesondere aufweisend eine elektrochemische Energiespeicherzelle und/oder ein Energiespeichermodul aufweisend zumindest eine elektrochemische Energiespeicherzelle und/oder ein Energiespeicherpack aufweisend zumindest ein Energiespeichermodul. Die Energiespeicherzelle ist als lithiumbasierte Batteriezelle, insbesondere Lithium-Ionen-Batteriezelle, ausführbar. Alternativ ist die Energiespeicherzelle als Lithium-Polymer-Batteriezelle oder Nickel-Metallhydrid-Batteriezelle oder Blei-Säure-Batteriezelle oder Lithium-Luft-Batteriezelle oder Lithium-Schwefel-Batteriezelle ausgeführt.An electrical energy store is understood here to be a rechargeable energy store, in particular having an electrochemical energy storage cell and / or an energy storage module having at least one electrochemical energy storage cell and / or an energy storage pack having at least one energy storage module. The energy storage cell can be implemented as a lithium-based battery cell, in particular a lithium-ion battery cell. Alternatively, the energy storage cell is designed as a lithium polymer battery cell or a nickel-metal hydride battery cell or a lead-acid battery cell or a lithium-air battery cell or a lithium-sulfur battery cell.

Unter einem Fahrzeug wird hierbei ein Landfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Bus oder ein Lastkraftwagen oder eine mobile Arbeitsmaschine oder ein fahrerloses Transportsystem, oder ein Wasserfahrzeug oder ein Luftfahrzeug verstanden. Das Fahrzeug kann autonom steuerbar ausgeführt sein.A vehicle here means a land vehicle, in particular a passenger car or a bus or a truck or a mobile work machine or a driverless transport system, or a watercraft or a Understood aircraft. The vehicle can be designed to be autonomously controllable.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • US 2016/0094067 A1 [0002]US 2016/0094067 A1 [0002]
  • US 2017/0141589 A1 [0003]US 2017/0141589 A1 [0003]

Claims (12)

Verfahren (100) zum Laden von zumindest zwei elektrischen Energiespeichern (6, 9) aufweisend die zeitlich aufeinander folgenden Verfahrensschritte: wobei in einem ersten Verfahrensschritt (101) ein jeweiliger Betriebsparameter des jeweiligen elektrischen Energiespeichers (6, 9) erfasst wird, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt (102) die elektrischen Energiespeicher (6, 9), deren Betriebsparameter unterhalb eines ersten Grenzwertes liegen, geladen werden, wobei in einem dritten Verfahrensschritt (103), wenn ein Wert eines Betriebsparameters eines elektrischen Energiespeichers (6, 9) den ersten Grenzwert erreicht, der Ladevorgang für diesen elektrischen Energiespeicher (6, 9) unterbrochen wird, wobei in einem vierten Verfahrensschritt (104) ein Wert eines Betriebsparameters eines letzten elektrischen Energiespeichers (6, 9) den ersten Grenzwert erreicht, wobei in einem fünften Verfahrensschritt (105) überprüft wird, ob die Werte der Betriebsparameter aller elektrischen Energiespeicher (6, 9) innerhalb eines Wertebereichs unterhalb des ersten Grenzwertes liegen, wobei in einem sechsten Verfahrensschritt (106), wenn im fünften Verfahrensschritt (105) der Wert des Betriebsparameters eines elektrischen Energiespeichers (6, 9) unterhalb des Wertebereichs liegt, dieser elektrische Energiespeicher (6, 9) geladen wird, bis sein Betriebsparameter den ersten Grenzwert erreicht, wobei in einem siebten Verfahrensschritt (107), wenn alle Betriebsparameter innerhalb des Wertebereichs unterhalb des ersten Grenzwertes liegen, alle elektrischen Energiespeicher (6, 9) gleichzeitig geladen werden, wobei in einem achten Verfahrensschritt (108) der Ladevorgang für alle elektrischen Energiespeicher (6, 9) beendet wird, wenn ein Wert eines Betriebsparameters eines elektrischen Energiespeichers einen zweiten Grenzwert erreicht.Method (100) for charging at least two electrical energy stores (6, 9), comprising the method steps that follow one another in time: wherein a respective operating parameter of the respective electrical energy store (6, 9) is recorded in a first method step (101), wherein in a second method step (102) the electrical energy stores (6, 9), the operating parameters of which are below a first limit value, are charged, wherein in a third method step (103), when a value of an operating parameter of an electrical energy store (6, 9) reaches the first limit value, the charging process for this electrical energy store (6, 9) is interrupted, wherein in a fourth method step (104) a value of an operating parameter of a last electrical energy store (6, 9) reaches the first limit value, wherein in a fifth method step (105) it is checked whether the values of the operating parameters of all electrical energy stores (6, 9) are within a value range below the first limit value, wherein in a sixth method step (106), if in the fifth method step (105) the value of the operating parameter of an electrical energy store (6, 9) is below the value range, this electrical energy store (6, 9) is charged until its operating parameter reaches the first limit value reached, wherein in a seventh method step (107), when all operating parameters are within the range of values below the first limit value, all electrical energy stores (6, 9) are charged simultaneously, wherein in an eighth method step (108) the charging process for all electrical energy stores (6, 9) is ended when a value of an operating parameter of an electrical energy store reaches a second limit value. Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsparameter der elektrischen Energiespeicher (6, 9) während des Verfahrens kontinuierlich erfasst werden.Method (100) according to Claim 1 , characterized in that the operating parameters of the electrical energy store (6, 9) are recorded continuously during the process. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im dritten Verfahrensschritt (103) sobald ein Betriebsparameter eines weiteren elektrischen Energiespeichers (6, 9) den ersten Grenzwert erreicht, der Ladevorgang für den weiteren elektrischen Energiespeicher (6, 9) ebenfalls unterbrochen wird.Method (100) according to one of the preceding claims, characterized in that in the third method step (103) as soon as an operating parameter of a further electrical energy store (6, 9) reaches the first limit value, the charging process for the further electrical energy store (6, 9) likewise is interrupted. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Grenzwert größer ist als der erste Grenzwert.Method (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the second limit value is greater than the first limit value. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Energiespeicher (6, 9) im zweiten Verfahrensschritt (102) mit einem konstanten Strom geladen werden, und/oder dass der oder die elektrischen Energiespeicher (6, 9) im sechsten Verfahrensschritt (106) und/oder im siebten Verfahrensschritt (107) mit einer konstanten Spannung geladen werden.The method (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that the electrical energy store (6, 9) in the second method step (102) are charged with a constant current, and / or that the electrical energy store (s) (6, 9) in the sixth method step (106) and / or in the seventh method step (107) are charged with a constant voltage. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die elektrischen Energiespeicher (6, 9), dessen oder deren Ladevorgang im dritten Verfahrensschritt (103) unterbrochen wurde, relaxiert.Method (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical energy storage device (s) (6, 9) whose charging process was interrupted in the third method step (103) relaxes. Verfahren (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem dritten Verfahrensschritt (103) fortlaufend geprüft wird, ob der Wert des Betriebsparameters eines relaxierenden elektrischen Energiespeichers (6, 9) auf einen Wert unterhalb des Wertebereichs abgesunken ist, wobei sobald der Wert eines Betriebsparameters auf einen Wert unterhalb des Wertebereichs abgesunken ist, der relaxierende elektrische Energiespeicher (6, 9) wieder geladen wird, bis der Wert des Betriebsparameters wieder den ersten Grenzwert erreicht, insbesondere wobei der elektrische Energiespeicher (6, 9) mit konstantem Strom geladen wird.Method (100) according to Claim 6 , characterized in that after the third method step (103) it is continuously checked whether the value of the operating parameter of a relaxing electrical energy store (6, 9) has dropped to a value below the value range, wherein as soon as the value of an operating parameter drops to a value below the Value range has decreased, the relaxing electrical energy store (6, 9) is charged again until the value of the operating parameter reaches the first limit value again, in particular the electrical energy store (6, 9) being charged with constant current. Fahrzeug (1) aufweisend zumindest einen ersten elektrischen Energiespeicher (6) und einen zweiten elektrischen Energiespeicher (9), insbesondere wobei das Fahrzeug (1) eingerichtet ist, die elektrischen Energiespeicher (6, 9) mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zu laden, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) eine einzige Ladevorrichtung (7) und eine Schalteinheit (8) aufweist, wobei die Schalteinheit (8) zwischen der Ladevorrichtung (7) und den elektrischen Energiespeichern angeordnet ist, wobei die Schalteinheit (8) eingerichtet ist, die Ladevorrichtung (7) mit dem ersten elektrischen Energiespeicher (6) oder mit dem zweiten elektrischen Energiespeicher (9) oder mit dem ersten elektrischen Energiespeicher (6) und dem zweiten elektrischen Energiespeicher (9) zu verbinden.Vehicle (1) having at least a first electrical energy store (6) and a second electrical energy store (9), in particular wherein the vehicle (1) is set up to store the electrical energy store (6, 9) by means of a method according to one of the Claims 1 to 7th to charge, characterized in that the vehicle (1) has a single charging device (7) and a switching unit (8), the switching unit (8) being arranged between the charging device (7) and the electrical energy storage device, the switching unit (8 ) is set up to connect the charging device (7) to the first electrical energy store (6) or to the second electrical energy store (9) or to the first electrical energy store (6) and the second electrical energy store (9). Fahrzeug (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) einen ersten Elektromotor (19) und einen dritten Elektromotor (12) aufweist, wobei der erste Elektromotor (19) aus dem ersten elektrischen Energiespeicher (6) gespeist ist, wobei der dritte Elektromotor (12) aus dem zweiten elektrischen Energiespeicher (9) gespeist ist.Vehicle (1) after Claim 8 , characterized in that the vehicle (1) has a first electric motor (19) and a third electric motor (12), the first electric motor (19) being fed from the first electric energy store (6), the third electric motor (12) is fed from the second electrical energy store (9). Fahrzeug (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) eine erste Antriebsachse (3), ein erstes Getriebe (2) und einen zweiten Elektromotor (4) aufweist, wobei die erste Antriebsachse (3) mittels des ersten Getriebes (2) mit dem ersten Elektromotor (19) und/oder dem zweiten Elektromotor (4) verbindbar ist, insbesondere wobei das erste Getriebe (2) als Summationsgetriebe und/oder Koppelgetriebe ausgeführt ist.Vehicle (1) after Claim 8 or 9 , characterized in that the vehicle (1) has a first drive axle (3), a first gearbox (2) and a second electric motor (4), the first drive axle (3) being connected to the first electric motor (19) and / by means of the first gearbox (2) or the second electric motor (4) can be connected, in particular wherein the first gear (2) is designed as a summation gear and / or coupling gear. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) eine Steuereinheit (17) aufweist, die signalleitend mit der Schalteinheit (8), der Ladevorrichtung (7) und den elektrischen Energiespeichern (6, 9) verbunden ist, insbesondere wobei die Steuereinheit (17) eingerichtet ist, die Schalteinheit (8) anzusteuern und/oder Signale von Sensoren der elektrischen Energiespeicher (6, 9) zu empfangen und auszuwerten.Vehicle (1) according to one of the Claims 8 to 10 , characterized in that the vehicle (1) has a control unit (17) which is connected in a signal-conducting manner to the switching unit (8), the charging device (7) and the electrical energy stores (6, 9), in particular wherein the control unit (17) is set up to control the switching unit (8) and / or to receive and evaluate signals from sensors of the electrical energy stores (6, 9). Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) ein Anschlussmittel (11) aufweist, das elektrisch leitend mit der Ladevorrichtung (7) verbunden ist.Vehicle (1) according to one of the Claims 8 to 11 , characterized in that the vehicle (1) has a connection means (11) which is electrically conductively connected to the charging device (7).
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130009605A1 (en) * 2010-03-23 2013-01-10 Nec Corporation Charging and discharging method for lithium ion secondary batteries and charging and discharging system for the same
DE102014109430A1 (en) * 2014-07-07 2016-01-07 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Energy storage system and method for operating an energy storage system
US20160094067A1 (en) * 2014-09-25 2016-03-31 Lenovo (Beijing) Co., Ltd. Multi-Battery Charging Circuit and Charging Method Thereof
DE102017222192A1 (en) * 2017-12-07 2019-06-13 Audi Ag HV battery assembly for a motor vehicle, electrical system, motor vehicle and method for controlling a HV battery assembly
US20190184836A1 (en) * 2017-12-19 2019-06-20 Nio Usa, Inc. Ultra-fast charge profile for an electric vehicle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130009605A1 (en) * 2010-03-23 2013-01-10 Nec Corporation Charging and discharging method for lithium ion secondary batteries and charging and discharging system for the same
DE102014109430A1 (en) * 2014-07-07 2016-01-07 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Energy storage system and method for operating an energy storage system
US20160094067A1 (en) * 2014-09-25 2016-03-31 Lenovo (Beijing) Co., Ltd. Multi-Battery Charging Circuit and Charging Method Thereof
DE102017222192A1 (en) * 2017-12-07 2019-06-13 Audi Ag HV battery assembly for a motor vehicle, electrical system, motor vehicle and method for controlling a HV battery assembly
US20190184836A1 (en) * 2017-12-19 2019-06-20 Nio Usa, Inc. Ultra-fast charge profile for an electric vehicle

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