WO2018219760A1 - Charging device for charging batteries in a battery-driven object, battery-driven object, and method for charging batteries in a battery-driven object - Google Patents

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WO2018219760A1
WO2018219760A1 PCT/EP2018/063583 EP2018063583W WO2018219760A1 WO 2018219760 A1 WO2018219760 A1 WO 2018219760A1 EP 2018063583 W EP2018063583 W EP 2018063583W WO 2018219760 A1 WO2018219760 A1 WO 2018219760A1
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battery
charging
control module
additional
auxiliary
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PCT/EP2018/063583
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Marcus PARENTIS
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • Charger for charging batteries in a battery powered object Charger for charging batteries in a battery powered object, battery operated object and method for charging batteries in a battery powered object
  • the invention is based on a device or a method according to the preamble of the independent claims.
  • the subject of the present invention is also a computer program.
  • balancers In order to be able to load the individual cells of the lithium-polymer batteries in a controlled manner, what are known as balancers are used to charge the batteries.
  • a charging device for charging batteries in a battery powered object a battery powered object, a method for charging batteries in a battery powered object, a device using this method, and finally a corresponding computer program according to the main claims presented.
  • the measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent claim device are possible.
  • the charging device comprising: a control module for controlling a charging operation in the
  • control module has a connectable to an external power supply terminal for applying a charging voltage to the control module and an interface module for transmitting parameters relating to the charging of the battery; and at least one additional control module for controlling a charging operation of at least one auxiliary battery located in the battery-powered object, wherein the auxiliary control module is coupled or coupleable to the control module to charge the auxiliary battery using the charging voltage, and an auxiliary interface module for transmitting additional parameters relating to the charging process Additional battery has.
  • a charging device can be understood to mean a charging electronics arranged in or on the object of a plurality of control and interface modules assigned to each battery and coupled to one another, for example.
  • the battery-powered object may be, for example, a
  • Aircraft such as a drone, a robot, a sports device or a
  • the object can also be an eScooter, a quad, a trike, an eWheely, a Kickelec, an eBike, a Forklift, a SmartWheel, an AutoBod or an electric car without any claim to completeness.
  • a battery or additional battery for example, a lithium-ion battery, in particular as a lithium polymer battery can be understood.
  • the approach can also be applied to future batteries that have the same charging properties.
  • the control module or the additional control module can be, for example, a control controller in the form of a balancer for uniform charge distribution between different cells of the battery or the additional battery.
  • the control module and the additional control module may, for example, be connected in series with each other, so that the Additional control module is connected to the supply connection via the control module.
  • the parameters or additional parameters may be, for example, a voltage, a current, a capacitance or an internal resistance of the battery or the auxiliary battery or individual cells of the battery or the auxiliary battery.
  • the interface module or the auxiliary interface module can, for example, a component of a
  • Bus system in particular a CAN bus, for transmitting the parameters or the additional parameters, in particular also for wireless transmission.
  • the parameters can be determined using a suitable
  • Interface protocol for example in the form of electrical signals to be transmitted.
  • the interface module and the additional interface module can also be connected to one another in series, for example.
  • the control module or, alternatively or additionally, the additional control module may include one or more switching elements for making or separating an electrically conductive one
  • the switching element may be controllable, for example, using the parameters or the additional parameters in order to allow a parallel or offset charging of the battery and the auxiliary battery.
  • the approach presented here is based on the finding that the batteries of a battery-powered object, such as a flying system or a robot with multiple lithium-polymer batteries, using an appropriate on-board charging technology, d. H. a charging electronics placed in the object, can be loaded in parallel or one after the other without human assistance via just one charging lead.
  • a charging line for example, a coil can be used. It can charge the individual batteries or
  • Battery cells by exchanging appropriate parameters via a bus system, such as a CAN bus, closely monitored and controlled.
  • a bus system such as a CAN bus
  • control module may be at least two
  • the additional control module may include at least two auxiliary cell terminals for separately contacting at least two battery cells of the auxiliary battery and realized as a balancer for controlling a charge distribution between the battery cells of the auxiliary battery.
  • a balancer may be understood to mean an electronic equalizing control circuit for uniformly distributing an electrical charge in the galvanic cells within the battery or the auxiliary battery which differ slightly from one another, for example due to manufacturing tolerances in their capacity or their internal resistance.
  • the balancer may be part of a battery management system of the battery operated object. By this embodiment, almost the entire capacity of the battery or the auxiliary battery can be used. Furthermore, an age-related change over time of the individual cells of the battery or the additional battery can be effectively counteracted.
  • control module or, additionally or alternatively, the additional control module may be designed to separate a coupling of the additional control module with the control module using the parameters or, additionally or alternatively, the additional parameters.
  • the battery and the additional battery can be charged separately, in particular successively.
  • the supply connection is realized as part of a plug connection. Additionally or alternatively, the supply connection may have at least one coil for wirelessly receiving an electrical energy representing the charging voltage. This embodiment is a simple, fast and safe electrical contact of the
  • Additional interface module or both interface modules are each implemented as a bus interface module or, additionally or alternatively, as an interface module for wireless data transmission. This enables a particularly efficient data transmission. Furthermore, this can be a
  • Wiring costs when charging the batteries kept as low as possible become. In particular, this can avoid the risk of a short circuit or explosion due to touching cables or plugs.
  • a further advantage is the so-called “Smart Energy Management", where batteries can be switched off in a different charging status to avoid over-discharging, and safety can be increased, as temperature management prevents overheating of cells or battery packs. This can extend the life of the batteries, with the added benefit of being scalable, allowing for unproblematic scaling, allowing parallel and serial interconnections.
  • the supply connection can be connected to the additional control module via the control module.
  • the approach presented here also provides a battery-operated object with a charging device according to one of the preceding embodiments.
  • the approach presented here creates a method for charging batteries in a battery-operated object by means of a charging device according to one of the preceding embodiments, the method comprising the following steps:
  • This method can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, for example in a control unit.
  • a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the above
  • Fig. 1 is a schematic representation of a charging system for loading
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an aircraft with connecting lines for connecting a charging system from FIG. 1;
  • Fig. 3 is a schematic representation of a charging device according to a
  • Fig. 4 is a schematic representation of a battery-powered object
  • Fig. 5 is a schematic representation of a supply connection in one
  • FIG. 6 is a flowchart of a method according to a
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a charging system 100 for charging batteries 102 by means of external charging devices 106, each comprising a charger 110 and a balancer 112, such as a lithium polymer balancer.
  • a charger 110 for charging batteries 102 by means of external charging devices 106
  • a balancer 112 such as a lithium polymer balancer.
  • an aircraft by means of four batteries 102 type 6S1P is operated automatically without human help.
  • the aircraft lands on a platform, is centered and contacted.
  • all lines 114 of the respective cells of the batteries 102 are led to the respective balancer 112.
  • these are six cells per battery, thus a total of eight lines 114.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of an aircraft 200 with
  • connection lines 202 corresponding to the number of batteries used and corresponding to the respective number of cells of the batteries, which is a high
  • Wiring effort means. By means of the approach presented here, however, the wiring effort for charging such a battery-operated object can be reduced to a minimum by the corresponding
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of a charging device 300 according to an exemplary embodiment.
  • the charging device 300 is configured to charge a battery 302 and at least one auxiliary battery 304 in a battery powered object.
  • the charging device 300 comprises a control module 306 for controlling a charging process of the battery 302 and at least one
  • Additional batteries 304 In FIG. 3, by way of example only two of several possible additional batteries 304 with their respective additional control modules 308 are shown. Depending on the embodiment, the battery-powered object comprises about only two or even four or more than four batteries.
  • the batteries 302, 304 are, for example, identically constructed accumulators each of a plurality, for example six battery cells, in particular, for example, about lithium-polymer accumulators.
  • the batteries 302, 304 are, for example, identically constructed accumulators each of a plurality, for example six battery cells, in particular, for example, about lithium-polymer accumulators.
  • Battery cells of the battery 302 separately connected via respective one cell line 310 with corresponding cell terminals 311 of the control module 306.
  • the respective battery cells of the auxiliary batteries 304 are also connected separately via a respective cell line 310 with corresponding additional cell terminals 312 of the respective additional control modules 308.
  • the battery 302 is additionally connected via two charging lines 313 to the control module 306.
  • the additional batteries 304 are each connected via two such charging lines 313 with their respective additional control module 308.
  • the batteries are according to that shown in FIG.
  • Embodiment depending on a total of eight lines connected to their respective control module.
  • the cell lines 310 become the
  • the battery cells may be charged using the cell lines 310.
  • the control module 306 has a supply terminal 314 for applying the charging voltage for charging the batteries 302, 304.
  • Supply terminal 314 is, according to one embodiment, the only external connection via the charging device 300
  • Charging voltage for charging the batteries 302, 304 is supplied.
  • control module 306 and the
  • Control module 306 can be acted upon by the charging voltage and can use these for charging the auxiliary batteries 304. Depending on the exemplary embodiment, however, the control modules 306, 308 can also be interconnected in other constellations.
  • Components of the control modules can be separable, so for example the charging voltage is applied only to the battery 302, as long as it is not fully charged.
  • control module 306 has an interface module 316 for transmitting parameters relating to the charging of the battery 302, such as an internal resistance or a voltage.
  • additional control modules 308 are each with a corresponding
  • Additional interface module 318 for transmitting corresponding additional parameters with respect to a respective charging of the auxiliary batteries 304 equipped.
  • the interface modules 316, 318 are designed in particular as components of a bus system, here a CAN bus. According to one
  • the interface modules 316, 318 analogous to the control modules 306, 308 connected via corresponding interface connection lines 320 in series with each other.
  • the parameters transmitted via the bus system can be read, for example, by an external device via a suitable interface, for example also for wireless communication, wherein the external device uses the transmitted parameters, for example for error analysis.
  • the charging processes are additionally or alternatively carried out by means of at least one of the control modules 302, 304 using the battery parameters exchanged via the respective interface modules.
  • the charging device 300 is designed to charge the batteries 302, 304 by means of the control modules 306, 308 automatically in succession or in parallel when the charging voltage is applied as an input voltage.
  • the control modules 306, 308 synchronize for the individual
  • Batteries with each other and free the charging voltages for the individual cells via the interface modules 316, 318, here for example via CAN bus, about the error about individual cells of the batteries 302, 304 are read out.
  • the input terminals of the batteries 302, 304 have a reverse current cut-off.
  • the relevant battery 302, 304 is disconnected from the system. The start of the charge is released via the bus. If the system does not work with Charging voltage is supplied, no voltage is applied to the contacts or cables.
  • Supply connection of the charging device 300 is only a supply line, which is either wired or implemented in induction technology, for applying the charging voltage for all batteries to be charged 302, 304 required.
  • Two further lines are used, for example, for communication via the
  • the communication also takes place wirelessly via radio, Wifi or Bluetooth.
  • control module 306 and / or at least one of the additional control modules 308 each have at least one switching element for controlled interruption of the connection lines 315 and / or controlled disconnection of the charge lines 313 coupled to the respective module 306, 308.
  • a battery 302, 304 can be bridged, so that this battery 302, 304 is excluded from the charging process at least temporarily.
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a battery-operated object 400 according to an exemplary embodiment.
  • the object 400 here a drone, has a loading device according to an embodiment described above with reference to FIG. 3.
  • Shown is the supply terminal 314, here exemplified as a component of a two-pin connector for
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a supply connection 314 in a charging device according to one exemplary embodiment.
  • FIG. 6 shows a flowchart of a method 600 according to FIG.
  • the method 600 for charging batteries in a battery-powered object can be performed, for example, using
  • Control modules and interface modules according to an embodiment described above with reference to FIGS 3 to 5 are executed.
  • the parameters or, additionally or alternatively, the additional parameters are transmitted by means of the interface modules.
  • the transmitted parameters or additional parameters are used to control the charging of the batteries or additional batteries. This is done by means of the respective control or additional control modules of the
  • an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

Abstract

The invention relates to a charging device (300) for charging batteries (302, 304) in a battery-driven object. The charging device (300) comprises a control module (306) for controlling a charging operation of a battery (302) contained in the battery-driven object. The control module (306) comprises a supply terminal (314) that can be coupled to an external voltage source (402) in order to apply a charging voltage to the control module (306) and an interface module (316) for transmitting parameters relating to the charging operation of the battery (302). In addition, the charging device (300) comprises at least one auxiliary control module (308) for controlling a charging operation of at least one auxiliary battery (304) contained in the battery-driven object. The auxiliary control module (308) is coupled or can be coupled to the control module (306) in order to charge the auxiliary battery (304) using the charging voltage, and has an auxiliary interface module (318) for transmitting auxiliary parameters relating to the charging operation of the auxiliary battery (304).

Description

Beschreibung  description
Titel title
Ladevorrichtung zum Laden von Batterien in einem batteriebetriebenen Objekt, batteriebetriebenes Objekt und Verfahren zum Laden von Batterien in einem batteriebetriebenen Objekt  Charger for charging batteries in a battery powered object, battery operated object and method for charging batteries in a battery powered object
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm. The invention is based on a device or a method according to the preamble of the independent claims. The subject of the present invention is also a computer program.
Bei Verwendung von Lithium-Polymer-Akkus verschiedener Konfigurationen, wie Parallelschaltung und Serienschaltung, in Robotern oder Flugsystemen werden die Akkus zum Laden oder Entladen für gewöhnlich aus dem System When using lithium polymer batteries of various configurations, such as parallel connection and series connection, in robots or flight systems, the batteries for charging or discharging usually get out of the system
entnommen. Um die einzelnen Zellen der Lithium-Polymer-Akkus kontrolliert laden zu können, werden in der Regel sogenannte Balancer zum Laden der Akkus eingesetzt. taken. In order to be able to load the individual cells of the lithium-polymer batteries in a controlled manner, what are known as balancers are used to charge the batteries.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine Against this background, the approach presented here becomes one
Ladevorrichtung zum Laden von Batterien in einem batteriebetriebenen Objekt, ein batteriebetriebenes Objekt, ein Verfahren zum Laden von Batterien in einem batteriebetriebenen Objekt, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Es wird eine Ladevorrichtung zum Laden von Batterien in einem A charging device for charging batteries in a battery powered object, a battery powered object, a method for charging batteries in a battery powered object, a device using this method, and finally a corresponding computer program according to the main claims presented. The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent claim device are possible. There will be a charging device for charging batteries in one
batteriebetriebenen Objekt vorgestellt, wobei die Ladevorrichtung folgende Merkmale aufweist: ein Steuermodul zum Steuern eines Ladevorgangs einer in dem battery-powered object, the charging device comprising: a control module for controlling a charging operation in the
batteriebetriebenen Objekt befindlichen Batterie, wobei das Steuermodul einen mit einer externen Spannungsquelle koppelbaren Versorgungsanschluss zum Anlegen einer Ladespannung an das Steuermodul und ein Schnittstellenmodul zum Übertragen von Parametern bezüglich des Ladevorgangs der Batterie aufweist; und zumindest ein Zusatzsteuermodul zum Steuern eines Ladevorgangs zumindest einer in dem batteriebetriebenen Objekt befindlichen Zusatzbatterie, wobei das Zusatzsteuermodul mit dem Steuermodul gekoppelt oder koppelbar ist, um die Zusatzbatterie unter Verwendung der Ladespannung laden zu können, und ein Zusatzschnittstellenmodul zum Übertragen von Zusatzparametern bezüglich des Ladevorgangs der Zusatzbatterie aufweist. battery-powered object battery, wherein the control module has a connectable to an external power supply terminal for applying a charging voltage to the control module and an interface module for transmitting parameters relating to the charging of the battery; and at least one additional control module for controlling a charging operation of at least one auxiliary battery located in the battery-powered object, wherein the auxiliary control module is coupled or coupleable to the control module to charge the auxiliary battery using the charging voltage, and an auxiliary interface module for transmitting additional parameters relating to the charging process Additional battery has.
Unter einer Ladevorrichtung kann eine in oder an dem Objekt angeordnete Ladeelektronik aus mehreren je einer Batterie zugeordneten und beispielsweise miteinander gekoppelten Steuer- und Schnittstellenmodulen verstanden werden. Bei dem batteriebetriebenen Objekt kann es sich beispielsweise um ein A charging device can be understood to mean a charging electronics arranged in or on the object of a plurality of control and interface modules assigned to each battery and coupled to one another, for example. The battery-powered object may be, for example, a
Fluggerät wie etwa eine Drohne, einen Roboter, ein Sportgerät oder ein Aircraft such as a drone, a robot, a sports device or a
Modellfahrzeug oder -flugzeug handeln. Auch kann es sich bei dem Objekt ohne Anspruch auf Vollständigkeit um einen eScooter, ein Quad, ein Trike, ein eWheely, ein Kickelec, ein eBike, ein Forklift, ein SmartWheel, ein AutoBod oder ein Elektroauto handeln. Unter einer Batterie oder Zusatzbatterie kann beispielsweise ein Lithium-Ionen-Akkumulator, insbesondere etwa ein Lithium- Polymer-Akkumulator, verstanden werden. Der Ansatz lässt sich dabei auch auf zukünftige Batterien anwenden, die die gleiche Ladeeigenschaften aufweisen. Bei dem Steuermodul oder dem Zusatzsteuermodul kann es sich beispielsweise um einen Steuerungscontroller in Form eines Balancers zur gleichmäßigen Ladungsverteilung zwischen verschiedenen Zellen der Batterie oder der Zusatzbatterie handeln. Das Steuermodul und das Zusatzsteuermodul können beispielsweise miteinander in Reihe geschaltet sein, sodass das Zusatzsteuermodul über das Steuermodul mit dem Versorgungsanschluss verbunden ist. Bei den Parametern oder Zusatzparametern kann es sich beispielsweise um eine Spannung, einen Strom, eine Kapazität oder einen Innenwiderstand der Batterie oder der Zusatzbatterie oder einzelner Zellen der Batterie oder der Zusatzbatterie handeln. Das Schnittstellenmodul oder das Zusatzschnittstellenmodul kann beispielsweise eine Komponente eines Model vehicle or airplane acting. The object can also be an eScooter, a quad, a trike, an eWheely, a Kickelec, an eBike, a Forklift, a SmartWheel, an AutoBod or an electric car without any claim to completeness. By a battery or additional battery, for example, a lithium-ion battery, in particular as a lithium polymer battery can be understood. The approach can also be applied to future batteries that have the same charging properties. The control module or the additional control module can be, for example, a control controller in the form of a balancer for uniform charge distribution between different cells of the battery or the additional battery. The control module and the additional control module may, for example, be connected in series with each other, so that the Additional control module is connected to the supply connection via the control module. The parameters or additional parameters may be, for example, a voltage, a current, a capacitance or an internal resistance of the battery or the auxiliary battery or individual cells of the battery or the auxiliary battery. The interface module or the auxiliary interface module can, for example, a component of a
Bussystems, insbesondere eines CAN-Busses, zum Übertragen der Parameter oder der Zusatzparameter sein, insbesondere auch zum drahtlosen Übertragen. Die Parameter können dabei unter Verwendung eines geeigneten Bus system, in particular a CAN bus, for transmitting the parameters or the additional parameters, in particular also for wireless transmission. The parameters can be determined using a suitable
Schnittstellenprotokolls, beispielsweise in Form elektrischer Signale, übertragen werden. Auch das Schnittstellenmodul und das Zusatzschnittstellenmodul können beispielsweise miteinander in Reihe geschaltet sein. Das Steuermodul oder, alternativ oder zusätzlich, das Zusatzsteuermodul kann eine oder mehrere Schaltelemente zum Herstellen oder Trennen einer elektrisch leitenden Interface protocol, for example in the form of electrical signals to be transmitted. The interface module and the additional interface module can also be connected to one another in series, for example. The control module or, alternatively or additionally, the additional control module may include one or more switching elements for making or separating an electrically conductive one
Verbindung zwischen dem Steuermodul und dem Zusatzsteuermodul aufweisen. Das Schaltelement kann beispielsweise unter Verwendung der Parameter oder der Zusatzparameter ansteuerbar sein, um ein paralleles oder versetztes Laden der Batterie und der Zusatzbatterie zu ermöglichen. Have connection between the control module and the additional control module. The switching element may be controllable, for example, using the parameters or the additional parameters in order to allow a parallel or offset charging of the battery and the auxiliary battery.
Der hier vorgestellte Ansatz beruht auf der Erkenntnis, dass die Batterien eines batteriebetriebenen Objekts, etwa eines Flugsystems oder eines Roboters mit mehreren Lithium-Polymer-Akkus, mithilfe einer entsprechenden Onboard- Ladetechnik, d. h. einer im Objekt platzierten Ladeelektronik, über nur eine Ladezuleitung parallel oder nacheinander ohne menschliche Hilfe geladen werden können. Als Ladezuleitung kann beispielsweise eine Spule verwendet werden. Dabei können die Ladevorgänge der einzelnen Batterien oder The approach presented here is based on the finding that the batteries of a battery-powered object, such as a flying system or a robot with multiple lithium-polymer batteries, using an appropriate on-board charging technology, d. H. a charging electronics placed in the object, can be loaded in parallel or one after the other without human assistance via just one charging lead. As charging line, for example, a coil can be used. It can charge the individual batteries or
Batteriezellen durch Austausch entsprechender Parameter über ein Bussystem, etwa über einen CAN-Bus, genau überwacht und gesteuert werden. Battery cells by exchanging appropriate parameters via a bus system, such as a CAN bus, closely monitored and controlled.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Steuermodul zumindest zwei According to one embodiment, the control module may be at least two
Zellenanschlüsse zum separaten Kontaktieren von zumindest zwei Batteriezellen der Batterie aufweisen und als Balancer zum Steuern einer Ladungsverteilung zwischen den Batteriezellen der Batterie realisiert sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Zusatzsteuermodul zumindest zwei Zusatzzellenanschlüsse zum separaten Kontaktieren von zumindest zwei Batteriezellen der Zusatzbatterie aufweisen und als Balancer zum Steuern einer Ladungsverteilung zwischen den Batteriezellen der Zusatzbatterie realisiert sein. Unter einem Balancer kann eine elektronische Ausgleichsregelschaltung zum gleichmäßigen Verteilen einer elektrischen Ladung in den beispielsweise durch Fertigungstoleranzen in ihrer Kapazität oder ihrem Innenwiderstand leicht voneinander abweichenden galvanischen Zellen innerhalb der Batterie oder der Zusatzbatterie verstanden werden. Der Balancer kann Teil eines Batteriemanagementsystems des batteriebetriebenen Objekts sein. Durch diese Ausführungsform kann annähernd die gesamte Kapazität der Batterie oder der Zusatzbatterie genutzt werden. Ferner kann dadurch einer alterungsbedingten zeitlichen Veränderung der einzelnen Zellen der Batterie oder der Zusatzbatterie effizient entgegengewirkt werden. Cell terminals for separately contacting at least two battery cells of the battery and be realized as a balancer for controlling a charge distribution between the battery cells of the battery. Additionally or alternatively, the additional control module may include at least two auxiliary cell terminals for separately contacting at least two battery cells of the auxiliary battery and realized as a balancer for controlling a charge distribution between the battery cells of the auxiliary battery. A balancer may be understood to mean an electronic equalizing control circuit for uniformly distributing an electrical charge in the galvanic cells within the battery or the auxiliary battery which differ slightly from one another, for example due to manufacturing tolerances in their capacity or their internal resistance. The balancer may be part of a battery management system of the battery operated object. By this embodiment, almost the entire capacity of the battery or the auxiliary battery can be used. Furthermore, an age-related change over time of the individual cells of the battery or the additional battery can be effectively counteracted.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Steuermodul oder, zusätzlich oder alternativ, das Zusatzsteuermodul ausgebildet sein, um eine Kopplung des Zusatzsteuermoduls mit dem Steuermodul unter Verwendung der Parameter oder, zusätzlich oder alternativ, der Zusatzparameter zu trennen. Dadurch können die Batterie und die Zusatzbatterie separat, insbesondere nacheinander, aufgeladen werden. Je nach Ausführungsform kann dadurch beispielsweise eine Beschleunigung eines jeweiligen Ladevorgangs der Batterie oder der According to a further embodiment, the control module or, additionally or alternatively, the additional control module may be designed to separate a coupling of the additional control module with the control module using the parameters or, additionally or alternatively, the additional parameters. As a result, the battery and the additional battery can be charged separately, in particular successively. Depending on the embodiment, for example, an acceleration of a respective charging of the battery or the
Zusatzbatterie erreicht werden. Additional battery can be achieved.
Es ist vorteilhaft, wenn der Versorgungsanschluss als Teil einer Steckverbindung realisiert ist. Zusätzlich oder alternativ kann der Versorgungsanschluss zumindest eine Spule zum drahtlosen Empfangen einer die Ladespannung repräsentierenden elektrischen Energie aufweisen. Durch diese Ausführungsform wird eine einfache, schnelle und sichere elektrische Kontaktierung der It is advantageous if the supply connection is realized as part of a plug connection. Additionally or alternatively, the supply connection may have at least one coil for wirelessly receiving an electrical energy representing the charging voltage. This embodiment is a simple, fast and safe electrical contact of the
Ladevorrichtung des batteriebetriebenen Objekts ermöglicht. Charging the battery operated object allows.
Weiterhin ist von Vorteil, wenn das Schnittstellenmodul oder das Furthermore, it is advantageous if the interface module or the
Zusatzschnittstellenmodul oder beide Schnittstellenmodule je als Bus- Schnittstellenmodul oder, zusätzlich oder alternativ als Schnittstellenmodul zur drahtlosen Datenübertragung realisiert sind. Dadurch wird eine besonders effiziente Datenübertragung ermöglicht. Ferner kann dadurch ein Additional interface module or both interface modules are each implemented as a bus interface module or, additionally or alternatively, as an interface module for wireless data transmission. This enables a particularly efficient data transmission. Furthermore, this can be a
Verdrahtungsaufwand beim Laden der Batterien möglichst gering gehalten werden. Insbesondere kann dadurch die Gefahr eines Kurzschlusses oder Explosion durch sich berührende Kabel oder Stecker vermieden werden. Wiring costs when charging the batteries kept as low as possible become. In particular, this can avoid the risk of a short circuit or explosion due to touching cables or plugs.
Ein weiterer Vorteil besteht in einem sogenannten„Smart Energy Management" bei dem bei einem unterschiedlichen Ladestatus Batterien abgeschaltet werden können, um eine Tiefentladung zu vermeiden. Zudem kann die Sicherheit erhöht werden, da aufgrund eines Temperaturmanagements eine Überhitzung der Zellen oder Akkupacks vermieden werden kann. Dadurch kann die Lebenszeit der Batterien verlängert werden. Ein weiterer Vorteil besteht in der Möglichkeit einer Skalierung. So kann unproblematisch skaliert werden, es sind also parallele und serielle Zusammenschaltungen möglich. A further advantage is the so-called "Smart Energy Management", where batteries can be switched off in a different charging status to avoid over-discharging, and safety can be increased, as temperature management prevents overheating of cells or battery packs. This can extend the life of the batteries, with the added benefit of being scalable, allowing for unproblematic scaling, allowing parallel and serial interconnections.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Versorgungsanschluss über das Steuermodul mit dem Zusatzsteuermodul verbunden sein. Dadurch kann der Verdrahtungsaufwand zur Verschaltung der einzelnen Module innerhalb des batteriebetriebenen Objekts weiter gesenkt werden. According to a further embodiment, the supply connection can be connected to the additional control module via the control module. As a result, the wiring effort for interconnecting the individual modules within the battery-operated object can be further reduced.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein batteriebetriebenes Objekt mit einer Ladevorrichtung gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen. The approach presented here also provides a battery-operated object with a charging device according to one of the preceding embodiments.
Zudem schafft der hier vorgestellte Ansatz ein Verfahren zum Laden von Batterien in einem batteriebetriebenen Objekt mittels einer Ladevorrichtung gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: In addition, the approach presented here creates a method for charging batteries in a battery-operated object by means of a charging device according to one of the preceding embodiments, the method comprising the following steps:
Übertragen der Parameter und/oder der Zusatzparameter; und Transmitting the parameters and / or the additional parameters; and
Steuern des Ladevorgangs der Batterie unter Verwendung der Parameter und/oder der Zusatzparameter und/oder Steuern des Ladevorgangs der Controlling the charging of the battery using the parameters and / or the additional parameters and / or controlling the charging of the
Zusatzbatterie unter Verwendung der Parameter und/oder der Zusatzparameter. Additional battery using the parameters and / or additional parameters.
Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware, beispielsweise in einem Steuergerät, implementiert sein. Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend This method can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, for example in a control unit. Also of advantage is a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the above
beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt: described embodiments, in particular when the program product or program is executed on a computer or a device. Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description. It shows:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ladesystems zum Laden von Fig. 1 is a schematic representation of a charging system for loading
Batterien mittels externer Ladeeinrichtungen;  Batteries by means of external charging devices;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Fluggeräts mit Anschlussleitungen zum Anschließen eines Ladesystems aus Fig. 1; FIG. 2 shows a schematic representation of an aircraft with connecting lines for connecting a charging system from FIG. 1; FIG.
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Ladevorrichtung gemäß einemFig. 3 is a schematic representation of a charging device according to a
Ausführungsbeispiel; Embodiment;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines batteriebetriebenen Objekts Fig. 4 is a schematic representation of a battery-powered object
gemäß einem Ausführungsbeispiel;  according to an embodiment;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Versorgungsanschlusses in einerFig. 5 is a schematic representation of a supply connection in one
Ladevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und Loading device according to one embodiment; and
Fig. 6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem 6 is a flowchart of a method according to a
Ausführungsbeispiel.  Embodiment.
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren In the following description of favorable embodiments of the present invention are for the in the various figures
dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche represented and similar elements acting the same or similar
Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird. Reference numeral used, wherein a repeated description of these elements is omitted.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ladesystems 100 zum Laden von Batterien 102 mittels externer Ladeeinrichtungen 106, die je ein Ladegerät 110 und einen Balancer 112 umfassen, etwa einen Lithium-Polymer-Balancer. Beispielsweise soll ein Fluggerät, das mittels vier Batterien 102 vom Typ 6S1P betrieben wird, automatisch ohne menschliche Hilfe geladen werden. Das Fluggerät landet dazu beispielsweise auf einer Plattform, wird zentriert und kontaktiert. Dabei werden alle Leitungen 114 der jeweiligen Zellen der Batterien 102 zum jeweiligen Balancer 112 geführt. Gemäß dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel sind das pro Batterie sechs Zellen, somit insgesamt acht Leitungen 114.1 shows a schematic representation of a charging system 100 for charging batteries 102 by means of external charging devices 106, each comprising a charger 110 and a balancer 112, such as a lithium polymer balancer. For example, an aircraft, by means of four batteries 102 type 6S1P is operated automatically without human help. For example, the aircraft lands on a platform, is centered and contacted. In this case, all lines 114 of the respective cells of the batteries 102 are led to the respective balancer 112. According to the example shown in FIG. 1, these are six cells per battery, thus a total of eight lines 114.
Da das Fluggerät insgesamt vier Batterien 102 aufweist, werden zum Laden insgesamt 32 Leitungen 114 benötigt, wie dies in Fig. 2 veranschaulicht ist. Since the aircraft has a total of four batteries 102, a total of 32 lines 114 are required for charging, as illustrated in FIG. 2.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Fluggeräts 200 mit Fig. 2 shows a schematic representation of an aircraft 200 with
Anschlussleitungen 202 zum Anschließen des Ladesystems aus Fig. 1. Connecting lines 202 for connecting the charging system of FIG. 1.
Beispielsweise weist das Fluggerät 200 entsprechend der Anzahl der verwendeten Batterien und entsprechend der jeweiligen Zellenanzahl der Batterien 32 Anschlussleitungen 202 auf, was einen hohen  By way of example, the aircraft 200 has connection lines 202 corresponding to the number of batteries used and corresponding to the respective number of cells of the batteries, which is a high
Verdrahtungsaufwand bedeutet. Mittels des hier vorgestellten Ansatzes kann der Verdrahtungsaufwand zum Laden eines derartigen batteriebetriebenen Objekts hingegen auf ein Minimum reduziert werden, indem die entsprechende Wiring effort means. By means of the approach presented here, however, the wiring effort for charging such a battery-operated object can be reduced to a minimum by the corresponding
Ladeelektronik im Objekt mitgeführt wird, wie dies nachfolgend anhand von Fig. 3 verdeutlicht wird. Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Ladevorrichtung 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Ladevorrichtung 300 ist ausgebildet, um eine Batterie 302 und zumindest eine Zusatzbatterie 304 in einem batteriebetriebenen Objekt zu laden. Hierzu umfasst die Ladevorrichtung 300 ein Steuermodul 306 zum Steuern eines Ladevorgangs der Batterie 302 sowie zumindest ein Loading electronics is carried in the object, as will be illustrated below with reference to FIG. 3. FIG. 3 shows a schematic illustration of a charging device 300 according to an exemplary embodiment. The charging device 300 is configured to charge a battery 302 and at least one auxiliary battery 304 in a battery powered object. For this purpose, the charging device 300 comprises a control module 306 for controlling a charging process of the battery 302 and at least one
Zusatzsteuermodul 308 zum Steuern eines jeweiligen Ladevorgangs derAuxiliary control module 308 for controlling a respective charging operation of
Zusatzbatterien 304. In Fig. 3 sind beispielhaft lediglich zwei von mehreren möglichen Zusatzbatterien 304 mit ihren jeweiligen Zusatzsteuermodulen 308 gezeigt. Je nach Ausführungsbeispiel umfasst das batteriebetriebene Objekt etwa nur zwei oder auch vier oder mehr als vier Batterien. Additional batteries 304. In FIG. 3, by way of example only two of several possible additional batteries 304 with their respective additional control modules 308 are shown. Depending on the embodiment, the battery-powered object comprises about only two or even four or more than four batteries.
Bei den Batterien 302, 304 handelt es sich beispielsweise um baugleiche Akkumulatoren aus jeweils einer Mehrzahl, beispielsweise sechs Batteriezellen, insbesondere etwa um Lithium-Polymer-Akkumulatoren. Dabei sind die The batteries 302, 304 are, for example, identically constructed accumulators each of a plurality, for example six battery cells, in particular, for example, about lithium-polymer accumulators. Here are the
Batteriezellen der Batterie 302 separat über je eine Zellenleitung 310 mit entsprechenden Zellenanschlüssen 311 des Steuermoduls 306 verbunden. Ebenso sind auch die jeweiligen Batteriezellen der Zusatzbatterien 304 separat über je eine Zellenleitung 310 mit entsprechenden Zusatzzellenanschlüssen 312 der jeweiligen Zusatzsteuermodule 308 verbunden. Zum Anlegen einer Battery cells of the battery 302 separately connected via respective one cell line 310 with corresponding cell terminals 311 of the control module 306. Likewise, the respective battery cells of the auxiliary batteries 304 are also connected separately via a respective cell line 310 with corresponding additional cell terminals 312 of the respective additional control modules 308. To create a
Ladespannung ist die Batterie 302 zusätzlich über zwei Ladeleitungen 313 mit dem Steuermodul 306 verbunden. Ebenso sind auch die Zusatzbatterien 304 je über zwei solcher Ladeleitungen 313 mit ihrem jeweiligen Zusatzsteuermodul 308 verbunden. Somit sind die Batterien gemäß dem in Fig. 3 gezeigten Charging voltage, the battery 302 is additionally connected via two charging lines 313 to the control module 306. Likewise, the additional batteries 304 are each connected via two such charging lines 313 with their respective additional control module 308. Thus, the batteries are according to that shown in FIG
Ausführungsbeispiel je über insgesamt acht Leitungen mit ihrem jeweiligen Steuermodul verbunden. Embodiment depending on a total of eight lines connected to their respective control module.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die Zellenleitungen 310 zum According to an embodiment, the cell lines 310 become the
Erfassen der Parameter der über die Zellenleitungen 310 an die jeweiligen Module 306, 308 angekoppelten Batteriezellen der Batterien 302, 304 verwendet. Zusätzlich oder alternativ können die Batteriezellen unter Verwendung der Zellenleitungen 310 geladen werden. Detecting the parameters of the battery cells of the batteries 302, 304 coupled via the cell lines 310 to the respective modules 306, 308. Additionally or alternatively, the battery cells may be charged using the cell lines 310.
Das Steuermodul 306 weist einen Versorgungsanschluss 314 zum Anlegen der Ladespannung zum Laden der Batterien 302, 304 auf. Bei dem The control module 306 has a supply terminal 314 for applying the charging voltage for charging the batteries 302, 304. In which
Versorgungsanschluss 314 handelt es sich gemäß einem Ausführungsbeispiel um den einzigen externen Anschluss über den der Ladevorrichtung 300 dieSupply terminal 314 is, according to one embodiment, the only external connection via the charging device 300
Ladespannung zum Laden der Batterien 302, 304 zugeführt wird. Charging voltage for charging the batteries 302, 304 is supplied.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind das Steuermodul 306 und die According to this embodiment, the control module 306 and the
Zusatzsteuermodule 308 über entsprechende Verbindungsleitungen 315 miteinander in Reihe geschaltet, sodass die Zusatzsteuermodule 308 über dasAdditional control modules 308 connected in series via corresponding connection lines 315, so that the additional control modules 308 on the
Steuermodul 306 mit der Ladespannung beaufschlagbar sind und diese zum Laden der Zusatzbatterien 304 verwenden können. Je nach Ausführungsbeispiel können die Steuermodule 306, 308 jedoch auch in anderen Konstellationen miteinander verschaltet sein. Control module 306 can be acted upon by the charging voltage and can use these for charging the auxiliary batteries 304. Depending on the exemplary embodiment, however, the control modules 306, 308 can also be interconnected in other constellations.
Eine elektrisch leitfähige Kopplung zwischen je zwei der Steuermodule, in Fig. 3 etwa zwischen dem Steuermodul 306 und einem direkt daran angeschlossenen Zusatzsteuermodul 308 oder auch zwischen zwei Zusatzsteuermodulen 308, ist beispielsweise durch Ansteuern entsprechender Schaltelemente, die An electrically conductive coupling between in each case two of the control modules, in FIG. 3 for instance between the control module 306 and an additional control module 308 connected directly thereto or also between two additional control modules 308, is for example triggered by actuation of corresponding switching elements
Komponenten der Steuermodule sein können, trennbar, sodass beispielsweise die Ladespannung nur an der Batterie 302 anliegt, solange diese noch nicht vollständig geladen ist. Components of the control modules can be separable, so for example the charging voltage is applied only to the battery 302, as long as it is not fully charged.
Des Weiteren weist das Steuermodul 306 ein Schnittstellenmodul 316 zum Übertragen von Parametern bezüglich des Ladevorgangs der Batterie 302 wie etwa eines Innenwiderstands oder einer Spannung auf. Analog dazu sind auch die Zusatzsteuermodule 308 je mit einem entsprechenden Furthermore, the control module 306 has an interface module 316 for transmitting parameters relating to the charging of the battery 302, such as an internal resistance or a voltage. Analogously, the additional control modules 308 are each with a corresponding
Zusatzschnittstellenmodul 318 zum Übertragen entsprechender Zusatzparameter bezüglich eines jeweiligen Ladevorgangs der Zusatzbatterien 304 ausgestattet. Die Schnittstellenmodule 316, 318 sind insbesondere als Komponenten eines Bussystems, hier eines CAN-Busses, ausgebildet. Gemäß einem Additional interface module 318 for transmitting corresponding additional parameters with respect to a respective charging of the auxiliary batteries 304 equipped. The interface modules 316, 318 are designed in particular as components of a bus system, here a CAN bus. According to one
Ausführungsbeispiel sind die Schnittstellenmodule 316, 318 analog zu den Steuermodulen 306, 308 über entsprechende Schnittstellenverbindungsleitungen 320 miteinander in Reihe geschaltet. Embodiment, the interface modules 316, 318 analogous to the control modules 306, 308 connected via corresponding interface connection lines 320 in series with each other.
Die über das Bussystem übertragenen Parameter sind beispielsweise von einer externen Vorrichtung über eine geeignete Schnittstelle, beispielsweise auch zur drahtlosen Kommunikation, auslesbar, wobei die externe Vorrichtung die übertragenen Parameter beispielsweise zur Fehleranalyse verwendet. Die Steuerung der Ladevorgänge erfolgt zusätzlich oder alternativ mittels zumindest eines der Steuermodule 302, 304 unter Verwendung der über die jeweiligen Schnittstellenmodule ausgetauschten Batterieparameter. The parameters transmitted via the bus system can be read, for example, by an external device via a suitable interface, for example also for wireless communication, wherein the external device uses the transmitted parameters, for example for error analysis. The charging processes are additionally or alternatively carried out by means of at least one of the control modules 302, 304 using the battery parameters exchanged via the respective interface modules.
Je nach Ausführungsbeispiel ist die Ladevorrichtung 300 ausgebildet, um beim Anlegen der Ladespannung als Eingangsspannung die Batterien 302, 304 mittels der Steuermodule 306, 308 automatisch nacheinander oder parallel aufzuladen. Dabei synchronisieren sich die Steuermodule 306, 308 für die einzelnen Depending on the exemplary embodiment, the charging device 300 is designed to charge the batteries 302, 304 by means of the control modules 306, 308 automatically in succession or in parallel when the charging voltage is applied as an input voltage. In this case, the control modules 306, 308 synchronize for the individual
Batterien untereinander und geben die Ladespannungen für die einzelnen Zellen über die Schnittstellenmodule 316, 318 frei, hier beispielhaft über CAN-Bus, über den etwa Fehler bezüglich einzelner Zellen der Batterien 302, 304 ausgelesen werden. Optional weisen die Eingangsanschlüsse der Batterien 302, 304 eine Rückwärtsstrom-Abschaltung auf. Beispielsweise wird bei defekter Batterie oder bei einem Kurzschluss die betreffende Batterie 302, 304 vom System getrennt. Der Start der Ladung wird über den Bus freigegeben. Wenn das System nicht mit Ladespannung versorgt wird, liegt keine Spannung an den Kontakten oder Kabeln an. Batteries with each other and free the charging voltages for the individual cells via the interface modules 316, 318, here for example via CAN bus, about the error about individual cells of the batteries 302, 304 are read out. Optionally, the input terminals of the batteries 302, 304 have a reverse current cut-off. For example, in the event of a defective battery or in the event of a short circuit, the relevant battery 302, 304 is disconnected from the system. The start of the charge is released via the bus. If the system does not work with Charging voltage is supplied, no voltage is applied to the contacts or cables.
Aufgrund der miteinander verschalteten Steuermodule und des Due to the interconnected control modules and the
Versorgungsanschlusses der Ladevorrichtung 300 ist nur noch eine Zuleitung, die entweder kabelgebunden oder in Induktionstechnik realisiert ist, zum Anlegen der Ladespannung für alle zu ladenden Batterien 302, 304 erforderlich. Zwei weitere Leitungen dienen beispielsweise zur Kommunikation über das Supply connection of the charging device 300 is only a supply line, which is either wired or implemented in induction technology, for applying the charging voltage for all batteries to be charged 302, 304 required. Two further lines are used, for example, for communication via the
Bussystem. Alternativ erfolgt die Kommunikation auch drahtlos über Funk, Wifi oder Bluetooth. Bus system. Alternatively, the communication also takes place wirelessly via radio, Wifi or Bluetooth.
Sollen die Batterien hintereinander geladen werden, so werden diese If the batteries are to be charged one behind the other, they will be charged
beispielsweise mittels zumindest eines der Steuermodule 306, 308 voneinander entkoppelt und anschließend im Betrieb wieder miteinander gekoppelt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weisen das Steuermodul 306 und/oder zumindest eines der Zusatzsteuermodule 308 je zumindest ein Schaltelement zum gesteuerten Unterbrechen der Verbindungsleitungen 315 und/oder zum gesteuerten Abkoppeln der mit dem jeweiligen Modul 306, 308 gekoppelten Ladeleitungen 313 auf. Durch ein entsprechendes Abkoppeln der Ladeleitungen 313 kann eine Batterie 302, 304 überbrückt werden, so dass diese Batterie 302, 304 von dem Ladevorgang zumindest zeitweise ausgeschlossen wird. For example, by means of at least one of the control modules 306, 308 decoupled from each other and then coupled together again during operation. According to one exemplary embodiment, the control module 306 and / or at least one of the additional control modules 308 each have at least one switching element for controlled interruption of the connection lines 315 and / or controlled disconnection of the charge lines 313 coupled to the respective module 306, 308. By a corresponding uncoupling of the charging lines 313, a battery 302, 304 can be bridged, so that this battery 302, 304 is excluded from the charging process at least temporarily.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines batteriebetriebenen Objekts 400 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Objekt 400, hier eine Drohne, weist eine Ladevorrichtung gemäß einem vorangehend anhand von Fig. 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel auf. Gezeigt ist der Versorgungsanschluss 314, der hier beispielhaft als Komponente einer zweipoligen Steckverbindung zum 4 shows a schematic illustration of a battery-operated object 400 according to an exemplary embodiment. The object 400, here a drone, has a loading device according to an embodiment described above with reference to FIG. 3. Shown is the supply terminal 314, here exemplified as a component of a two-pin connector for
Anschließen einer externen Spannungsquelle 402 realisiert ist. Connecting an external power source 402 is realized.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Versorgungsanschlusses 314 in einer Ladevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu Fig. 4 erfolgt die Kontaktierung zwischen Spannungsquelle 402 und FIG. 5 shows a schematic representation of a supply connection 314 in a charging device according to one exemplary embodiment. In contrast to FIG. 4, the contacting between voltage source 402 and
Versorgungsanschluss 314 gemäß diesem Ausführungsbeispiel induktiv, also drahtlos, mittels zweier Spulen 500. Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 600 gemäß einem Supply terminal 314 according to this embodiment inductively, ie wirelessly by means of two coils 500th FIG. 6 shows a flowchart of a method 600 according to FIG
Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 600 zum Laden von Batterien in einem batteriebetriebenen Objekt kann beispielsweise unter Verwendung von Embodiment. The method 600 for charging batteries in a battery-powered object can be performed, for example, using
Steuermodulen und Schnittstellenmodulen gemäß einem vorangehend anhand der Figuren 3 bis 5 beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgeführt werden. Control modules and interface modules according to an embodiment described above with reference to FIGS 3 to 5 are executed.
Dabei werden in einem Schritt 610 die Parameter oder, zusätzlich oder alternativ, die Zusatzparameter mittels der Schnittstellenmodule übertragen. In einem weiteren Schritt 620 werden die übertragenen Parameter oder Zusatzparameter zur Steuerung der Ladevorgänge der Batterien oder Zusatzbatterien verwendet. Dies erfolgt mithilfe der jeweiligen Steuer- oder Zusatzsteuermodule der In this case, in a step 610, the parameters or, additionally or alternatively, the additional parameters are transmitted by means of the interface modules. In a further step 620, the transmitted parameters or additional parameters are used to control the charging of the batteries or additional batteries. This is done by means of the respective control or additional control modules of the
Ladevorrichtung. Loader.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder"-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist. If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

Claims

Ansprüche claims
1. Ladevorrichtung (300) zum Laden von Batterien (302, 304) in einem batteriebetriebenen Objekt (400), wobei die Ladevorrichtung (300) folgende Merkmale aufweist: ein Steuermodul (306) zum Steuern eines Ladevorgangs einer in dem batteriebetriebenen Objekt (400) befindlichen Batterie (302), wobei das Steuermodul (306) einen mit einer externen Spannungsquelle (402) koppelbaren Versorgungsanschluss (314) zum Anlegen einer A charging device (300) for charging batteries (302, 304) in a battery powered object (400), the charging device (300) comprising: a control module (306) for controlling a charging operation of a battery powered object (400) the battery (302), wherein the control module (306) has a supply terminal (314), which can be coupled to an external voltage source (402), for applying a voltage
Ladespannung an das Steuermodul (306) und ein  Charge voltage to the control module (306) and a
Schnittstellenmodul (316) zum Übertragen von Parametern bezüglich des Ladevorgangs der Batterie (302) aufweist; und zumindest ein Zusatzsteuermodul (308) zum Steuern eines  Interface module (316) for transmitting parameters relating to the charging of the battery (302); and at least one additional control module (308) for controlling a
Ladevorgangs zumindest einer in dem batteriebetriebenen Objekt (400) befindlichen Zusatzbatterie (304), wobei das Zusatzsteuermodul (308) mit dem Steuermodul (306) gekoppelt oder koppelbar ist, um die Zusatzbatterie (304) unter Verwendung der Ladespannung laden zu können, und ein Zusatzschnittstellenmodul (318) zum Übertragen von Zusatzparametern bezüglich des Ladevorgangs der Zusatzbatterie (304) aufweist.  Charging at least one auxiliary battery (304) located in the battery-operated object (400), wherein the auxiliary control module (308) is coupled or coupleable to the control module (306) to charge the auxiliary battery (304) using the charging voltage and an auxiliary interface module (318) for transmitting additional parameters relating to the charging of the auxiliary battery (304).
2. Ladevorrichtung (300) gemäß Anspruch 1, bei der das 2. Loading device (300) according to claim 1, wherein the
Steuermodul (306) zumindest zwei Zellenanschlüsse (311) zum separaten Kontaktieren von zumindest zwei Batteriezellen der  Control module (306) at least two cell terminals (311) for separately contacting at least two battery cells of
Batterie (302) aufweist und als Balancer zum Steuern einer  Battery (302) and as a balancer for controlling a
Ladungsverteilung zwischen den Batteriezellen der Batterie (302) realisiert ist und/oder bei der das Zusatzsteuermodul (308) zumindest zwei Zusatzzellenanschlüsse (312) zum separaten Kontaktieren von zumindest zwei Batteriezellen der Zusatzbatterie (304) aufweist und als Balancer zum Steuern einer Ladungsverteilung zwischen den Charge distribution between the battery cells of the battery (302) is realized and / or in which the additional control module (308) at least two additional cell terminals (312) for separately contacting at least two battery cells of the auxiliary battery (304) and as Balancer for controlling a charge distribution between the
Batteriezellen der Zusatzbatterie (304) realisiert ist. Battery cell of the auxiliary battery (304) is realized.
Ladevorrichtung (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der das Steuermodul (306) und/oder das Zusatzsteuermodul (308) ausgebildet ist, um zum Laden der Batterie (302) eine Kopplung des Zusatzsteuermoduls (308) mit dem Steuermodul (306) unter Charging device (300) according to one of the preceding claims, in which the control module (306) and / or the additional control module (308) is designed to couple the additional control module (308) to the control module (306) to charge the battery (302)
Verwendung der Parameter und/oder der Zusatzparameter zu trennen. Use of the parameters and / or the additional parameters to separate.
Ladevorrichtung (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der der Versorgungsanschluss (314) als Teil einer Steckverbindung realisiert ist und/oder zumindest eine Spule (500) zum drahtlosen Empfangen einer die Ladespannung repräsentierenden elektrischen Energie aufweist. Charging device (300) according to one of the preceding claims, in which the supply connection (314) is realized as part of a plug connection and / or has at least one coil (500) for wirelessly receiving an electrical energy representing the charging voltage.
Ladevorrichtung (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der das Schnittstellenmodul (316) und/oder das Charging device (300) according to one of the preceding claims, wherein the interface module (316) and / or the
Zusatzschnittstellenmodul (318) als Bus-Schnittstellenmodul und/oder als Schnittstellenmodul zur drahtlosen Datenübertragung realisiert ist. Additional interface module (318) is implemented as a bus interface module and / or as an interface module for wireless data transmission.
Ladevorrichtung (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der der Versorgungsanschluss (314) über das Steuermodul (306) mit dem Zusatzsteuermodul (308) verbunden ist. Charging device (300) according to one of the preceding claims, in which the supply connection (314) is connected to the additional control module (308) via the control module (306).
Batteriebetriebenes Objekt (400) mit einer Ladevorrichtung (300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6. Battery operated object (400) with a charging device (300) according to one of claims 1 to 6.
Verfahren (600) zum Laden von Batterien (302, 304) in einem Method (600) for charging batteries (302, 304) in one
batteriebetriebenen Objekt (400) mittels einer Ladevorrichtung (300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: battery powered object (400) by means of a charging device (300) according to one of claims 1 to 6, the method comprising the steps of:
Übertragen (610) der Parameter und/oder der Zusatzparameter; und Steuern (620) des Ladevorgangs der Batterie (302) und/oder des Ladevorgangs der Zusatzbatterie (304) unter Verwendung der Parameter und/oder der Zusatzparameter. Transmitting (610) the parameters and / or the additional parameters; and Controlling (620) the charging of the battery (302) and / or the charging of the auxiliary battery (304) using the parameters and / or the additional parameters.
9. Computerprogramm, das ausgebildet ist, um das Verfahren (600) gemäß Anspruch 8 auszuführen und/oder anzusteuern. A computer program configured to execute and / or drive the method (600) of claim 8.
10. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 9 gespeichert ist. 10. A machine-readable storage medium on which the computer program according to claim 9 is stored.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023232847A1 (en) * 2022-06-03 2023-12-07 Endress+Hauser SE+Co. KG Field device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019219018A1 (en) 2019-12-06 2021-06-10 Robert Bosch Gmbh Battery-operated object and method for operating the battery-operated object

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070298753A1 (en) * 2006-06-22 2007-12-27 Tom Tary Rechargeable cellular telephone
US20140285022A1 (en) * 2010-11-04 2014-09-25 Elite Power Solution LLC Uninterrupted lithium battery power supply system
US20140347014A1 (en) * 2010-11-02 2014-11-27 Navitas Solutions Fault tolerant wireless battery area network for a smart battery management system
US20150115898A1 (en) * 2013-10-28 2015-04-30 V5 Systems, Inc. Portable power system
US20150171632A1 (en) * 2013-12-12 2015-06-18 Milwaukee Electric Tool Corporation Portable power supply and battery charger

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070298753A1 (en) * 2006-06-22 2007-12-27 Tom Tary Rechargeable cellular telephone
US20140347014A1 (en) * 2010-11-02 2014-11-27 Navitas Solutions Fault tolerant wireless battery area network for a smart battery management system
US20140285022A1 (en) * 2010-11-04 2014-09-25 Elite Power Solution LLC Uninterrupted lithium battery power supply system
US20150115898A1 (en) * 2013-10-28 2015-04-30 V5 Systems, Inc. Portable power system
US20150171632A1 (en) * 2013-12-12 2015-06-18 Milwaukee Electric Tool Corporation Portable power supply and battery charger

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023232847A1 (en) * 2022-06-03 2023-12-07 Endress+Hauser SE+Co. KG Field device

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