WO2020038718A1 - Verfahren zum parallelschalten von zumindest zwei batterien und schaltvorrichtung - Google Patents

Verfahren zum parallelschalten von zumindest zwei batterien und schaltvorrichtung Download PDF

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WO2020038718A1
WO2020038718A1 PCT/EP2019/071191 EP2019071191W WO2020038718A1 WO 2020038718 A1 WO2020038718 A1 WO 2020038718A1 EP 2019071191 W EP2019071191 W EP 2019071191W WO 2020038718 A1 WO2020038718 A1 WO 2020038718A1
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battery
voltage
batteries
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parallel
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PCT/EP2019/071191
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Tony Jaumann
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Siemens Mobility GmbH
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the invention relates to a method for connecting at least two batteries in parallel, the first battery having a higher re-open voltage than the second battery.
  • At least two rechargeable batteries in electrical vehicles are usually separated by switches when the vehicle is idle. Separating the batteries with switches enables the vehicle to operate even if one of the batteries fails. If both batteries are functional, the batteries are connected in parallel when the vehicle starts up. The parallel connection must take place within a very short time.
  • the voltage of the first battery can be adapted to the voltage of the second battery, for example, by loading the first battery with a current load. The voltage of the first battery drops due to the current load. If by the current load the voltage of the first battery has adjusted to the voltage of the second battery, the second battery can be switched on.
  • balancing units can be used between the two batteries, for example, in order to keep both batteries always at the same open-circuit voltage (for example when the vehicle is stored for a long time or standing).
  • Pre-charging resistors can also be used to minimize the currents when connecting batteries with different quiescent voltages in parallel.
  • resistant and robust contactors can be used, which can switch high currents for a short time without problems.
  • the object of the invention is to provide an improved method for connecting at least two batteries in parallel with differing no-load voltages, which can be used at least for smaller voltage differences and which does not require heavy, voluminous components.
  • the object is achieved by a method for connecting at least two batteries in parallel, the first battery having a higher quiescent voltage than the second battery, in which, according to the invention, the voltage of one of the batteries is influenced by supplying the first battery for a predetermined pulse duration a current load or a charging current is applied to the second battery, so that within the pulse duration the Voltage of the first battery becomes lower than the voltage of the second battery.
  • the voltage of the first battery can be influenced by applying a current load to the first battery for a predetermined pulse duration. In this way, the voltage of the first battery can be lowered below the voltage of the second battery within the pulse duration. If the voltage of the first battery is influenced, the voltage of the second battery preferably remains unaffected.
  • the voltage of the second battery can be influenced by applying a charging current to the second battery for a predetermined pulse duration. In this way, the voltage of the second battery can be raised above the voltage of the first battery within the pulse duration. If the voltage of the second battery is influenced, the voltage of the first battery preferably remains unaffected.
  • the current load or the charging current is at least reduced after the pulse duration, the voltage of the battery being relaxed being relaxed. After the voltage of the affected battery has adjusted to the voltage of the other battery, the two batteries are finally connected in parallel.
  • batteries with voltage differences can be connected in parallel.
  • bat teries with small voltage differences can be connected in parallel.
  • Additional components, in particular heavy and / or voluminous components, can be dispensed with.
  • the proposed method enables the parallel switching of batteries for a large range of voltage differences.
  • Relaxation of the voltage can be understood as the transition to a (new) equilibrium state, which transition takes place when the current load or the charging current is at least reduced. If a current load is applied to a battery with a quiescent voltage, the voltage of this battery expediently drops. If the current load is removed again, the voltage of this battery expediently relaxes, that is to say the voltage of the battery rises again. Before preferably the battery voltage does not follow
  • the non-linear voltage curve can resemble a curve of the voltage of a capacitor.
  • the battery preferably has an, in particular changed, rest voltage after the relaxation.
  • the extent to which the changed open-circuit voltage deviates from the original open-circuit voltage preferably depends on the level of the current load and on the duration for which the current load has been applied. Relaxation also occurs when the current load is not removed but "only" reduced.
  • the voltage of the battery expediently increases. If the charging current is removed again, the voltage of the battery expediently relaxes, i.e. the battery voltage drops again.
  • the voltage of the battery preferably follows a non-linear course, which in particular resembles a course of the voltage of a capacitor. Relaxation also occurs when the charging current is not removed, but "only" reduced.
  • the voltage of the first battery preferably drops below the quiescent voltage of the second battery within the pulse duration. If the current load is at least reduced after the pulse duration, the voltage of the first battery preferably approaches the (rest) voltage of the second battery. That is, when the voltage of the first battery relaxes, then the voltage of the first battery preferably approaches the (rest) voltage of the second battery.
  • the second battery when the voltage of the first battery has adjusted to the (rest) voltage of the second battery, the second battery is connected in parallel to the first battery.
  • the second battery can be switched on.
  • the relaxation until the voltages equalize preferably lasts at least 100 ms. In this way, the switching process for parallel switching of the batteries can be controlled without problems. It is also advantageous if the relaxation lasts a maximum of 10 s until the voltages adjust.
  • a discharge current generated by the first battery is expediently passed through a load resistor during the pulse duration.
  • the load resistance is preferably increased after the pulse duration, so that the discharge current is expediently reduced and / or interrupted after the pulse duration. In this way, after the pulse duration, the current load can at least be reduced, i.e. reduced and / or interrupted.
  • the batteries can be primary and / or secondary, i.e. be rechargeable, batteries. Secondary batteries are also known as accumulators.
  • the voltage of the second battery within the pulse duration preferably rises above the quiescent voltage of the first battery on. If the charging current is at least reduced after the pulse duration, the voltage of the second battery preferably approaches the (rest) voltage of the first battery. That is, when the voltage of the second battery relaxes, the voltage of the second battery preferably approaches the (rest) voltage of the first battery.
  • the first battery When the voltage of the second battery has adjusted to the (rest) voltage of the first battery, the first battery is advantageously connected in parallel to the second battery. In particular, the first battery can be switched on.
  • the relaxation until the voltages equalize preferably lasts at least 100 ms. It is also advantageous if the relaxation lasts a maximum of 10 s until the voltages are equalized.
  • the batteries are usefully secondary batteries.
  • the batteries can be batteries of different types, that is, the batteries can differ in their characteristics.
  • the batteries can differ in their capacity and / or in their maximum voltage.
  • the batteries are of the same type. If the batteries are of the same type, i.e. are of the same type, then preferably their characteristics, in particular their capacity and / or their maximum voltage, are the same.
  • the batteries have a maximum voltage of at least 40 V.
  • the batteries can have a maximum voltage of 1000 V each.
  • the batteries can also have other maximum voltages.
  • the batteries are of the same type, it is expedient if the first battery has a higher state of charge than the second battery.
  • the open circuit voltage of the first battery is at least 0.1% higher than the open circuit voltage of the second battery. It is further preferred if the open-circuit voltage of the first battery is at least 0.2 V, in particular at least 0.5 V, higher than the open-circuit voltage of the second battery.
  • the open circuit voltage of the first battery is at most 5% higher than the open circuit voltage of the second battery.
  • the voltage difference between the rest voltages of the batteries can also be higher.
  • the current load or the charging current within the pulse duration is expediently chosen in such a way that it is ensured that the voltage of the first battery is / becomes lower than the voltage of the second battery within the pulse duration.
  • the pulse duration for which the current load or the charging current is expediently applied is advantageously at least 1 s. In this way it can be ensured that the voltage of the battery to be influenced is sufficiently influenced.
  • the pulse duration is a maximum of 50 s. In this way it can be ensured that the parallel connection is time-efficient.
  • the current load or the charging current is preferably at least reduced in such a way that, if the batteries were not connected in parallel, a state of equilibrium would be achieved with complete relaxation of the affected voltage, in which the voltage of the first battery is preferred would be higher than the voltage of the second battery.
  • the current load or the charging current is reduced by at least 70%, in particular by at least 90%.
  • the voltages are preferably considered equal if the difference between the voltage of the first battery and the voltage of the second battery is less than 0.1%, in particular less than 0.05%.
  • the voltage of the unaffected battery which corresponds to the open-circuit voltage of this battery, can be used as a reference variable.
  • At least one consumer can be operated by means of the batteries connected in parallel.
  • the batteries connected in parallel according to the aforementioned method are used to operate at least one consumer, it is advantageous if the current load is applied to the first battery when switching in parallel.
  • the consumer can have the aforementioned load resistance. Furthermore, the aforementioned load resistance can be separate from the consumer. Furthermore, the batteries connected in parallel can be charged using a supply unit, ie the method according to the invention for connecting batteries in parallel can be used in particular for charging the batteries.
  • the charging current is applied to the second battery when connected in parallel.
  • the supply unit can provide the charging current.
  • the invention is directed to a switching device with at least two batteries, the first battery having a higher quiescent voltage than the second battery, and with a switching means for connecting the batteries in parallel.
  • the switching device has a control unit which is set up to influence the voltage of one of the batteries by applying a current load to the first battery using a load resistance of the switching device or to the second battery using a for a predetermined pulse duration Ver supply unit of the switching device, a charging current is applied so that the voltage of the first battery is lower than the voltage of the second battery within the pulse duration.
  • control unit is set up to at least reduce the current load or the charging current after the pulse duration, so that the voltage of the affected battery relaxes and, if the voltage of the affected battery has adjusted to the voltage of the other battery, the To connect batteries in parallel.
  • the switching device can be used to carry out the method described above.
  • the control unit is preferably set up to determine the voltages of the batteries, in particular as a function of time.
  • control unit can determine which battery has a higher quiescent voltage and is thus understood as the first battery.
  • the control unit can also determine whether or when the voltage of the affected battery has adjusted to the voltage of the other battery.
  • control unit can be set up to control the pulse duration, i.e. pretend. In this way, the control unit can control the duration during which the current load or the charging current is present.
  • control unit can be set up to control the height of the current load or the level of the charging current.
  • control unit can be set up to control the level of the current load or the level of the charging current within the pulse duration.
  • the level of the current load or the charging current can be controlled within the pulse duration depending on who the voltage difference between the quiescent voltages of the batteries is.
  • the current load or the charging current within the pulse duration are expediently controlled in such a way that it is ensured that, within the pulse duration, the voltage of the first battery becomes lower than the voltage of the second battery.
  • control unit can be set up to control the level of the current load or the level of the charging current according to the pulse duration. This means that the control unit can be set up to control the reduction in the current load or the level of the charging current according to the pulse duration.
  • the level of the current load or the charging current can be controlled according to the pulse duration depending on how high the current load or the charging current is or was within the pulse duration.
  • the level of the current load or the charging current can be controlled according to the pulse duration depending on how high the voltage difference between the rest voltages of the batteries is.
  • control unit can be set up to control the switching means.
  • 1 shows a switching device with two batteries, one
  • FIG. 2 shows a diagram, in the event that a current load is applied to the first battery from FIG. 1 for a pulse duration
  • FIG. 3 shows a switching device with two batteries, one
  • FIG. 4 shows a diagram, in the event that a charging current is applied to the second battery from FIG. 3 for a pulse duration.
  • the switching means 8 for connecting the batteries 4, 6 in parallel comprises two switches 10. Each of the switches 10 is in each case one the batteries 4, 6 connected in series. Using the switch 10, the batteries 4, 6 can be switched in parallel.
  • the switching device 2 further comprises a load resistor 12. Each of the batteries 4, 6 is using the switches
  • the load resistor 12 can be changed in stages in this example. For example, several loads can be connected in series to one another in order to change the load resistance 12.
  • the two batteries 4, 6 are of the same type, that is, they have the same nominal capacity and the same maximum voltage.
  • the first battery 4 has the rest voltage Ui, rest .
  • the second battery 6 has the quiescent voltage U2, RUhe .
  • the rest voltage Ui, rest of the first battery 4 is higher than the rest voltage U2, rest of the second battery 6. That is, the first battery 4 has a higher open circuit voltage Ui, Ru he than the second battery 6.
  • the higher open circuit voltage Ui , Ru height of the ers th battery 4 is caused by a higher state of charge of the first battery. 4
  • the switching device 2 further comprises a control unit 14.
  • the quiescent voltage Ui, Ru he of the first battery 4 may, for example, be 1000 V and the quiescent voltage U2, RUhe of the two battery 6 z. B. at 999 V.
  • the control unit 14 is preferably set up to determine the voltages Ui (t), U2 (t) of the batteries 4, 6 as a function of time.
  • the switching device 2 comprises measuring units 16, each of which is set up to measure the voltage Ui (t), U2 (t) of a respective battery 4, 6.
  • the measuring units 16 are each connected in parallel to the batteries 4, 6 and are designed as a voltmeter.
  • the control unit 14 can determine the voltages Ui (t), U2 (t) of the batteries 4, 6 using the measuring units 16.
  • the measuring units 16 are each connected to the control unit 14 via a data link 18.
  • the measuring units 16 can measure the measured voltages Ui (t),
  • the control unit 14 determines that the drawing according to left in FIG 1 the battery 4 has a higher open circuit voltage Ui, rest and is therefore considered the first battery. 4
  • the voltages Ui (t), U2 (t) are each at the levels of the rest voltages Ui, rest , U2, rest of the batteries 4, 6.
  • Voltage U (t) affects one of the batteries 4, 6.
  • the voltage Ui (t) of the first battery 4 is influenced here, while the voltage U2 (t) of the second battery 6 is unaffected, ie remains at the level of the rest voltage U2, RUhe / .
  • a current load 22 is applied to the first battery 4 using the load resistor 12 for a predetermined pulse duration t Ich , so that the voltage U of the first battery 4 is / becomes lower than the rest voltage U2 of the second battery 6 within the pulse duration tp uis . that is, within the pulse duration tudder the first battery 4 decreases the voltage Up (t) under the open circuit voltage U2, rest of the second battery 6 from ( "voltage drop").
  • the voltage drop of the first battery 4 is shown in the diagram 20 in the second area 30 (at times between ti and t2).
  • the switches 10 are connected to the control unit 14 via a data connection 18.
  • the control unit 14 is set up to control the level of the current load 22. For example, using the control unit 14, a plurality of loads can be connected to one another (not shown) in order to change the load resistance 12. This means that loads can be switched on and / or off to change the load resistance 12. To control the load resistor 12 and thus the current load 22, the control unit 14 is connected to the load resistor 12 via a data connection 18.
  • control unit 14 is set up to control the pulse duration tp uis .
  • the pulse duration t Mr is between 1 s and 50 s.
  • the voltage Up (t) of the first battery 4 drops almost immediately (within less than 100 ms) below the quiescent voltage U2, RUhe of the second battery 6 when the current load 22 is applied (see FIG. 2). Although there is a point at which the voltages U (t) and U2 (t) are equalized, connecting the batteries 4, 6 in parallel is not possible when the voltage Up (t) drops, since there is not enough time for control is available.
  • the control unit 14 is set up to at least reduce the current load 22 after the pulse duration, the voltage Up (t) of the influenced, here the first, battery 4 relaxing.
  • the load resistor 12 rises to infinity after the pulse duration t PuPs , since the discharge current 24 is interrupted at the time t 2 . This means that in this example at time t 2 the current load 22 is reduced to zero, ie removed.
  • the current load 22 can be removed by opening the closed switch 10 again.
  • the current load 22 can be removed by opening another switch of the circuit, for example a switch on the load resistor 12 (not shown).
  • the current load 22 is expediently removed, in particular the respective switch is opened, at the point in time t 2 using the control unit 14.
  • the voltage U p (t) of the first battery 4 relaxes, that is to say the voltage U (t) of the first battery 4 rises again. It is crucial here that the voltage Ui (t) of the first battery 4 follows a non-linear course during the relaxation.
  • the voltage U 2 (t) of the second battery 6 remains at the level of the rest voltage U 2 , rest ⁇
  • the voltage Ui (t) of the first battery 4 follows in the third region 32, i.e. during relaxation, a non-linear course.
  • the voltage Ui (t) first rises very steeply (very steep flank at the beginning of the relaxation) and then less steeply.
  • the load resistor 12 can be increased to a finite value after the pulse duration tp uis (instead of infinite), so that the discharge current 24 is (partially) reduced. In this way, the current load 22 can be partially reduced at time t 2 . It should be ensured that after the pulse duration the current load 22 is reduced in such a way that if the batteries 4, 6 would not be connected in parallel, when the voltage Ui (t) of the first battery 4 is completely relaxed, an equilibrium state is reached would, at which the voltage Ui (t) of the first battery 4 would be higher than the rest voltage U 2 , Ru he of the second battery 6th
  • the control unit 14 determines the voltages Ui (t), U 2 (t) of the batteries 4, 6 as a function of time.
  • the control unit 14 is set up to do this when the voltage Ui (t) of the affected battery, here the first battery 4 to the voltage U2 (t) of the other battery 6, here the rest voltage U2 , RUhe of the second battery 6, has adjusted to switch the two batteries 4, 6 in parallel with one another.
  • the voltages are considered equal if the difference between the voltage of the first battery and the voltage of the second battery is less than 0.5 V, in particular less than 0.1 V.
  • the relaxation (t 3 -t2) takes at least 100 ms until the voltages U2 (t) and Ui (t) equalize.
  • At least one consumer can be operated by means of the batteries 4, 6 connected in parallel.
  • the consumer can be the aforementioned load resistor 12.
  • one and / or several of the aforementioned loads, which can form the load resistor 12, can form the consumer (s).
  • the batteries can be batteries of a vehicle, for example.
  • the consumer (s) can e.g. B. a motor for driving ben of the vehicle, an air conditioning system of the vehicle, a cooling system z. B. for the engine and / or for the batteries, a lighting system of the vehicle, etc.
  • a load can e.g. B. a motor for driving the vehicle, an air conditioning system of the vehicle, a cooling system, for. B. for the engine and / or for the batteries, a lighting system of the vehicle, etc.
  • One and / or more of these loads can be interconnected in the load resistor.
  • the loads can be switched on and / or off (not shown).
  • FIG. 3 shows another switching device 34 with two batteries 4, 6, a switching means 8 for connecting the batteries 4, 6 in parallel and a control unit 14.
  • Connecting batteries 4, 6 in parallel and control unit 14 may be the same as in FIG. 1.
  • the switching device 2 does not include a load resistor 12 or a load resistor 12 is switched off, i.e. a switch on the load resistor 12 (see FIG. 1) is open.
  • the rest voltage Ui, rest of the first battery can be, for example, 52 V and the rest voltage U2, rest of the second battery can be 50 V.
  • the switching device 2 comprises a supply unit 36.
  • the supply unit 36 can be a charger, for example.
  • the time course of the voltages Ui (t), U2 (t) of the batteries 4, 6 from FIG. 3 is shown in the diagram 38 shown in FIG.
  • the course of the voltage Ui (t) of the first battery 4 is shown in diagram 38 as a dashed line Darge.
  • the curve of the voltage U 2 (t) of the second battery 6 is shown in diagram 38 as a solid line.
  • the control unit 14 determines that the drawing according to left in FIG 3 battery 4 has a higher open circuit voltage Ui, rest and is therefore considered the first battery. 4
  • the voltages Ui (t), U 2 (t) are at the levels of the respective rest voltage Ui, rest , U 2, rest of the batteries 4, 6.
  • the voltage U 2 (t) of the second battery 6 is influenced, while the voltage U (t) of the first battery 4 influences un, ie remains at the level of the quiescent voltage Up, Quiescent / ver.
  • the control unit 14 is set up to apply a charging current 40 to the second battery 6 using the supply unit 36.
  • a charging current 40 is applied to the second battery 6 using the supply unit 36 for a predetermined pulse duration tudder, the voltage Ui (t) of the first battery 4 being lower than the voltage within the pulse duration tp uis U 2 (t) of the second battery 6.
  • the voltage U 2 (t) of the second battery 6 rises within the pulse duration tudder above the rest voltage U p, rest of the first battery 4 (“voltage rise”).
  • the voltage rise of the second battery 6 is shown in the diagram 38 in the second area 46 (at times between ti and t 2 ).
  • the switch 10 which is connected in series with the second battery 6 is closed at the time ti.
  • the charging current 40 flows from the supply unit 36 through the second battery 6.
  • the switches 10 are controlled by means of the control unit 14.
  • the control unit 14 is set up to control the level of the charge current 40.
  • the control unit 14 can in particular control the supply unit 36.
  • the control unit 14 is connected via a data connection 18 to the supply unit 36.
  • control unit 14 is set up to control the pulse duration tp uis .
  • the pulse duration t Mr is between 1 s and 50 s.
  • the voltage U 2 (t) of the second battery 6 rises upon application of the charging current 40 almost immediately (within less than 100 ms) on the open-circuit voltage Ui, rest of the first battery 4 (see FIG 4). Although there is a point at which the voltages U (t) and U 2 (t) are equalized, connecting the batteries 4, 6 in parallel is not possible when the voltage U (t) rises, since there is not enough time to do so Control is available.
  • the control unit 14 is set up to at least reduce the charging current 40 after the pulse duration t Ich , the voltage U 2 (t) of the influenced, here the second, battery 6 relaxing.
  • the voltage U 2 ( t) of the second battery 6 relaxes, the voltage U 2 ( t) of the second battery 6 drops again.
  • the charging current 40 is reduced to zero, ie removed, after the pulse duration t pulse, ie at time U 2 .
  • the voltage Up (t) of the first battery 4 remains at the level of the rest voltage U p , R uhe
  • the voltage U 2 ( t) of the second battery 6 follows a non-linear curve in the third region 48, ie during relaxation, in particular an exponential function with a negative exponent.
  • the voltage U 2 ( t) drops very steeply first (very steep flank at the beginning of the relaxation) and then becomes ever less steep.
  • the charging current 40 can only be partially reduced after the pulse duration t Mr (instead of to infinity). It is important to ensure that after the pulse duration t Mr the charging current 40 is reduced in such a way that if the bat teries 4, 6 would not be connected in parallel, with complete relaxation of the voltage U 2 ( t) of the second bat tery 6 an equilibrium state would be reached at which the voltage U2 (t) of the second battery 6 would be lower than the rest voltage Ui , rest of the first battery 4.
  • the control unit 14 is set up for this purpose when the voltage U2 (t) of the influenced, here the second battery 6, the voltage Ui (t) of the other battery, here the rest voltage Ui , rest of the first battery 4, is adjusted has to connect the two batteries 4, 6 in parallel.
  • switches 10 are closed, provided that they are not yet closed. In this example, switches 10 are closed at time t3.
  • the batteries connected in parallel can be charged using the supply unit 36.

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Abstract

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

Description

Beschreibung
Verfahren zum Parallelschalten von zumindest zwei Batterien und Schaltvorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Parallelschalten von zumindest zwei Batterien, wobei die erste Batterie eine höhe re Ruhespannung aufweist als die zweite Batterie.
Um die Kapazität und damit die elektrische Energie zu erhö hen, können mehrere Batterien parallel geschaltet werden. Beispielsweise werden zumindest zwei wiederaufladbare Batte rien in elektrischen Fahrzeugen üblicherweise im Ruhezustand des Fahrzeugs durch Schalter getrennt. Eine Trennung der Bat terien durch Schalter ermöglicht den Betrieb des Fahrzeugs auch bei Ausfall einer der Batterien. Sind beide Batterien funktionstüchtig, dann werden die Batterien beim Losfahren des Fahrzeugs parallel geschaltet. Das Parallelschalten muss innerhalb kürzester Zeit erfolgen.
Verursacht durch lange Lagerung der Batterien und/oder Stehen des Fahrzeugs, insbesondere durch Teilentladung innerhalb ei ner Batterie, können die Ladezustände und damit die Ruhespan nungen in beiden Batterien unterschiedlich sein. In diesem Fall kann es beim Parallelschalten von beiden Batterien zum Fluss von kurzzeitig sehr hohen Strömen kommen, die sich nachteilig auf den Lebenszyklus von Komponenten (z. B. von Schützen und/oder Relais) des Stromkreises auswirken und so gar zu sicherheitsrelevanten Problemen führen können.
Weist die erste Batterie einen deutlich höheren Ladezustand und damit eine deutlich höhere Ruhespannung auf als die zwei te Batterie - beträgt beispielsweise der Unterschied zwischen den Ruhespannungen mehr als 5% -, kann die Spannung der ers ten Batterie an die Spannung der zweiten Batterie angepasst werden, indem beispielsweise die erste Batterie durch eine Stromlast belastet wird. Durch die Stromlast sinkt die Span nung der ersten Batterie ab. Wenn sich durch die Stromlast die Spannung der ersten Batterie an die Spannung der zweiten Batterie angeglichen hat, kann die zweite Batterie zugeschal tet werden.
Bei kleineren Spannungsdifferenzen ist dieser Vorgang nicht mehr möglich, da die Stromlast aufgrund der Leistungselektro nik nicht unendlich klein gewählt werden kann.
Um kleinere Spannungsdifferenzen - beispielsweise Differenzen von maximal 5% - ausgleichen zu können, können zum Beispiel Balancierungseinheiten zwischen beiden Batterien zum Einsatz kommen, um beide Batterien immer auf gleichen Ruhespannung zu halten (zum Beispiel bei langer Lagerung oder Stehen des Fahrzeugs) . Ferner können Vorladewiderstände verwendet wer den, um die Ströme beim Parallelschalten von Batterien mit unterschiedlicher Ruhespannung zu minimieren. Außerdem können widerstandsfähige und robuste Schütze zum Einsatz kommen, welche hohe Ströme kurzzeitig ohne Probleme schalten können.
Die bisherigen Lösungen zum Ausgleich von kleinen Spannungs differenzen führen zum Einsatz von schweren und voluminösen Komponenten. Besonders bei Elektroautos, deren Gesamtgewischt eher klein gehalten werden soll, ist dies nachteilig.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Parallelschalten zumindest zweier Batterien mit unterschied lichen Ruhespannungen anzugeben, welches zumindest für klei nere Spannungsdifferenzen eingesetzt werden kann und welches ohne schwere, voluminöse Bauteile auskommt.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Parallel schalten von zumindest zwei Batterien, wobei die erste Batte rie eine höhere Ruhespannung aufweist als die zweite Batte rie, bei dem erfindungsgemäß die Spannung einer der Batterien beeinflusst wird, indem für eine vorgegebene Pulsdauer an die erste Batterie eine Stromlast oder an die zweite Batterie ein Ladestrom angelegt wird, sodass innerhalb der Pulsdauer die Spannung der ersten Batterie niedriger als die Spannung der zweiten Batterie wird.
Dies bedeutet, dass beispielsweise die Spannung der ersten Batterie beeinflusst werden kann, indem für eine vorgegebene Pulsdauer an die erste Batterie eine Stromlast angelegt wird. Auf diese Weise kann innerhalb der Pulsdauer die Spannung der ersten Batterie unter die Spannung der zweiten Batterie abge senkt werden. Wenn die Spannung der ersten Batterie beein fluss wird, verbleibt vorzugsweise die Spannung der zweiten Batterie unbeeinflusst.
Weiterhin bedeutet dies, dass beispielsweise die Spannung der zweiten Batterie beeinflusst werden kann, indem für eine vor gegebene Pulsdauer an die zweite Batterie ein Ladestrom ange legt wird. Auf diese Weise kann innerhalb der Pulsdauer die Spannung der zweiten Batterie über die Spannung der ersten Batterie angehoben werden. Wenn die Spannung der zweiten Bat terie beeinflusst wird, verbleibt vorzugsweise die Spannung der ersten Batterie unbeeinflusst.
Erfindungsgemäß wird nach der Pulsdauer die Stromlast bzw. der Ladestrom zumindest reduziert, wobei die Spannung der be einflussten Batterie relaxiert. Nachdem sich die Spannung der beeinflussten Batterie an die Spannung der anderen Batterie angeglichen hat, werden die beiden Batterien schließlich pa rallel geschaltet.
Auf diese Weise können Batterien mit Spannungsdifferenzen pa rallel geschaltet werden. Insbesondere können zumindest Bat terien mit kleinen Spannungsdifferenzen parallel geschaltet werden. Dabei kann auf zusätzliche Bauteile, insbesondere auf schwere und/oder voluminöse Bauteile, verzichtet werden.
Insbesondere kann durch das vorgeschlagene Verfahren das Pa rallelschalten von Batterien für einen großen Bereich an Spannungsdifferenzen ermöglicht werden. Als Relaxation der Spannung kann der Übergang in einen (neu en) Gleichgewichtszustand verstanden werden, welcher Übergang stattfindet, wenn die Stromlast bzw. der Ladestrom zumindest reduziert wird. Wird an eine Batterie mit einer Ruhespannung eine Stromlast angelegt, so fällt zweckmäßigerweise die Span nung dieser Batterie ab. Wird die Stromlast wieder entfernt, so relaxiert zweckmäßigerweise die Spannung dieser Batterie, das heißt, die Spannung der Batterie steigt wieder an. Vor zugsweise folgt die Spannung der Batterie einem nicht
linearem Verlauf. Insbesondere kann der nicht-lineare Span nungsverlauf einem Verlauf der Spannung eines Kondensators ähneln. Wurde die Stromlast entfernt, so weist die Batterie nach der Relaxation vorzugsweise wieder eine, insbesondere veränderte, Ruhespannung auf. Wie stark die veränderte Ruhe spannung von der ursprünglichen Ruhespannung abweicht, hängt vorzugsweise von der Höhe der Stromlast sowie von der Dauer, wie lang die Stromlast angelegt wurde, ab. Eine Relaxation tritt auch auf, wenn die Stromlast nicht entfernt, sondern „nur" reduziert wird.
Wenn anstatt einer Stromlast ein Ladestrom an die Batterie angelegt wird, steigt die Spannung der Batterie zweckmäßiger weise an. Wird der Ladestrom wieder entfernt, so relaxiert zweckmäßigerweise die Spannung der Batterie, d.h. die Span nung der Batterie sinkt wieder. Vorzugsweise folgt die Span nung der Batterie einem nicht-linearem Verlauf, welcher ins besondere einem Verlauf der Spannung eines Kondensators äh nelt. Eine Relaxation tritt auch auf, wenn der Ladestrom nicht entfernt, sondern „nur" reduziert wird.
Wenn an die erste Batterie eine Stromlast angelegt wird, sinkt vorzugsweise innerhalb der Pulsdauer die Spannung der ersten Batterie unter die Ruhespannung der zweiten Batterie ab. Wenn nach der Pulsdauer die Stromlast zumindest reduziert wird, nähert sich vorzugsweise die Spannung der ersten Batte rie an die (Ruhe-) Spannung der zweiten Batterie an. Das heißt, wenn die Spannung der ersten Batterie relaxiert, dann nähert sich vorzugsweise die Spannung der ersten Batterie an die (Ruhe-) Spannung der zweiten Batterie an.
Vorteilhafterweise wird dann, wenn sich die Spannung der ers ten Batterie an die (Ruhe-) Spannung der zweiten Batterie an geglichen hat, die zweite Batterie zur ersten Batterie paral lel geschaltet. Insbesondere kann die zweite Batterie zuge schaltet werden.
Die Relaxation bis zum Angleichen der Spannungen dauert vor zugsweise mindestens 100 ms. Auf diese Weise kann der Schalt vorgang zum Parallelschalten der Batterien ohne Probleme ge steuert werden. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Relaxa tion bis zum Angleichen der Spannungen maximal 10 s dauert.
In dem Fall, dass an die erste Batterie eine Stromlast ange legt wird, wird zweckmäßigerweise während der Pulsdauer ein von der ersten Batterie erzeugter Entladestrom durch einen Lastwiderstand geführt. Vorzugsweise wird nach der Pulsdauer der Lastwiderstand erhöht, sodass zweckmäßigerweise der Ent ladestrom nach der Pulsdauer reduziert und/oder unterbrochen wird. Auf diese Weise kann nach der Pulsdauer die Stromlast zumindest reduziert, d.h. reduziert und/oder unterbrochen, werden .
Wenn der Lastwiderstand auf unendlich anstiegt („Leerlauf"), dann wird zweckmäßigerweise der durch den Lastwiderstand ge führte Entladestrom unterbrochen, das heißt, er sinkt zweck mäßigerweise auf Null.
In dem Fall, dass an die erste Batterie eine Stromlast ange legt wird, können die Batterien primäre und/oder sekundäre, d.h. wiederaufladbare, Batterien sein. Sekundäre Batterien werden auch als Akkumulatoren bezeichnet.
Wenn an die zweite Batterie ein Ladestrom angelegt wird, steigt die Spannung der zweiten Batterie innerhalb der Puls dauer vorzugsweise über die Ruhespannung der ersten Batterie an. Wenn nach der Pulsdauer der Ladestrom zumindest reduziert wird, nähert sich vorzugsweise die Spannung der zweiten Bat terie an die (Ruhe-) Spannung der ersten Batterie an. Das heißt, wenn die Spannung der zweiten Batterie relaxiert, dann nähert sich vorzugsweise die Spannung der zweiten Batterie an die (Ruhe-) Spannung der ersten Batterie an.
Vorteilhafterweise wird dann, wenn sich die Spannung der zweiten Batterie an die (Ruhe-) Spannung der ersten Batterie angeglichen hat, die erste Batterie zur zweiten Batterie pa rallel geschaltet. Insbesondere kann die erste Batterie zuge schaltet werden.
Die Relaxation bis zum Angleichen der Spannungen dauert vor zugsweise mindestens 100 ms. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Relaxation bis zum Angleichen der Spannungen maximal 10 s dauert.
In dem Fall, dass an die zweite Batterie ein Ladestrom ange legt wird, sind die Batterien sinnvollerweise sekundäre Bat terien .
Die Batterien können Batterien unterschiedlicher Typen sein, das heißt, die Batterien können sich in ihren Kenngrößen un terscheiden. Beispielsweise können sich die Batterien in ih rer Kapazität und/oder in ihrer Maximalspannung unterschei den .
Es ist vorteilhaft, wenn die Batterien typgleich sind. Wenn die Batterien typgleich, d.h. vom selben Typ, sind, dann sind vorzugsweise ihre Kenngrößen, insbesondere ihre Kapazität und/oder ihre Maximalspannung, gleich.
Es ist vorteilhaft, wenn die Batterien eine Maximalspannung von jeweils mindestens 40 V haben. Die Batterien können bei spielsweise eine Maximalspannung von jeweils 1000 V haben. Prinzipiell können die Batterien auch andere Maximalspannun gen aufweisen. Insbesondere falls die Batterien typgleich sind, ist es zweckmäßig, wenn die erste Batterie einen höheren Ladezustand aufweist als die zweite Batterie.
Vorzugsweise liegt die Ruhespannung der ersten Batterie um zumindest 0,1% höher als die Ruhespannung der zweiten Batte rie. Weiter ist es bevorzugt, wenn die Ruhespannung der ers ten Batterie um zumindest 0,2 V, insbesondere um zumindest 0,5 V, höher liegt als die Ruhespannung der zweiten Batterie.
Es ist bevorzugt, wenn die Ruhespannung der ersten Batterie um maximal 5% höher liegt als die Ruhespannung der zweiten Batterie .
Prinzipiell kann die Spannungsdifferenz zwischen den Ruhe spannungen der Batterien auch höher sein.
Die Stromlast bzw. der Ladestrom innerhalb der Pulsdauer wer den zweckmäßigerweise derart gewählt, dass gewährleistet wird, dass innerhalb der Pulsdauer die Spannung der ersten Batterie niedriger ist/wird als die Spannung der zweiten Bat terie. Je höher die Spannungsdifferenz zwischen den Ruhespan nungen der Batterien ist, desto höher ist vorzugsweise die zumindest benötigte Stromlast bzw. der zumindest benötigte Ladestrom innerhalb der Pulsdauer.
Vorteilhafterweise beträgt die Pulsdauer, für die zweckmäßi gerweise die Stromlast bzw. der Ladestrom angelegt wird, min destens 1 s. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass die Spannung der zu beeinflussenden Batterie ausreichend be einflusst wird.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Pulsdauer maximal 50 s beträgt. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass das Parallelschalten zeiteffizient abläuft. Nach der Pulsdauer wird die Stromlast bzw. der Ladestrom vor zugsweise derart zumindest reduziert, dass dann, wenn die Batterien nicht parallel geschaltet werden würden, bei voll ständiger Relaxation der beeinflussten Spannung ein Gleichge wichtszustand erreicht werden würde, bei dem vorzugsweise die Spannung der ersten Batterie höher wäre als die Spannung der zweiten Batterie.
Es ist vorteilhaft, wenn nach der Pulsdauer die Stromlast bzw. der Ladestrom um zumindest 70%, insbesondere um zumin dest 90%, reduziert wird.
Je niedriger die Differenz der Ruhespannungen, d.h. der Un terschied zwischen den Ruhespannungen, ist, desto höher ist vorzugsweise die Reduktion zu wählen. Je höher die Stromlast bzw. der Ladestrom ist, desto höher ist vorzugsweise die Re duktion zu wählen.
Vorzugsweise gelten die Spannungen als angeglichen, wenn der Unterschied zwischen der Spannung der ersten Batterie und der Spannung der zweiten Batterie weniger als 0,1%, insbesondere von weniger als 0,05%, beträgt. Als Bezugsgröße kann bei spielsweise die Spannung der nicht beeinflussten Batterie gelten, welche der Ruhespannung dieser Batterie entspricht.
Mittels der parallel geschalteten Batterien kann zumindest ein Verbraucher betrieben werden.
Wenn die nach dem zuvor genannten Verfahren parallel geschal teten Batterien zum Betreiben zumindest eines Verbrauchers verwendet werden, ist es vorteilhaft, wenn beim Parallel schalten an die erste Batterie die Stromlast angelegt wird.
Der Verbraucher kann den zuvor genannten Lastwiderstand auf weisen. Ferner kann der zuvor genannte Lastwiderstand separat zu dem Verbraucher sein. Ferner können die parallel geschalteten Batterien unter Ver wendung einer Versorgungseinheit aufgeladen werden, d.h. das erfindungsgemäße Verfahren zum Parallelschalten von Batterien kann insbesondere für ein Aufladen der Batterien verwendet werden .
Wenn die parallel geschalteten Batterien unter Verwendung ei ner Versorgungseinheit aufgeladen werden, ist es vorteilhaft, dass beim Parallelschalten an die zweite Batterie der Lade strom angelegt wird. Die Versorgungseinheit kann dabei den Ladestrom bereitstellen .
Ferner ist die Erfindung gerichtet auf eine Schaltvorrichtung mit zumindest zwei Batterien, wobei die erste Batterie eine höhere Ruhespannung aufweist als die zweite Batterie, und mit einem Schaltmittel zum Parallelschalten der Batterien.
Die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung weist eine Steuerein heit auf, welche dazu eingerichtet ist, die Spannung einer der Batterien zu beeinflussen, indem für eine vorgegebene Pulsdauer an die erste Batterie unter Verwendung eines Last widerstands der Schaltvorrichtung eine Stromlast angelegt wird oder an die zweite Batterie unter Verwendung einer Ver sorgungseinheit der Schaltvorrichtung ein Ladestrom angelegt wird, sodass innerhalb der Pulsdauer die Spannung der ersten Batterie niedriger als die Spannung der zweiten Batterie wird .
Weiter ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, nach der Pulsdauer die Stromlast oder den Ladestrom zumindest zu redu zieren, sodass die Spannung der beeinflussten Batterie re- laxiert, und, wenn sich die Spannung der beeinflussten Batte rie an die Spannung der anderen Batterie angeglichen hat, die Batterien parallel zu schalten.
Die Schaltvorrichtung kann zur Durchführung des oben be schriebenen Verfahrens eingesetzt werden. Die Steuereinheit ist vorzugsweise dazu eingerichtet, die Spannungen der Batterien, insbesondere zeitabhängig, zu er mitteln .
Insbesondere kann die Steuereinheit ermitteln, welche Batte rie eine höhere Ruhespannung aufweist und damit als erste Batterie aufgefasst wird. Weiter kann die Steuereinheit er mitteln, ob bzw. wann sich die Spannung der beeinflussten Batterie an die Spannung der anderen Batterie angeglichen hat .
Weiterhin kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, die Pulsdauer zu steuern, d.h. vorzugeben. Auf diese Weise kann die Steuereinheit die Dauer steuern, während der die Strom last bzw. der Ladestrom anliegt.
Ferner kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, die Hö he der Stromlast bzw. die Höhe des Ladestroms zu steuern.
Insbesondere kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, die Höhe der Stromlast bzw. die Höhe des Ladestroms innerhalb der Pulsdauer zu steuern.
Beispielsweise kann die Höhe der Stromlast bzw. des Lade stroms innerhalb der Pulsdauer abhängig davon gesteuert wer den, wie hoch die Spannungsdifferenz zwischen den Ruhespan nungen der Batterien ist. Die Stromlast bzw. der Ladestrom innerhalb der Pulsdauer werden zweckmäßigerweise derart ge steuert, dass gewährleistet wird, dass innerhalb der Pulsdau er die Spannung der ersten Batterie niedriger als die Span nung der zweiten Batterie wird.
Weiterhin kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, die Höhe der Stromlast bzw. die Höhe des Ladestroms nach der Pulsdauer zu steuern. Das heißt, die Steuereinheit kann dazu eingerichtet sein, die Reduktion der Stromlast bzw. die Höhe des Ladestroms nach der Pulsdauer zu steuern. Beispielsweise kann die Höhe der Stromlast bzw. des Lade stroms nach der Pulsdauer abhängig davon gesteuert werden, wie hoch die Stromlast bzw. der Ladestrom innerhalb der Puls dauer ist bzw. war. Weiter kann die Höhe der Stromlast bzw. des Ladestroms nach der Pulsdauer abhängig davon gesteuert werden, wie hoch die Spannungsdifferenz zwischen den Ruhe spannungen der Batterien ist.
Ferner kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, das Schaltmittel zu steuern.
Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltun gen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammenge fasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch zweck mäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weite ren Kombinationen zusammengefasst werden. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der er findungsgemäßen Schaltvorrichtung kombinierbar. So sind Ver fahrensmerkmale auch als Eigenschaft der entsprechenden Vor richtungseinheit gegenständlich formuliert zu sehen und umge kehrt .
Auch wenn in der Beschreibung bzw. in den Patentansprüchen einige Begriffe jeweils im Singular oder in Verbindung mit einem Zahlwort verwendet werden, soll der Umfang der Erfin dung für diese Begriffe nicht auf den Singular oder das je weilige Zahlwort eingeschränkt sein.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam menhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbei spiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu tert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die da rin angegebene Kombination von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit iso liert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung einge bracht und mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert wer den .
Es zeigen:
FIG 1 eine Schaltvorrichtung mit zwei Batterien, einen
Lastwiderstand und einer Steuereinheit,
FIG 2 ein Diagramm, für den Fall, dass an die erste Bat terie aus FIG 1 für eine Pulsdauer eine Stromlast angelegt wird,
FIG 3 eine Schaltvorrichtung mit zwei Batterien, einer
Versorgungseinheit und einer Steuereinheit und
FIG 4 ein Diagramm, für den Fall, dass an die zweite Bat terie aus FIG 3 für eine Pulsdauer ein Ladestrom angelegt wird.
FIG 1 zeigt eine Schaltvorrichtung 2 mit zwei Batterien 4, 6 und mit einem Schaltmittel 8 zum Parallelschalten der Batte rien 4, 6. Das Schaltmittel 8 zum Parallelschalten der Batte rien 4, 6 umfasst zwei Schalter 10. Jeder der Schalter 10 ist mit jeweils einer der Batterien 4, 6 in Reihe geschaltet. Un ter Verwendung der Schalter 10 können die Batterien 4, 6 pa rallel geschaltet werden.
Weiter umfasst die Schaltvorrichtung 2 einen Lastwiderstand 12. Jede der Batterien 4, 6 ist unter Verwendung der Schalter
10 mit dem Lastwiderstand verbindbar. Der Lastwiderstand 12 ist in diesem Beispiel stufenweise veränderbar. Beispielswei se können mehrere Lasten in Reihe zueinander geschaltet wer den, um den Lastwiderstand 12 zu verändern. Die beiden Batterien 4, 6 sind typgleich, das heißt, sie ha ben eine gleiche Nennkapazität und eine gleiche Maximalspan nung .
Die erste Batterie 4 weist die Ruhespannung Ui,Ruhe auf. Die zweite Batterie 6 weist die Ruhespannung U2,RUhe auf. Die Ruhe spannung Ui,RUhe der ersten Batterie 4 ist höher als die Ruhe spannung U2,Ruhe der zweiten Batterie 6. Das heißt, dass die erste Batterie 4 eine höhere Ruhespannung Ui,Ruhe aufweist als die zweite Batterie 6. Die höhere Ruhespannung Ui,Ruhe der ers ten Batterie 4 wird von einem höheren Ladezustand der ersten Batterie 4 verursacht.
Weiter umfasst die Schaltvorrichtung 2 eine Steuereinheit 14.
Die Ruhespannung Ui,Ruhe der ersten Batterie 4 kann beispiels weise bei 1000 V liegen und die Ruhespannung U2,RUhe der zwei ten Batterie 6 z. B. bei 999 V.
Die Steuereinheit 14 ist vorzugsweise dazu eingerichtet, die Spannungen Ui (t) , U2 (t) der Batterien 4, 6 zeitabhängig zu ermitteln .
Beispielsweise umfasst die Schaltvorrichtung 2 Messeinheiten 16, welche jeweils zum Messen der Spannung Ui (t) , U2 (t) einer jeweiligen Batterie 4, 6 eingerichtet sind. Die Messeinheiten 16 sind jeweils parallel zu den Batterien 4, 6 geschaltet und sind als Spannungsmesser ausgestaltet.
Die Steuereinheit 14 kann die Spannungen Ui (t) , U2 (t) der Batterien 4, 6 unter Verwendung der Messeinheiten 16 ermit teln. Insbesondere sind die Messeinheiten 16 jeweils über ei ne Datenverbindung 18 mit der Steuereinheit 14 verbunden. Die Messeinheiten 16 können die gemessenen Spannungen Ui (t) ,
U2 (t) über die Datenverbindung 18 an die Steuereinheit 14 übermitteln . Der zeitliche Verlauf der Spannungen Ui (t) , U2 (t) der Batte rien 4, 6 ist in dem in FIG 2 dargestellten Diagramm 20 ge zeigt. Der Verlauf der Spannung Ui (t) der ersten Batterie 4 ist im Diagramm 20 als durchgezogene Linie dargestellt. Der Verlauf der Spannung U2 (t) der zweiten Batterie 6 ist im Dia gramm 20 als gestrichelte Linie dargestellt.
Die Steuereinheit 14 ermittelt, dass die in FIG 1 zeichnungs gemäß linke Batterie 4 eine höhere Ruhespannung Ui,Ruhe auf weist und damit als erste Batterie 4 aufgefasst wird.
Im ersten Bereich 26 des Diagramms 20 (bei den Zeiten bis ti) liegen die Spannungen Ui (t) , U2 (t) jeweils auf den Niveaus der Ruhespannungen Ui,Ruhe, U2,RUhe der Batterien 4, 6.
Zum Parallelschalten der Batterien 4, 6 wird zunächst die
Spannung U (t) einer der Batterien 4, 6 beeinflusst. Hier wird die Spannung Ui (t) der ersten Batterie 4 beeinflusst, während die Spannung U2 (t) der zweiten Batterie 6 unbeeinflusst, d.h. auf dem Niveau der Ruhespannung U2,RUhe/ verbleibt.
In diesem Beispiel wird für eine vorgegebene Pulsdauer tPuis an die erste Batterie 4 unter Verwendung des Lastwiderstands 12 eine Stromlast 22 angelegt, sodass innerhalb der Pulsdauer tpuis die Spannung U der ersten Batterie 4 niedriger ist/wird als die Ruhespannung U2 der zweiten Batterie 6. Das heißt, innerhalb der Pulsdauer tPuis sinkt die Spannung Up (t) der ersten Batterie 4 unter die Ruhespannung U2,Ruhe der zweiten Batterie 6 ab („Spannungsabfall").
Der Spannungsabfall der ersten Batterie 4 ist im Diagramm 20 im zweiten Bereich 30 (bei den Zeiten zwischen ti und t2) eingezeichnet .
Die Pulsdauer tPuis entspricht der Differenz zwischen t2 und ti, kurz: tPuis = t2 - t .
Um die Stromlast 22 an die erste Batterie 4 anzulegen, wird zum Zeitpunkt ti derjenige Schalter 10, welcher mit der ers ten Batterie 4 in Reihe verschaltet ist, geschlossen. Während der Pulsdauer fließt ein Entladestrom 24 von der ersten Bat terie 4 durch den Lastwiderstand 12.
Zur Steuerung der Schalter 10 sind die Schalter 10 mit der Steuereinheit 14 über eine Datenverbindung 18 verbunden.
Die Steuereinheit 14 ist dazu eingerichtet, die Höhe der Stromlast 22 zu steuern. Beispielsweise können unter Verwen dung der Steuereinheit 14 mehrere Lasten miteinander ver schaltet werden (nicht gezeigt) , um den Lastwiderstand 12 zu verändern. Das heißt, zur Änderung des Lastwiderstands 12 können Lasten zu- und/oder weggeschaltet werden. Zur Steue rung des Lastwiderstands 12 und damit der Stromlast 22 ist die Steuereinheit 14 über eine Datenverbindung 18 mit dem Lastwiderstand 12 verbunden.
Weiter ist die Steuereinheit 14 dazu eingerichtet, die Puls dauer tpuis zu steuern. Die Pulsdauer tPuis liegt zwischen 1 s und 50 s.
Die Spannung Up (t) der ersten Batterie 4 sinkt bei Anlegen der Stromlast 22 quasi sofort (innerhalb weniger als 100 ms) unter die Ruhespannung U2,RUhe der zweiten Batterie 6 ab (siehe FIG 2) . Zwar gibt es einen Punkt, an dem die Spannungen U (t) und U2 (t) angeglichen sind, ein Parallelschalten der Batte rien 4, 6 ist beim Abfall der Spannung Up (t) aber nicht mög lich, da nicht genügend Zeit zur Steuerung zur Verfügung steht .
Die Steuereinheit 14 ist dazu eingerichtet, nach der Pulsdau er tpuls die Stromlast 22 zumindest zu reduzieren, wobei die Spannung Up (t) der beeinflussten, hier der ersten Batterie 4 relaxiert .
Wenn die Spannung Up (t) der ersten Batterie 4 relaxiert, dann steigt die Spannung Up (t) der ersten Batterie 4 wieder an. Zum Zeitpunkt t2, d h. unmittelbar nach der Pulsdauer tPuis, wird der Lastwiderstand 12 erhöht, sodass der Entladestrom 24 nach der Pulsdauer tPuis zumindest reduziert wird. Auf diese Weise wird die Stromlast reduziert.
In diesem Beispiel steigt der Lastwiderstand 12 nach der Pulsdauer tPuPs auf unendlich an, da der Entladestrom 24 zum Zeitpunkt t2 unterbrochen wird. Das heißt, dass in diesem Beispiel zum Zeitpunkt t2 die Stromlast 22 auf Null redu ziert, d.h. entfernt, wird.
Beispielsweise kann die Stromlast 22 entfernt werden, indem der geschlossene Schalter 10 wieder geöffnet wird.
Weiter kann die Stromlast 22 entfernt werden, indem ein ande rer Schalter des Stromkreises geöffnet wird, beispielsweise ein Schalter am Lastwiderstand 12 (nicht dargestellt) .
Zweckmäßigerweise erfolgt das Entfernen der Stromlast 22, insbesondere das Öffnen des jeweiligen Schalters, zum Zeit punkt t2 unter Verwendung der Steuereinheit 14.
Wird die Stromlast 22 wieder entfernt, so relaxiert die Span nung Up (t) der ersten Batterie 4, das heißt, die Spannung U (t) der ersten Batterie 4 steigt wieder an. Entscheidend ist hierbei, dass die Spannung Ui (t) der ersten Batterie 4 während der Relaxation einem nicht-linearen Verlauf folgt.
Die Spannung U2 (t) der zweiten Batterie 6 verbleibt weiterhin auf dem Niveau der Ruhespannung U2,Ruhe·
Dann, wenn die Stromlast 22 entfernt bleiben würden und somit die Batterien 4, 6 nicht parallel geschaltet werden würden, würde die Spannung U der ersten Batterie 4 vollständig re- laxieren, sodass ein Gleichgewichtszustand erreicht werden würde, bei dem die Spannung Ui (t) der ersten Batterie 4 höher wäre als die Ruhespannung U2,Ruhe der zweiten Batterie 6. Die Spannung Ui (t) der ersten Batterie 4 wurde sich einer verän derten Ruhespannung annähern, wobei die veränderte Ruhespan nung sehr nah an der ursprünglichen Ruhespannung Ui,Ruhe liegen würde, da die Pulsdauer tPuis vergleichsweise kurz ist und so mit die erste Batterie 4 während der Pulsdauer kaum entladen wurde .
Wenn die Spannung Ui (t) der ersten Batterie 4 relaxiert, dann nähert sich die Spannung Ui (t) der ersten Batterie 4 an die Ruhespannung U2,RUhe der zweiten Batterie 6 an. Die Relaxation der Spannung Ui (t) der ersten Batterie 4 ist im dritten Be reich 32 des Diagramms 20 (bei den Zeiten zwischen t2 und t3) dargestellt .
Die Spannung Ui (t) der ersten Batterie 4 folgt im dritten Be reich 32, d.h. während der Relaxation, einem nicht-linearem Verlauf. Insbesondere steigt die Spannung Ui (t) erst sehr steil an (sehr steile Flanke am Anfang der Relaxation) und dann immer weniger steil.
Prinzipiell kann der Lastwiderstand 12 nach der Pulsdauer tpuis (anstatt auf unendlich) auf einen endlichen Wert erhöht werden, sodass der Entladestrom 24 (teilweise) reduziert wird. Auf diese Weise kann zum Zeitpunkt t2 die Stromlast 22 teilweise reduziert werden. Dabei ist darauf zu achten, dass nach der Pulsdauer die Stromlast 22 derart reduziert wird, dass dann, wenn die Batterien 4, 6 nicht parallel geschaltet werden würden, bei vollständiger Relaxation der Spannung Ui (t) der ersten Batterie 4 ein Gleichgewichtszustand er reicht werden würde, bei dem die Spannung Ui (t) der ersten Batterie 4 höher wäre als die Ruhespannung U2,Ruhe der zweiten Batterie 6.
Die Steuereinheit 14 ermittelt die Spannungen Ui (t) , U2 (t) der Batterien 4, 6 zeitabhängig.
Die Steuereinheit 14 ist dazu eingerichtet, dann, wenn sich die Spannung Ui (t) der beeinflussten, hier der ersten Batte- rie 4 an die Spannung U2 (t) der anderen Batterie 6, hier an die Ruhespannung U2,RUhe der zweiten Batterie 6, angeglichen hat, die beiden Batterien 4, 6 parallel zueinander zu schal ten .
Das heißt, wenn sich die Spannung Ui (t) der ersten Batterie 4 an die Ruhespannung U2,RUhe der zweiten Batterie 6 angeglichen hat, werden beide Schalter 10 geschlossen, sofern sie noch nicht geschlossen sind. Auch das Schließen der Schalter 10 erfolgt unter Verwendung der Steuereinheit 14. In diesem Bei spiel erfolgt das Schließen der Schalter 10 zum Zeitpunkt t3 (vgl . FIG 2) .
Die Spannungen gelten als angeglichen, wenn der Unterschied zwischen der Spannung der ersten Batterie und der Spannung der zweiten Batterie weniger als 0,5 V, insbesondere weniger als 0,1 V, beträgt.
Insbesondere dauert die Relaxation (t3-t2) bis zum Angleichen der Spannungen U2 (t) und Ui (t) mindestens 100ms.
Da der Punkt, an dem die Spannungen U2 (t) und Ui (t) angegli chen sind, nicht an der sehr steilen Flanke (am Anfang der Relaxation) , sondern im weniger steilen Bereich liegt, kann das Parallelschalten gut gesteuert werden. Insbesondere ist ausreichend Zeit zur Steuerung vorhanden.
Ab dem Zeitpunkt t3 sind die Batterien 4, 6 parallel zueinan der geschaltet.
Mittels der parallel geschalteten Batterien 4, 6 kann zumin dest ein Verbraucher betrieben werden. Der Verbraucher kann der zuvor genannte Lastwiderstand 12 sein. Weiter können ein zelne und/oder mehrere der zuvor genannten Lasten, welche den Lastwiderstand 12 bilden können, den/die Verbraucher bilden.
Die Batterien können beispielsweise Batterien eines Fahrzeugs sein. Der/die Verbraucher können z. B. ein Motor zum Antrei- ben des Fahrzeugs, eine Klimaanlage des Fahrzeugs, ein Kühl system z. B. für den Motor und/oder für die Batterien, ein Lichtsystem des Fahrzeugs usw. sein.
Weiter kann eine Last z. B. ein Motor zum Antreiben des Fahr zeugs, eine Klimaanlage des Fahrzeugs, ein Kühlsystem z. B. für den Motor und/oder für die Batterien, ein Lichtsystem des Fahrzeugs usw. sein. In dem Lastwiderstand können eine und/oder mehrere dieser Lasten miteinander verschaltet sein. Die Lasten können zu- und/oder wegschaltbar sein (nicht ge zeigt) .
FIG 3 zeigt eine andere Schaltvorrichtung 34 mit zwei Batte rien 4, 6, einem Schaltmittel 8 zum Parallelschalten der Bat terien 4, 6 und eine Steuereinheit 14.
Prinzipiell können die Batterien 4, 6, das Schaltmittel 8 zum
Parallelschalten der Batterien 4, 6 und die Steuereinheit 14 dieselben wie in FIG 1 sein.
Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel aus FIG 1 und FIG 2, auf das bezüglich gleich bleibender Merkmale und Funk tionen verwiesen wird. Im Wesentlichen gleich bleibende Ele mente werden grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen be zeichnet und nicht erwähnte Merkmale sind in das folgende Ausführungsbeispiel übernommen, ohne dass sie erneut be schrieben sind.
Die Schaltvorrichtung 2 umfasst keinen Lastwiderstand 12 oder ein Lastwiderstand 12 ist weggeschaltet, d.h. ein Schalter am Lastwiderstand 12 (vgl. FIG 1) ist geöffnet.
Die Ruhespannung Ui,Ruhe der ersten Batterie kann beispielswei se bei 52 V liegen und die Ruhespannung U2,RUhe der zweiten Batterie bei 50 V.
Die Schaltvorrichtung 2 umfasst eine Versorgungseinheit 36. Die Versorgungseinheit 36 kann beispielsweise ein Ladegerät sein .
Der zeitliche Verlauf der Spannungen Ui (t) , U2 (t) der Batte rien 4, 6 aus FIG 3 ist in dem in FIG 4 dargestellten Dia gramm 38 gezeigt. Der Verlauf der Spannung Ui (t) der ersten Batterie 4 ist im Diagramm 38 als gestrichelte Linie darge stellt. Der Verlauf der Spannung U2 (t) der zweiten Batterie 6 ist im Diagramm 38 als durchgezogene Linie dargestellt.
Die Steuereinheit 14 ermittelt, dass die in FIG 3 zeichnungs gemäß linke Batterie 4 eine höhere Ruhespannung Ui,Ruhe auf weist und damit als erste Batterie 4 aufgefasst wird.
Im ersten Bereich 44 des Diagramms 38 (bei den Zeiten bis ti) befinden sich die Spannungen Ui (t) , U2 (t) auf den Niveaus der jeweiligen Ruhespannung Ui,Ruhe, U2,Ruhe der Batterien 4, 6.
Zum Parallelschalten der Batterien 4, 6 wird zunächst die
Spannung U (t) , U2 (t) einer der Batterien 4, 6 beeinflusst.
Hier wird die Spannung U2 (t) der zweiten Batterie 6 beein flusst, während die Spannung U (t) der ersten Batterie 4 un beeinflusst, d.h. auf dem Niveau der Ruhespannung Up,Ruhe/ ver bleibt .
Die Steuereinheit 14 ist dazu eingerichtet, an die zweite Batterie 6 unter Verwendung der Versorgungseinheit 36 einen Ladestrom 40 anzulegen.
In diesem Beispiel wird für eine vorgegebene Pulsdauer tPuis an die zweite Batterie 6 unter Verwendung der Versorgungsein heit 36 ein Ladestrom 40 angelegt, wobei innerhalb der Puls dauer tpuis die Spannung Ui (t) der ersten Batterie 4 niedriger ist/wird als die Spannung U2 (t) der zweiten Batterie 6. In diesem Fall steigt die Spannung U2 (t) der zweiten Batterie 6 innerhalb der Pulsdauer tPuis über die Ruhespannung Up,Ruhe der ersten Batterie 4 an („Spannungsanstieg"). Der Spannungsanstieg der zweiten Batterie 6 ist im Diagramm 38 im zweiten Bereich 46 (bei den Zeiten zwischen ti und t2) eingezeichnet .
Um den Ladestrom 40 an die zweite Batterie 6 anzulegen, wird zum Zeitpunkt ti derjenige Schalter 10, welcher mit der zwei ten Batterie 6 in Reihe verschaltet ist, geschlossen. Während der Pulsdauer tPuis fließt der Ladestrom 40 von der Versor gungseinheit 36 durch die zweite Batterie 6.
Die Schalter 10 werden mittels der Steuereinheit 14 gesteu ert .
Die Steuereinheit 14 ist dazu eingerichtet, die Höhe des La destroms 40 zu steuern. Die Steuereinheit 14 kann insbesonde re die Versorgungseinheit 36 ansteuern. Zur Steuerung des La destroms 40 ist die Steuereinheit 14 über eine Datenverbin dung 18 mit der Versorgungseinheit 36 verbunden.
Weiter ist die Steuereinheit 14 dazu eingerichtet, die Puls dauer tpuis zu steuern. Die Pulsdauer tPuis liegt zwischen 1 s und 50 s.
Die Spannung U2 (t) der zweiten Batterie 6 steigt bei Anlegen des Ladestroms 40 quasi sofort (innerhalb weniger als 100 ms) über die Ruhespannung Ui,Ruhe der ersten Batterie 4 an (siehe FIG 4) . Zwar gibt es einen Punkt, an dem die Spannungen U (t) und U2 (t) angeglichen sind, ein Parallelschalten der Batte rien 4, 6 ist beim Anstieg der Spannung U (t) aber nicht mög lich, da nicht genügend Zeit zur Steuerung zur Verfügung steht .
Die Steuereinheit 14 ist dazu eingerichtet, nach der Pulsdau er tPuis den Ladestrom 40 zumindest zu reduzieren, wobei die Spannung U2 (t) der beeinflussten, hier der zweiten Batterie 6 relaxiert . Wenn die Spannung U2 (t) der zweiten Batterie 6 relaxiert, dann sinkt die Spannung U2 (t) der zweiten Batterie 6 wieder ab .
In diesem Beispiel wird der Ladestrom 40 nach der Pulsdauer tPuls d.h. zum Zeitpunkt Ü2, auf Null reduziert, d.h. ent fernt .
Wird der Ladestrom 40 wieder entfernt, so relaxiert die Span nung U2 (t) der zweiten Batterie 6, d.h. die Spannung U2 (t) der zweiten Batterie 6 sinkt wieder ab. Entscheidend ist hierbei, dass die Spannung U2 (t) der zweiten Batterie 6 wäh rend der Relaxation einem nicht-linearem Verlauf folgt.
Die Spannung Up (t) der ersten Batterie 4 verbleibt weiter auf dem Niveau der Ruhespannung Up,Ruhe·
Wenn die Spannung U2 (t) der zweiten Batterie 6 relaxiert, dann nähert sich die Spannung U2 (t) der zweiten Batterie 6 an die Ruhespannung Up,Ruhe der ersten Batterie 4 an. Die Relaxa tion der Spannung U2 (t) der zweiten Batterie 6 ist im dritten Bereich 48 des Diagramms 38 (bei den Zeiten zwischen t2 und 13 ) dargestellt.
Die Spannung U2 (t) der zweiten Batterie 6 folgt im dritten Bereich 48, d.h. während der Relaxation, einem nicht-linearem Verlauf, insbesondere einer Exponentialfunktion mit negativem Exponenten. Insbesondere sinkt die Spannung U2 (t) erst sehr steil ab (sehr steile Flanke am Anfang der Relaxation) und dann immer weniger steil.
Prinzipiell kann der Ladestrom 40 nach der Pulsdauer tPuis (anstatt auf unendlich) nur teilweise reduziert werden. Dabei ist darauf zu achten, dass die nach der Pulsdauer tPuis der Ladestrom 40 derart reduziert wird, dass dann, wenn die Bat terien 4, 6 nicht parallel geschaltet werden würden, bei vollständiger Relaxation der Spannung U2 (t) der zweiten Bat terie 6 ein Gleichgewichtszustand erreicht werden würde, bei dem die Spannung U2 (t) der zweiten Batterie 6 niedriger wäre als die Ruhespannung Ui,Ruhe der ersten Batterie 4.
Die Steuereinheit 14 ist dazu eingerichtet, dann, wenn sich die Spannung U2 (t) der beeinflussten, hier der zweiten Batte rie 6 an die Spannung Ui (t) der anderen Batterie, hier an die Ruhespannung Ui,Ruhe der ersten Batterie 4, angeglichen hat, die beiden Batterien 4, 6 parallel zueinander zu schalten.
Das heißt, wenn sich die Spannung U der zweiten Batterie 6 an die Ruhespannung Ui der ersten Batterie 4 angeglichen hat, werden beide Schalter 10 geschlossen, sofern sie noch nicht geschlossen sind. In diesem Beispiel erfolgt das Schließen der Schalter 10 zum Zeitpunkt t3.
Da der Punkt, an dem die Spannungen U2 (t) und Ui (t) angegli chen sind, nicht an der sehr steilen Flanke (am Anfang der Relaxation) , sondern im weniger steilen Bereich liegt, kann das Parallelschalten gut gesteuert werden. Insbesondere ist ausreichend Zeit zur Steuerung vorhanden.
Ab dem Zeitpunkt t3 sind die Batterien 4, 6 parallel zueinan der geschaltet.
Die parallel geschalteten Batterien können unter Verwendung der Versorgungseinheit 36 aufgeladen werden.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausfüh rungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele ein geschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Parallelschalten von zumindest zwei Batte rien (4, 6), wobei die erste Batterie (4) eine höhere Ruhe spannung (Ui,RUhe) aufweist als die zweite Batterie (6), bei dem
- die Spannung (Ui, U2) einer der Batterien (4, 6) beein flusst wird, indem für eine vorgegebene Pulsdauer (tPuis) an die erste Batterie (4) eine Stromlast (22) oder
an die zweite Batterie (6) ein Ladestrom (40)
angelegt wird, sodass innerhalb der Pulsdauer (tPuis) die Spannung (U ) der ersten Batterie (4) niedriger als die Spannung (U2) der zweiten Batterie (6) wird,
- nach der Pulsdauer (tPuis) die Stromlast (22) oder der Lade strom (40) zumindest reduziert wird, wobei die Spannung (Ui, U2) der beeinflussten Batterie (4, 6) relaxiert, und
- wenn sich die Spannung (U , U2) der beeinflussten Batterie (4, 6) an die Spannung (U , U2) der anderen Batterie (4, 6) angeglichen hat, die Batterien (4, 6) parallel geschaltet werden .
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem
- wenn an die erste Batterie (4) eine Stromlast (22) angelegt wird, innerhalb der Pulsdauer (tPuis) die Spannung (U ) der ersten Batterie (4) unter die Ruhespannung (U2,RUhe) der zweiten Batterie (6) absinkt, und
- wenn nach der Pulsdauer (tPuis) die Stromlast (22) zumindest reduziert wird, die Spannung (U ) der ersten Batterie (4) sich an die Ruhespannung (U2,RUhe) der zweiten Batterie (6) annähert .
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem
in dem Fall, dass an die erste Batterie (4) eine Stromlast (22) angelegt wird, während der Pulsdauer (tPuPs) ein von der ersten Batterie (4) erzeugter Entladestrom (24) durch einen Lastwiderstand (12) geführt wird, wobei nach der Pulsdauer (tPuis) der Lastwiderstand (12) erhöht wird, sodass der Entla- destrom (24) nach der Pulsdauer (tPuis) reduziert und/oder un terbrochen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem
- wenn an die zweite Batterie (6) ein Ladestrom (40) angelegt wird, die Spannung (U2) der zweiten Batterie (6) innerhalb der Pulsdauer (tPuis) über die Ruhespannung (Ui,Ruhe) der ers ten Batterie (4) ansteigt, und
- wenn nach der Pulsdauer (tPuPs) der Ladestrom (40) zumindest reduziert wird, sich die Spannung (U2) der zweiten Batterie (6) an die Ruhespannung (Ui,Ruhe) der ersten Batterie (4) an nähert .
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Batterien (4, 6) typgleich sind und die erste Batterie
(4) einen höheren Ladezustand aufweist als die zweite Batte rie ( 6) .
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Ruhespannung (Up,Ruhe) der ersten Batterie (4) um zumindest 0,1% und/oder um zumindest 0,2 V, insbesondere um zumindest 0,5 V, höher liegt als die Ruhespannung (U2,Ruhe) der zweiten Batterie ( 6) .
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Ruhespannung (Up,Ruhe) der ersten Batterie (4) um maximal 5% höher liegt als die Ruhespannung (U2,Ruhe) der zweiten Bat terie ( 6) .
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Pulsdauer (tPuPs) mindestens 1 s und maximal 50 s beträgt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem nach der Pulsdauer (tPuPs) die Stromlast (22) oder der Lade strom (40) derart zumindest reduziert wird, dass wenn die Batterien (4, 6) nicht parallel geschaltet werden, bei voll ständiger Relaxation der beeinflussten Spannung (Up, U2) ein Gleichgewichtszustand erreicht wird, bei dem die Spannung (Ui) der ersten Batterie (4) höher als die Spannung (U2) der zweiten Batterie (6) ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem
nach der Pulsdauer (tPuis) die Stromlast (22) oder der Lade strom (40) um zumindest 70%, insbesondere um zumindest 90%, reduziert wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem
die Spannungen (Ui, U2) als angeglichen gelten, wenn die Spannungsdifferenz weniger als 0,1%, insbesondere von weniger als 0,05%, beträgt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem
mittels der parallel geschalteten Batterien (4, 6) zumindest ein Verbraucher (12) betrieben wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem
die parallel geschalteten Batterien (4, 6) unter Verwendung einer Versorgungseinheit (36) aufgeladen werden.
14. Schaltvorrichtung (2, 34), aufweisend zumindest
zwei Batterien (4, 6), wobei die erste Batterie (4) eine hö here Ruhespannung (Up, RUhe) aufweist als die zweite Batterie (6), ein Schaltmittel (8) zum Parallelschalten der Batterien (4, 6)
und eine Steuereinheit (14), welche dazu eingerichtet ist - die Spannung (Up, U2) einer der Batterien (4, 6) zu beein flussen, indem für eine vorgegebene Pulsdauer (tPuis) an die erste Batterie (4) unter Verwendung eines Lastwider stands (12) der Schaltvorrichtung (2) eine Stromlast (22) angelegt wird oder an die zweite Batterie (6) unter Verwen dung einer Versorgungseinheit (36) der Schaltvorrichtung (34) ein Ladestrom (40) angelegt wird, sodass innerhalb der Pulsdauer (tPuis) die Spannung (Ui) der ersten Batterie (4) niedriger als die Spannung (U2) der zweiten Batterie (6) wird,
- nach der Pulsdauer (tPuis) die Stromlast (22) oder den Lade- ström (40) zumindest zu reduzieren, wobei die Spannung (Up,
U2) der beeinflussten Batterie (4, 6) relaxiert, und
- wenn sich die Spannung (Up, U2) der beeinflussten Batterie
(4, 6) an die Spannung (Up, U2) der anderen Batterie (4, 6) angeglichen hat, die Batterien (4, 6) parallel zu schalten.
15. Schaltvorrichtung (2, 34) nach Anspruch 14, wobei
die Steuereinheit (14) dazu eingerichtet ist, die Spannungen (Ui, U2) der Batterien (4, 6) zeitabhängig zu ermitteln, die
Pulsdauer (tPuPs) zu steuern und/oder die Höhe der Stromlast (22) oder des Ladestroms (40) zu steuern.
16. Fahrzeug, aufweisend zumindest eine Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15.
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