DE19534174A1 - Electric vehicle electric motor power battery charging method - Google Patents

Electric vehicle electric motor power battery charging method

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DE19534174A1
DE19534174A1 DE19534174A DE19534174A DE19534174A1 DE 19534174 A1 DE19534174 A1 DE 19534174A1 DE 19534174 A DE19534174 A DE 19534174A DE 19534174 A DE19534174 A DE 19534174A DE 19534174 A1 DE19534174 A1 DE 19534174A1
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battery
charging
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pulse control
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Pierre Maller
Harald Konrad
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Abstract

A procedure for charging a battery supplying an electric motor has the supply voltage smoothed by an LC circuit including the excitation winding of the motor as an inductance. The voltage is then applied to the battery. The pulse control for the motor uses one or more support condensers which protect the transistor from voltage peaks during motor operation and one or more of these provide(s) the necessary capacitance for the LC circuit. The battery is charged up according to a characteristic given by a microprocessor. During the battery charging, the control leads for directional protection of the motor are disconnected.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Laden einer einen Elek­ tromotor versorgenden Batterie, welche mittels einer Versorgungsspannung aufgeladen wird. Die den Elektromotor ansteuernde Impulssteuerung arbeitet häufig mit einem Mikroprozessor. Die entsprechende Ladevorrichtung umfaßt eine Gleichstromquelle und meist ein LC-Glied zur Glättung der Versorgungsspannung. Zusätzlich können Mittel zur Vorgabe einer Ladekurve mit Strom- und Spannungsgebern vorgesehen sein.The invention relates to a method and a device for charging an elec tromotor supplying battery, which is charged by means of a supply voltage becomes. The pulse control that drives the electric motor often works with one Microprocessor. The corresponding charging device comprises a direct current source and usually an LC element to smooth the supply voltage. In addition, you can Means for specifying a charging curve with current and voltage sensors can be provided.

In vielen Elektrofahrzeugen, insbesondere Hubwagen und Kommissionierstapler, sind fest installierte Ladegeräte zum Aufladen der Traktionsbatterie im Fahrzeug integriert. Die Grundkomponenten eines solchen Ladegerätes bestehen beispielsweise aus einem Transformator zur Reduzierung der Netzspannung auf die zum Aufladen der Batterie gewünschte Versorgungsspannung sowie zur galvanischen Trennung, einem Gleichrichter zum Gleichrichten der transformierten Netzspannung, einer Leistungselektronik mit Steuereinheit und Sensorik (Strom- und Spannungsgeber) zur Regelung der Energieübertragung an die Batterie gemäß einer vorgegebenen Lade­ kurve und schließlich einem aus einem Kondensator und einer Spule bestehenden LC-Glied zur Glättung der gleichgerichteten Versorgungsspannung. Es finden sich auch Ladegeräte, die anstelle des Transformators und des Gleichrichters eine andere Gleichspannungsquelle wie ein Schaltnetzteil aufweisen.In many electric vehicles, especially pallet trucks and order pickers, are Permanently installed chargers for charging the traction battery integrated in the vehicle. The basic components of such a charger consist, for example a transformer for reducing the mains voltage to that for charging the Battery desired supply voltage and for electrical isolation, one Rectifier to rectify the transformed line voltage, one Power electronics with control unit and sensors (current and voltage sensors) for Regulation of the energy transfer to the battery according to a predetermined charge curve and finally an LC element consisting of a capacitor and a coil for smoothing the rectified supply voltage. There are also Chargers that replace the transformer and the rectifier Have DC voltage source such as a switching power supply.

Zum Aufladen der Batterie des Elektromotors wird diese vom Stromkreis der Elektro­ motorsteuerung getrennt und mit dem Ladegerät verbunden, welches an eine externe Spannungsquelle angeschlossen wird. Das Ladegerät kann entweder im Fahrzeug fest installiert sein oder aber extern zugeschaltet werden.To charge the battery of the electric motor, this is from the electric circuit Motor control separately and connected to the charger, which is connected to an external Voltage source is connected. The charger can either be fixed in the vehicle installed or connected externally.

Fest im Fahrzeug installierte Ladegeräte verursachen erhöhte kosten, besitzen jedoch den Vorteil, bereits auf den jeweiligen Fahrzeugtyp abgestimmt zu sein.Chargers permanently installed in the vehicle cause increased costs, but have the advantage of being tailored to the respective vehicle type.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, eine im Fahrzeug installierte Ladevor­ richtung zu entwickeln, wobei der Aufwand für die Ladefunktion minimiert, die Zuver­ lässigkeit erhöht und erhebliche Kosteneinsparungen ermöglicht werden sollen. The object of the present invention is therefore to provide a charging device installed in the vehicle to develop direction, whereby the effort for the loading function minimized the reliability Reliability increased and significant cost savings should be possible.  

Diese Aufgabe wird zunächst dadurch gelöst, daß die zum Laden verwendete Versor­ gungsspannung mittels eines die Erregerspule des Elektromotors als Induktivität ent­ haltenden LC-Gliedes geglättet und anschließend zur Batterie geleitet wird. Arbeitet die den Elektromotor ansteuernde Impulssteuerung im Fahrbetrieb mit einem Mikroprozes­ sor, kann diese Aufgabe auch dadurch gelöst werden, daß die Batterie im Ladebetrieb gemäß einer vom Mikroprozessor der Impulssteuerung vorgegebenen Ladekurve geladen wird. Bei den entsprechenden Vorrichtungen zum Laden einer einen Elektro­ motor versorgenden Batterie mittels einer Versorgungsspannung, umfassend eine Gleichstromquelle und ein LC-Glied zur Glättung der Versorgungsspannung, enthält das LC-Glied die Erregerspule des Elektromotors als Induktivität. Soll die Aufladung gemäß einer Ladekurve erfolgen und ist dem Elektromotor eine mit einem Mikropro­ zessor arbeitende Impulssteuerung vorgeschaltet, ist erfindungsgemäß der Mikropro­ zessor der Impulssteuerung des Elektromotors das Mittel zur Vorgabe der Ladekurve im Ladebetrieb.This task is first solved in that the Versor used for loading supply voltage by means of an excitation coil of the electric motor as an inductor holding LC element smoothed and then sent to the battery. Does that work pulse control of the electric motor while driving with a microprocess sor, this task can also be solved in that the battery is in charging mode according to a charging curve specified by the microprocessor of the pulse control is loaded. With the corresponding devices for charging an electric motor supplying battery by means of a supply voltage, comprising a DC source and an LC element for smoothing the supply voltage, contains the LC element is the excitation coil of the electric motor as an inductor. Should the charging done according to a charging curve and the electric motor is one with a micropro upstream processor pulse control, according to the invention is the Mikropro processor of the pulse control of the electric motor is the means for specifying the charging curve in charging mode.

Merkmal der Erfindung ist es folglich, zum einen die Erregerspule des Elektromotors als eine Komponente der Ladevorrichtung zu verwenden, zum anderen den Mikroprozes­ sor der Impulssteuerung - soweit vorhanden - dazu einzusetzen, im Ladebetrieb die Ladekurve für die Batterie vorzugeben. Die entsprechenden Komponenten der bisher fest installierten, separaten Ladevorrichtung entfallen somit, und die Ladevorrichtung wird in das bereits bestehende System integriert.It is therefore a feature of the invention, on the one hand, as the excitation coil of the electric motor to use a component of the loading device, on the other hand the microprocesses sor of the pulse control - if available - to use the Specify charging curve for the battery. The corresponding components of the so far Permanently installed, separate charging device is thus eliminated, and the charging device is integrated into the existing system.

Besonders geeignet ist bei entsprechender Ausstattung der Elektromotorsteuerung eine Kombination beider Erfindungsmerkmale, wobei dann der Mikroprozessor der Impulssteuerung zur Vorgabe der Ladekurve und die Erregerspule des Elektromotors als Induktivität des LC-Gliedes zur Glättung der gleichgerichteten Versorgungsspan­ nung verwendet werden.If the electric motor control is appropriately equipped, it is particularly suitable a combination of both features of the invention, the microprocessor then Pulse control for specifying the charging curve and the excitation coil of the electric motor as inductance of the LC element to smooth the rectified supply chip can be used.

Viele Impulssteuerungen arbeiten mit hohen Taktraten, bspw. von 16 kHz, wodurch bereits bei geringer Länge der elektrischen Leitungen mit der ihr zugeordneten Induk­ tivität und den mit hoher Frequenz geschalteten Strömen Spannungsspitzen entstehen, die den Transistor der Impulssteuerung zerstören können. Derartige Impulssteuerun­ gen enthalten deshalb ein oder mehrere Stützkondensatoren, die derart mit dem Tran­ sistor verschaltet sind, daß sie diesen im Fahrbetrieb vor Spannungsspitzen schützen.Many pulse controllers work at high clock rates, for example of 16 kHz, which means even with a small length of the electrical lines with the induct assigned to them activity and the high-frequency switched voltage peaks occur, that can destroy the transistor of the pulse control. Such impulse control gen therefore contain one or more backup capacitors, which in this way with the Tran sistor are connected so that they protect it from voltage peaks while driving.

Eine besonders günstige Ausgestaltung der Erfindung erhält man, wenn man einen oder mehrere dieser Stützkondensatoren als Kapazität des LC-Gliedes zur Glättung der gleichgerichteten Versorgungsspannung verwendet. Je nach Ausstattung der Elektro­ motorsteuerung kann diese Ausgestaltung mit den beiden vorher genannten kombiniert werden. Alle drei erfindungsgemäß genannten Lösungen der eingangs genannten Aufgabe können auch unabhängig voneinander realisiert werden.A particularly favorable embodiment of the invention is obtained when one or more of these support capacitors as the capacitance of the LC element for smoothing the  rectified supply voltage used. Depending on the equipment of the electric Motor control can combine this configuration with the two previously mentioned will. All three solutions of the aforementioned mentioned according to the invention Tasks can also be carried out independently of one another.

Die Erfindung kann auch beim Laden von Batterien eingesetzt werden, die mehrere, parallel oder in Reihe geschaltete Elektromotoren versorgt. Die Anzahl der hinzuge­ schalteten Erregerspulen der Elektromotoren als Induktivität, die Anzahl der hinzuge­ schalteten Stützkondensatoren als Kapazität des LC-Gliedes zur Glättung der gleich­ gerichteten Versorgungsspannung wird dann dem jeweiligen Fall angepaßt.The invention can also be used when charging batteries which have a plurality of electric motors connected in parallel or in series. The number of added switched excitation coils of the electric motors as inductance, the number of added switched support capacitors as the capacitance of the LC element to smooth the same directional supply voltage is then adapted to the respective case.

Im günstigsten Falle kann das erfindungsgemäße Laden der den oder die Elektromoto­ ren versorgenden Batterie wie folgt vorgenommen werden: Eine Gleichstromquelle, bspw. ein Transformator mit einem nachgeschalteten Gleichrichter, wird an eine externe AC-Spannungsquelle angeschlossen. Die von der Gleichstromquelle abge­ nommene Versorgungsspannung wird mittels der Stützkondensatoren der Impuls­ steuerung und der Erregerspule des Elektromotors geglättet und an der vom Strom­ kreis abgetrennten Ankerwicklung des Motors vorbei zur Batterie geleitet. Hierzu muß die Batterie bspw. mittels eines Steckers von der Elektromotorsteuerung abgetrennt und an die erfindungsgemäß erzeugte Versorgungsspannung angeschlossen werden. Bei abgeschaltetem Elektromotor sind die Richtungsschütze des Elektromotors deakti­ viert, so daß kein Strom durch die Ankerwicklung fließt. In der Praxis ist es wichtig, daß diese Deaktivierung der Richtungsschütze während des gesamten Ladebetriebs richtig eingestellt bleibt. Andernfalls könnten hohe Ströme im Motor fließen, die diesen ent­ weder in Bewegung setzen oder eine hohe Verlustleistung in Form von Wärme erzeu­ gen. Deshalb sollten beim Laden der Batterie die Ansteuerleitungen für die Richtungs­ schütze des Elektromotors unterbrochen werden, so daß während des gesamten Ladebetriebs ein definierter Zustand sichergestellt ist. Dies läßt sich bspw. dadurch realisieren, daß der Batteriestecker der im Fahrbetrieb an die Batterie angeschlossen ist, einen Hilfskontakt besitzt, der die Ansteuerung für die Richtungsschütze des Elektromotors elektrisch zuschaltet. Im Ladebetrieb wird anstelle dieses Steckers ein anderer Batteriestecker eingesetzt, durch den der Ansteuerungskreis für die Richtungs­ schütze unterbrochen wird.In the best case, the charging according to the invention can be the electric motor or motor vehicles supply battery as follows: A DC power source, For example, a transformer with a downstream rectifier is connected to one external AC voltage source connected. The abge from the DC power source taken supply voltage is the pulse by means of the support capacitors Control and the excitation coil of the electric motor smoothed and on the current circuit separated armature winding of the motor passed over to the battery. To do this the battery is separated from the electric motor control, for example by means of a plug and connected to the supply voltage generated according to the invention. When the electric motor is switched off, the directional contactors of the electric motor are deactivated fourth, so that no current flows through the armature winding. In practice it is important that this deactivation of the directional contactors correctly during the entire charging operation remains set. Otherwise, high currents could flow in the motor, which ent do not start moving or generate high heat dissipation Therefore, the control lines for the direction should Protect the electric motor be interrupted, so that during the entire Charging operation a defined state is ensured. This can be done, for example Realize that the battery connector connected to the battery while driving is, has an auxiliary contact that controls the directional contactors of the Electric motor switches on electrically. In charging mode, instead of this connector other battery connector is used, through which the control circuit for the direction Sagittarius is interrupted.

Umfaßt die Gleichstromquelle zum Laden der Batterie einen Transformator mit einem nachgeschalteten Gleichrichter, so ist es günstig, wenn der Batteriestecker, der während des Ladebetriebs zur Zuleitung der Versorgungsspannung verwendet wird, einen Hilfskontakt aufweist, der im Ladebetrieb den Sekundärkreis des Transformators schließt. Hierdurch ist umgekehrt sichergestellt, daß der Transformator im Fahrbetrieb nicht zugeschaltet werden kann.The DC power source for charging the battery includes a transformer with a downstream rectifier, it is convenient if the battery connector that is used to supply the supply voltage during charging,  has an auxiliary contact, the secondary circuit of the transformer during charging closes. Conversely, this ensures that the transformer is in operation cannot be switched on.

Eine weitere Möglichkeit zwischen Fahr- und Ladebetrieb umzuschalten, besteht in der Verwendung von Schützen, die die Batterie mit der Elektromotorsteuerung einerseits und mit der Ladevorrichtung andererseits verbinden, wobei durch entsprechende Umschaltung der Schütze der Fahrbetrieb oder der Ladebetrieb definiert ist.Another option to switch between driving and charging operations is the Use of contactors on the one hand to control the battery with the electric motor control and connect to the loading device on the other hand, with appropriate Switching the contactors the driving mode or the loading mode is defined.

Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel mit den zugehörigen Figuren die Möglich­ keiten der Erfindung näher illustrieren.In the following, an exemplary embodiment with the associated figures is intended to be possible illustrate the invention in more detail.

Fig. 1 zeigt schematisch die wichtigsten Bestandteile einer Antriebseinheit für einen Elektromotor, der im Fahrbetrieb von einer Batterie mit Gleichspannung versorgt wird. Fig. 1 shows schematically the most important components of a drive unit for an electric motor, which is powered by a battery with DC voltage while driving.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Anordnung gemäß Fig. 1, die jedoch zum Laden der Batterie erfindungsgemäß umgestaltet ist. FIG. 2 schematically shows an arrangement according to FIG. 1, which, however, is designed according to the invention for charging the battery.

Fig. 3 zeigt eine zu Fig. 1 analoge Anordnung mit günstigen erfindungsgemäßen Ausgestaltungen. FIG. 3 shows an arrangement analogous to FIG. 1 with favorable configurations according to the invention.

Der Elektromotor 1 in Fig. 1 befindet sich im Fahrbetrieb, bei dem die Richtungs­ schütze 2 in Diagonalstellung geschlossen sind. Die Erregerspule 3 des Elektromotors ist mit dem Anker in Reihe geschaltet. Die Steuereinheit 4 der Fahrelektronik beinhaltet im wesentlichen die Impulssteuerung für den Elektromotor, die in analoger Bauart realisiert sein kann oder mit Hilfe eines Mikroprozessors. Die Steuereinheit 4 kann auch eine Sensorik zur Erfassung von Stromstärke und Spannung enthalten. Die Batterie 5 ist über einen Batteriestecker 6 für den Fahrbetrieb mit der Steuereinheit 4 verbunden. Außerdem dargestellt sind in Fig. 1 eine erfindungsgemäß in das Fahrzeug integrierte Komponente, die Gleichspannungsquelle, die im Ladebetrieb zum Laden der Batterie notwendig ist. Die Gleichspannungsquelle besteht hier aus einem Transformator 7 mit nachgeschaltetem Gleichrichter 8. Der Transformator 7 kann an eine externe Span­ nungsquelle 9 angeschlossen werden. Im Ladebetrieb wird die Batterie mit dem Bat­ teriestecker 10 verbunden, wie im folgenden anhand Fig. 2 erläutert werden wird.The electric motor 1 in Fig. 1 is in driving mode, in which the directional contactors 2 are closed in the diagonal position. The excitation coil 3 of the electric motor is connected in series with the armature. The control unit 4 of the driving electronics essentially contains the pulse control for the electric motor, which can be implemented in an analog design or with the aid of a microprocessor. The control unit 4 can also contain a sensor system for detecting the current strength and voltage. The battery 5 is connected to the control unit 4 via a battery connector 6 for driving operation. Also shown in FIG. 1 is a component integrated into the vehicle according to the invention, the DC voltage source, which is necessary for charging the battery in charging mode. The DC voltage source here consists of a transformer 7 with a rectifier 8 connected downstream. The transformer 7 can be connected to an external voltage source 9 . In charging mode, the battery is connected to the battery connector 10 , as will be explained below with reference to FIG. 2.

Im Fahrbetrieb speist die Batterie 5 die Steuereinheit 4 mit einer Gleichspannung von 24 Volt, die durch die Impulssteuerung mit Hilfe eines Transistors in ein hochfrequentes PWM-Signal gewandelt wird, welches schließlich die Erregung der Erregerspule 3 mit dem Betrieb des Ankers des Elektromotors 1 verursacht. Im Fahrbetrieb sind der Transformator 7 und der Gleichrichter 8 ohne Einfluß auf den Motorsteuerungskreis. Erfindungsgemäß sind dies in diesem Beispiel die beiden einzigen Komponenten, die noch zusätzlich zum Laden der Batterie 5 benötigt werden. Das Mitführen eines kom­ pletten Ladegerätes ist somit überflüssig.When driving, the battery 5 feeds the control unit 4 with a DC voltage of 24 volts, which is converted by the pulse control with the aid of a transistor into a high-frequency PWM signal, which finally causes excitation of the excitation coil 3 with the operation of the armature of the electric motor 1 . When driving, the transformer 7 and the rectifier 8 have no influence on the motor control circuit. According to the invention, in this example these are the only two components that are additionally required for charging the battery 5 . Carrying a complete charger is therefore superfluous.

In Fig. 2 ist der erfindungsgemäße Ladebetrieb dargestellt. Die einzelnen Komponen­ ten entsprechen denen in Fig. 1, lediglich die Batterie 5 befindet sich nunmehr am Batteriestecker 10. Die Ankerwicklung des Elektromotors list durch die Deaktivierung der Richtungsschütze 2 vom Stromkreis abgetrennt. Der Transformator 7 ist an eine externe Spannungsquelle 9 (230 Volt, 50 Hz) angeschlossen und erzeugt in seinem Sekundärkreis eine Wechselspannung kleiner Amplitude, die durch den Gleichrichter 8 gleichgerichtet wird. Diese gleichgerichtete Spannung wird im folgenden geglättet und als Versorgungsspannung zum Laden der Batterie 5 verwendet. Es sei darauf hinge­ wiesen, daß anstelle der Anordnung Transformator 7, Gleichrichter 8 und evtl. LC-Glied zur Glättung auch eine andere Gleichstromquelle zum Einsatz kommen kann, bspw. ein Schaltnetzteil, die die notwendige Versorgungsspannung für die Batterie 5 liefert. In Fig. 2 erfolgt die Glättung der gleichgerichteten Versorgungsspannung durch ein LC-Glied, dessen Induktivität ausschließlich durch die Erregerspule 3 des Elektromotors 1 geliefert wird. Die Kapazität des LC-Gliedes ist in diesem Fall in der Steuereinheit 4 integriert und nicht dargestellt.In FIG. 2, the charging operation according to the invention is shown. The individual components correspond to those in FIG. 1, only the battery 5 is now on the battery connector 10 . The armature winding of the electric motor is separated from the circuit by deactivating the directional contactors 2 . The transformer 7 is connected to an external voltage source 9 (230 volts, 50 Hz) and generates an alternating voltage of small amplitude in its secondary circuit, which is rectified by the rectifier 8 . This rectified voltage is smoothed in the following and used as the supply voltage for charging the battery 5 . It should be pointed out that instead of the arrangement transformer 7 , rectifier 8 and possibly LC element for smoothing, another direct current source can also be used, for example a switched-mode power supply unit, which supplies the necessary supply voltage for the battery 5 . In FIG. 2, the smoothing of the rectified supply voltage is performed by an LC element whose inductance is supplied exclusively by the exciting coil 3 of the electric motor 1. In this case, the capacitance of the LC element is integrated in the control unit 4 and is not shown.

Zusätzlich zur erfindungsgemäßen Glättung der gleichgerichteten Versorgungsspan­ nung unter Ausnutzung der Induktivität der Erregerspule 3 kann die Batterie 5 im Ladebetrieb gemäß einer vorgegebenen Ladekurve aufgeladen werden. Hierzu eignet sich besonders ein Mikroprozessor, der häufig in der Impulssteuerung bereits vor­ handen ist. Dieser Mikroprozessor kann für den Ladebetrieb derart programmiert sein, daß mit Hilfe von Strom- und Spannungsgebern, die üblicherweise in der Steuereinheit 4 integriert sind, eine bestimmte Ladekurve durchfahren wird. Die Ladekurve dient zum effektiven Laden der Batterie, wobei meist zunächst bei konstanter Stromstärke, dann bei konstanter Leistung, anschließend bei konstanter Spannung und schließlich wieder bei konstanter Stromstärke die Batterie 5 geladen wird. Die Strom-, Spannungs- und Leistungswerte können mittels Strom- und Spannungsgeber gemessen und berechnet werden und dienen als Parameter der im Mikroprozessor programmierten Ladekurve. In addition to the smoothing of the rectified supply voltage according to the invention using the inductance of the excitation coil 3 , the battery 5 can be charged in the charging mode according to a predetermined charging curve. A microprocessor is particularly suitable for this purpose, which is often already present in the pulse control. This microprocessor can be programmed for the charging operation in such a way that a specific charging curve is traversed with the aid of current and voltage sensors, which are usually integrated in the control unit 4 . The charging curve is used for effectively charging the battery, the battery 5 being charged first at a constant current, then at a constant power, then at a constant voltage and finally again at a constant current. The current, voltage and power values can be measured and calculated using current and voltage transmitters and serve as parameters of the charging curve programmed in the microprocessor.

Fig. 3 zeigt einen Aufbau entsprechend Fig. 1 nochmals in größerer Detailtreue mit weiteren Ausgestaltungen 5. Als Komponenten der Steuereinheit 4 sind als die wichtigsten schematisch dargestellt die Freilaufdiode 11 des Ankers des Elektromotors 1, die Freilaufdiode 12 der Erregers pule 3, die einen Mikroprozessor enthaltende Einheit 15, die den Transistor 14 der Impulssteuerung ansteuert, sowie ein Stützkon­ densator 13, der im wesentlichen den Transistor 14 der Impulssteuerung vor Span­ nungsspitzen schützt. Nicht dargestellt sind die Strom- und Spannungsgeber, d. h. die Sensorik, die die für den Ladebetrieb notwendigen Eingangsdaten für die vom Mikro­ prozessor zu berechnende Ladekurve ermittelt. FIG. 3 shows a structure corresponding to FIG. 1 again in greater detail with further refinements 5 . As components of the control unit 4 are shown as the most important, the freewheeling diode 11 of the armature of the electric motor 1 , the freewheeling diode 12 of the excitation coil 3, the unit 15 containing a microprocessor, which controls the transistor 14 of the pulse control, and a support capacitor 13 , the essentially protects the transistor 14 of the pulse control from voltage spikes. The current and voltage transmitters, ie the sensors, which determine the input data required for the charging operation for the charging curve to be calculated by the microprocessor, are not shown.

Im Fahrbetrieb ist die Batterie 5 (24 Volt) über dem Batteriestecker 6 mit dem Motor- und dem Steuereinheitsstromkreis verbunden, wobei der Elektromotor 1 in üblicher Weise durch eine Impulssteuerung betrieben wird. Als vorteilhafte Ausgestaltung ent­ hält der Batteriestecker 6 einen Hilfskontakt 16, durch den die Ansteuerung der Richtungsschütze 2 über die Magnetspulen 17 freigegeben wird.When driving, the battery 5 (24 volts) is connected to the motor and control unit circuit via the battery connector 6 , the electric motor 1 being operated in a conventional manner by means of a pulse control. As an advantageous embodiment, the battery connector 6 holds an auxiliary contact 16 , by means of which the control of the directional contactors 2 via the magnetic coils 17 is released.

Wird hingegen die Batterie an den Batteriestecker 10 im Ladebetrieb angesteckt, sind die Richtungsschütze vom Stromkreis des Elektromotors abgetrennt. Hingegen wird dann durch den Hilfskontakt 18 der Sekundärkreis des Transformators 7 geschlossen. Durch die Hilfskontakte 16 und 17 ist sichergestellt, daß Ladebetrieb und Fahrbetrieb fest definierte Zustände darstellen, die nur getrennt voneinander realisiert werden können.If, on the other hand, the battery is plugged into the battery connector 10 in charging mode, the directional contactors are disconnected from the electric motor circuit. On the other hand, the secondary circuit of the transformer 7 is then closed by the auxiliary contact 18 . The auxiliary contacts 16 and 17 ensure that charging mode and driving mode represent firmly defined states which can only be implemented separately.

Wie geschildert wird im Ladebetrieb die gleichgerichtete Versorgungsspannung mittels des Stützkondensators 13 und der Erregerspule 3 geglättet (LC-Glied) und über die deaktivierten Richtungsschütze 2 am Anker des Elektromotors 1 vorbei zum Batterie­ stecker 10 geleitet, an dem die Batterie 5 angeschlossen ist.As described, the rectified supply voltage is smoothed by means of the supporting capacitor 13 and the excitation coil 3 during charging (LC element) and passed via the deactivated directional contactors 2 past the armature of the electric motor 1 to the battery connector 10 to which the battery 5 is connected.

Durch das erfindungsgemäße Laden der Batterie werden die Funktionen vieler Kompo­ nenten bisheriger separater Ladegeräte durch Elemente übernommen, die sich bereits in der vorhandenen Motorsteuerung befinden. Dadurch können bis zu 50% der Kosten für übliche Ladegeräte eingespart werden.By charging the battery according to the invention, the functions of many compo elements of previous separate chargers are taken over by elements that are already are in the existing motor control. This can save up to 50% of the cost for conventional chargers can be saved.

Mit Erregerwicklung und Stützkondensatoren läßt sich die Ladespannung für die Batterie hervorragend glätten. Der Mikroprozessor und die bereits vorhandene Sensorik zur Stromerfassung und Messung der Versorgungsspannung der Steuereinheit ermög­ lichen das Programmieren beliebiger Ladekurven. Diese Realisierung der Ladefunktion ist kostensparend und sehr zuverlässig.With excitation winding and backup capacitors, the charging voltage for the Smooth the battery perfectly. The microprocessor and the existing sensors for current detection and measurement of the supply voltage of the control unit  programming any charging curves. This realization of the charging function is cost-saving and very reliable.

Claims (15)

1. Verfahren zum Laden einer einen Elektromotor versorgenden Batterie, welche mittels einer Versorgungsspannung aufgeladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsspannung mittels eines die Erregerspule (3) des Elektro­ motors (1) als Induktivität enthaltenden LC-Gliedes geglättet und anschließend zur Batterie (5) geleitet wird.1. A method for charging a battery supplying an electric motor, which is charged by means of a supply voltage, characterized in that the supply voltage is smoothed by means of an LC element containing the excitation coil ( 3 ) of the electric motor ( 1 ) and subsequently to the battery ( 5 ) is conducted. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die den Elektromotor ansteuernde Impuls­ steuerung einen oder mehrere Stützkondensatoren enthält, die im Fahrbetrieb den Transistor der Impulssteuerung vor Spannungsspitzen schützt bzw. schützen, da­ durch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Stützkondensatoren (13) als Kapazi­ tät des LC-Gliedes verwendet werden.2. The method according to claim 1, in which the electric motor driving pulse control contains one or more backup capacitors which protect or protect the transistor of the pulse control from voltage peaks during driving operation, characterized in that one or more backup capacitors ( 13 ) act as capacitors of the LC element can be used. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die den Elektromotor ansteuernde Impulssteuerung im Fahrbetrieb mit einem Mikroprozessor arbeitet, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Batterie (5) im Ladebetrieb gemäß einer vom Mikropro­ zessor der Impulssteuerung vorgegebenen Ladekurve geladen wird.3. The method according to claim 1 or 2, in which the electric motor driving pulse control operates while driving with a microprocessor, characterized in that the battery ( 5 ) is charged in charging mode according to a charging curve specified by the microprocessor of the pulse control. 4. Verfahren zum Laden einer einen Elektromotor versorgenden Batterie, welche mittels einer Versorgungsspannung aufgeladen wird, bei dem die den Elektromotor ansteuernde Impulssteuerung im Fahrbetrieb mit einem Mikroprozessor arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie (5) im Ladebetrieb gemäß einer vom Mikroprozessor der Impulssteuerung vorgegebenen Ladekurve geladen wird.4. A method for charging a battery supplying an electric motor, which is charged by means of a supply voltage, in which the pulse control that drives the electric motor operates while driving with a microprocessor, characterized in that the battery ( 5 ) is specified in charging mode according to a pulse processor microprocessor Charging curve is loaded. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungs­ spannung mittels eines die Erregerspule (3) des Elektromotors (1) als Induktivität enthaltenden LC-Gliedes geglättet und anschließend zur Batterie (5) geleitet wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the supply voltage is smoothed by means of an excitation coil ( 3 ) of the electric motor ( 1 ) as an inductor-containing LC element and then passed to the battery ( 5 ). 6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem die den Elektromotor ansteuernde Impulssteuerung einen oder mehrere Stützkondensatoren enthält, die den Tran­ sistor der Impulssteuerung im Fahrbetrieb vor Spannungsspitzen schützt bzw. schützen, dadurch gekennzeichnet, daß die im Ladebetrieb zur Batterie (5) ge­ führte Versorgungsspannung mittels eines einen oder mehrere Stützkondensa­ toren (13) als Kapazität enthaltenden LC-Gliedes geglättet wird. 6. The method according to claim 4 or 5, wherein the pulse motor controlling the electric motor contains one or more backup capacitors which protect or protect the transistor of the pulse control during driving operation from voltage peaks, characterized in that the charging operation to the battery ( 5 ) ge led supply voltage is smoothed by means of one or more support capacitors ( 13 ) as a capacitance-containing LC element. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Laden der Batterie (5) die Ansteuerleitungen für die Richtungsschütze (2) des Elektromotors (1) unterbrochen werden.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the control lines for the directional contactors ( 2 ) of the electric motor ( 1 ) are interrupted when charging the battery ( 5 ). 8. Vorrichtung zum Laden einer einen Elektromotor versorgenden Batterie mittels einer Versorgungsspannung, umfassend eine Gleichstromquelle und ein LC-Glied zur Glättung der Versorgungsspannung, dadurch gekennzeichnet, daß das LC-Glied die Erregerspule (3) des Elektromotors als Induktivität enthält.8. Device for charging an electric motor supplying battery by means of a supply voltage, comprising a direct current source and an LC element for smoothing the supply voltage, characterized in that the LC element contains the excitation coil ( 3 ) of the electric motor as an inductor. 9. Vorrichtung zum Laden einer einen Elektromotor versorgenden Batterie mittels einer Versorgungsspannung, umfassend eine Gleichstromquelle, Strom- und Spannungsgeber und Mittel zur Vorgabe einer Ladekurve, wobei dem Elektromotor eine einen Mikroprozessor enthaltende Impulssteuerung vorgeschaltet ist, da­ durch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor der Impulssteuerung des Elektro­ motors (1) das Mittel zur Vorgabe der Ladekurve ist.9. Device for charging an electric motor supplying battery by means of a supply voltage, comprising a direct current source, current and voltage transmitter and means for specifying a charging curve, the electric motor being preceded by a pulse control containing a microprocessor, characterized in that the microprocessor controls the pulse control of the Electric motors ( 1 ) is the means for specifying the charging curve. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei ein LC-Glied zur Glättung der Versorgungs­ spannung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das LC-Glied die Erre­ gungsspule (3) des Elektromotors (1) als Induktivität enthält.10. The device according to claim 9, wherein an LC element is provided for smoothing the supply voltage, characterized in that the LC element contains the excitation coil ( 3 ) of the electric motor ( 1 ) as an inductor. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die den Elektromotor ansteuernde Impulssteuerung einen oder mehrere Stützkondensatoren enthält, die den Transistor der Impulssteuerung vor Spannungsspitzen schützt bzw. schützen, dadurch gekennzeichnet, daß das LC-Glied den oder die Stützkondensatoren (13) als Kapazität enthält.11. The device according to any one of claims 8 to 10, wherein the pulse control controlling the electric motor contains one or more backup capacitors which protect or protect the transistor of the pulse control against voltage peaks, characterized in that the LC element or the backup capacitors ( 13 ) contains as capacity. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromquelle einen Transformator (7) und einen Gleichrichter (8) umfaßt.12. Device according to one of claims 8 to 11, characterized in that the direct current source comprises a transformer ( 7 ) and a rectifier ( 8 ). 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladevorrichtung einen Batteriestecker (10) zur Zuleitung der Versorgungsspannung enthält, der einen Hilfskontakt (18) aufweist, der im Ladebetrieb den Sekundärkreis des Transformators (7) schließt.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the charging device contains a battery connector ( 10 ) for supplying the supply voltage, which has an auxiliary contact ( 18 ) which closes the secondary circuit of the transformer ( 7 ) during charging. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie (5) im Fahrbetrieb einen Batteriestecker (6) aufweist, der einen Hilfskontakt (16) besitzt, der die Ansteuerung für die Richtungsschütze (2) des Elektro­ motors (1) elektrisch zuschaltet.14. Device according to one of claims 8 to 13, characterized in that the battery ( 5 ) has a battery connector ( 6 ) while driving, which has an auxiliary contact ( 16 ) which controls the directional contactors ( 2 ) of the electric motor ( 1 ) electrically connected. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie (5) über Schütze mit der Elektromotorsteuerung einerseits und mit der Ladevorrichtung andererseits verbunden ist, wobei durch die Stellung der Schütze entweder der Fahrbetrieb oder der Ladebetrieb festgelegt ist.15. The device according to one of claims 8 to 12, characterized in that the battery ( 5 ) via contactors with the electric motor control on the one hand and with the charging device on the other hand is connected, the driving operation or the charging operation being determined by the position of the contactors.
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