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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden einer Batterie.
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Aus
der
DE 695 23 456
T2 ist eine universelle Ladestation und Verfahren zum Laden
von Batterien für Elektrofahrzeuge bekannt.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Laden
einer Speichereinheit für elektrische Energie weiterzubilden.
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Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe bei der nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Wichtige
Merkmale der Erfindung bei dem Verfahren zum Aufladen einer Speichereinheit
sind, dass eine Speichervorrichtung für elektrische Energie
eine Ladebuchse, eine Steuerung und eine Speichereinheit aufweist,
wobei die Steuerung in einem Schlafmodus durch ein Steckerwecksignal,
welches durch ein Einstecken eines Ladesteckers in die Ladebuchse
erzeugt wird, aus dem Schlafmodus geweckt wird. Von Vorteil ist
dabei, dass ein ausgeschaltetes System wie beispielsweise ein parkendes
Fortbewegungsmittel, insbesondere Auto, durch einstecken eines Ladesteckers,
geladen werden kann.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform wird das Steckerwecksignal
durch eine steigende oder fallende Flanke gebildet, welche insbesondere
durch ein Sensorelement im Ladestecker und/oder ein weiteres Sensorelement
in der Ladebuchse erzeugt wird. Von Vorteil ist dabei, dass zwischen
einem Einstecken einem Ausstecken und einem Gesteckt bleiben unterschieden
wird, ohne das der Ladestecker an sich unter Spannung steht bzw.
Leistung überträgt.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung wird zwischen dem Steckerwecksignal
und einem Wecksignal einer externen Steuerung, welche mit der Steuerung
kommuniziert, unterschieden. Von Vorteil ist dabei, dass die Speichereinheit über
zwei verschiedene Prozesse ladbar ist.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird bei vorliegen des
Steckerwecksignals die externe Steuerung geweckt. Von Vorteil ist
dabei, dass die Speichereinheit nur durch Einstecken des Ladesteckers
ladbar ist.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung liegt das Wecksignal
als Dauerpegel in einem definierten Spannungsbereich an. Von Vorteil
ist dabei, dass ein Dauerpegel einfach zu detektieren ist.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Dauerpegel nach
einer Wartezeit überprüft und danach das Wecksignal
erzeugt. Von Vorteil ist dabei, dass Störsignale unterdrückt
werden.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden Parameter der
externen Steuerung an eine Überprüfungsschleife übergeben.
Von Vorteil ist dabei, dass die externe Steuerung den Ladevorgang steuern
kann.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung geht bei einem Vorliegen
entsprechender Parameter oder einem Fehler die Steuerung wieder
in den Schlafmodus über. Von Vorteil ist dabei, dass der
bei einem Ende des Ladevorgangs oder einem Fehler wohldefiniert
reagiert wird.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung steuert nach der Initialisierung
die Steuerung einen Ladevorgang der Speichereinheit nach Vorgabe der
externen Steuerung. Von Vorteil ist dabei, dass der Ladevorgang
entsprechend dem Zustand der Speichereinheit und/oder sonstiger
Elemente, welche durch die externe Steuerung gesteuert sind, ladbar
ist.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung übergibt die
Steuerung einen Ladesteckerstatus und einen Steuerungsstatus an
die externe Steuerung. Von Vorteil ist dabei, dass ein Starten eines
Motors, welcher durch die externe Steuerung gesteuert ist, verhindert
wird, falls der Ladestecker noch in der Ladebuchse steckt.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird nach dem Aufwecken
der Steuerung eine Kommunikation zwischen einer Ladestation und
der Ladevorrichtung aufgebaut. Von Vorteil ist dabei, dass die Ladestation
Informationen bezüglich der Speichereinheit erhält.
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Bei
einer Ladevorrichtung für eine Speichereinheit mit einer
Steuerung ist die Steuerung mit einem oben beschriebenen Verfahren
gesteuert. Von Vorteil ist dabei, dass die Speichereinheit sicher
und wohldefiniert ladbar ist.
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Bei
einem Fortbewegungsmittel mit einem elektrischen Antrieb und einer
Speichereinheit ist die Speichereinheit mit der Ladevorrichtung
ladbar, wobei ein Ladestecker durch stecken in eine Ladebuchse ein
Sensorsignal generiert, welches eine Steuerung aus einem Schlafmodus
weckt. Von Vorteil ist dabei, dass die Speichereinheit in vielen
möglichen Situationen ladbar ist.
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung
ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt.
Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten
von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder
Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus
der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand
der Technik stellenden Aufgabe.
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- 1
- Spannungsversorgung
- 10
- Steckersignal
Eingang
- 12
- externer
Eingang
- 14
- Warteelement
- 16
- Prüfungselement
- 18
- Startelement
- 20
- Initialisierungselement
- 22
- Weckelement
- 24
- Externsetzelement
- 30
- Überprüfungsschleife
- 32
- Laufelement
- 34
- Stoppelement
- 40
- Ausschaltelement
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Die
Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit
Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen rein schematisch:
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1:
Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens
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In
der 1 ist ein erfindungsgemäßes
Verfahren zum Aufwecken oder Stilllegen bzw. Einschlafen einer Ladevorrichtung
als Blockdiagramm dargestellt. Die Ladevorrichtung dient vorzugsweise
zum Aufladen einer Speichereinheit einer Speichervorrichtung für
elektrische Energie. Insbesondere ist die Ladevorrichtung Teil eines
Fortbewegungsmittels, vorzugsweise Automobil, welches einen elektrischen Antrieb
aufweist.
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Das
Fortbewegungsmittel weist eine Ladebuchse auf, in welche ein Ladestecker
einer Ladevorrichtung eingesteckt wird. Der Ladestecker und die Ladebuchse
weisen korrespondierende Verbindungselemente oder Übertragungselement
zum Übertragen von elektrischer Leistung und Information auf.
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Die
elektrische Leistung wird entweder über direkte Kontakte
oder über eine induktive Kopplung übertragen.
Die Information wird vorzugsweise über eine Infrarotschnittstelle übertragen.
Es sind aber auch andere Informationsübetragungswege denkbar, wie
zum Beispiel über die Übertragungselemente zum Übertragen
elektrischer Leistung.
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Der
Ladestecker weist ein Sensorelement auf, welcher mit einem weiteren
Sensorelement in der Ladebuchse korrespondiert. Das Sensorelement ist
vorzugsweise als Reed-Relais ausgeführt. Beim Einstecken
des Steckers lösen das Sensorelement und das weitere Sensorelement
ein Sensorsignal aus, welches vorzugsweise eine steigende Flanke darstellt.
Dadurch wird ein Aufwachen der nötigen Elemente zum Aufladen
der Speichereinheit in Gang gesetzt. Das Aufwachen und ein gegebenenfalls durchzuführendes
wieder Einschlafen bzw. Stilllegen, ist im Blockdiagramm der 1 dargestellt.
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Einem
Warteelement 14 wird eine Spannungsversorgung 1 bereitgestellt,
oder zumindest die Information übertragen, dass eine Spannung
bereit steht. Das Warteelement 14 wird über eine
Steckersignal Eingang 10 oder einen externen Eingang 12 angesteuert.
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Beim
externen Eingang 12 wird bei einem Dauerpegelsignal zwischen
zwei Spannungsniveaus insbesondere kleiner 2 Volt und größer
4,6 Volt unterschieden. Um Störungen auszuschließen
wird ein Wechseln des Dauerpegels mittels eines Prüfungselements 16 nach
eine vorgegebenen Zeit, insbesondere im Bereich von 20 Millisekunden, überprüft.
Bei korrekter Überprüfung wird dann ein Startsignal
an ein Startelement 18 übergeben.
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Der
Steckersignal Eingang 10 überträgt das Sensorsignal.
Das Warteelement 14 spricht auf eine steigende Flanke des
Sensorsignals an. Dadurch kann zwischen einem Einstecken, einem
Steckenbleiben und einem Herausziehen des Steckers unterschieden
werden. Hat das Wartelement 14 die steigende Flanke detektiert,
so überträgt es das Startsignal an das Startelement 18.
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Das
Warteelement 14, das Prüfungselement 16 und
das Startelement 18 sind vorzugsweise als eine einzige
Hardwarekomponente oder mehrere Hardwarekomponenten ausgeführt.
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Das
Startelement gibt bei Vorliegen des Startsignals einen Befehl an
eine zentrale Rechnereinheit der Steuerung, so dass die zentrale
Rechnereinheit startet. Dadurch wird ein Initialisierungselement 20 ausgeführt.
Das Initialisierungselement 20 bewirkt, dass eine Kommunikationsmöglichkeit
aufgebaut bzw. initialisiert wird und die nötigen Geräte zum
Aufladen der Speichereinheit initialisiert werden. Die nötigen
Geräte umfassen beispielsweise einen Umrichter und einen
DC-DC-Wandler.
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Wird
das Startsignal durch den Ladestecker ausgelöst, so wird
ein Weckelement 22 ausgeführt, welches eine externe
Steuerung, vorzugsweise eine Steuerung des Fortbewegungsmittels
weckt bzw. startet. Wurde das Warteelement 14 durch die
externe Steuerung über den externen Eingang 12 angesteuert,
so ist das Wecken der externen Steuerung natürlich nicht
nötig. Dann wird nur eine Information von einem Externsetzelement 24 bereitgestellt.
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Die
externe Steuerung und gegebenenfalls das Externsetzelement 24 übergeben
Parameter bzw. die Information, dass die externe Steuerung die Ladevorrichtung
geweckt hat, an eine Überprüfungsschleife 30.
Die Überprüfungsschleife 30 überprüft laufende
mit einem Laufelement 32 und einem Stoppelement 34,
ob alle Voraussetzungen für einen Ladevorgang der Speichereinheit
vorhanden sind.
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Ist
eine Voraussetzung nicht erfüllt oder gibt die externe
Steuerung einen Befehl zum Beenden des Ladevorganges, so übergibt
das Stoppelement 34 eine entsprechende Information an ein
Ausschaltelement 40. Falls ein Fehler vorliegt, wie zum
Beispiel das Ausbleiben von Parametern der externen Steuerung, so
erhält das Ausschaltelement 40 direkt eine entsprechende
Information von dem Laufelement 32 oder dem Weckelement 22.
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Das
Ausschaltelement 40 stellt sicher, das alle nötigen
Geräte sich ausschalten bzw. ausgeschaltet sind. Die zentrale
Rechnereinheit wird in einen Schlafzustand zurückversetzt
und die Kommunikation eingestellt. Das Warteelement 14 erhält
eine entsprechende Information und wartet auf ein nächstes
Aufwecksignal.
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Das
Initialisierungselement 20, das Weckelement 22,
das Externsetzelement 24 und die Überprüfungsschleife 30 sowie
das Ausschaltelement 40 sind vorzugsweise als reine Softwareelemente
ausgeführt.
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Der
eigentliche Ladevorgang wird im Wechselspiel der Ladevorrichtung
mit der externen Steuerung durchgeführt. Nach dem Einstecken
des Ladesteckers und dem darauf folgenden Wecken der Ladevorrichtung,
erhält die externe Steuerung die Information, dass der
Ladestecker steckt und die Ladevorrichtung bereit ist.
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Daraufhin übermittelt
die externe Steuerung einen Sollzustand an die Ladevorrichtung und
die Ladevorrichtung übermittelt dann einen Istzustand der Ladevorrichtung
an die externe Steuerung. Dabei wird auch einer feststehende Ladeeinheit
mit welcher der Ladestecker verbunden ist, Informationen über den
einzustellenden Strom bzw. Spannung mittels des Ladesteckers bzw.
dessen Verbindungselements übermittelt.
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Anschließend übermittelt
die externe Steuerung den Sollzustand an die Ladeeinheit und darauffolgend
die Parameter als Sollwerte. Die Parameter werden entsprechend in
der Ladevorrichtung und der Ladeeinheit eingestellt und die Parameter
als Istwerte an die externe Steuerung übergeben. Die Parameter Übergabe
erfolgt solange bis ein vorgegebener Endzustand erreicht ist, oder
der Ladevorgang durch Fehler oder zum Beispiel ein Herausziehen
des Ladesteckers abgebrochen werden muss.
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Ist
der Endzustand erreicht, so meldet die Ladevorrichtung an die externe
Steuerung einen Istzustand der Ladevorrichtung und einen Ladesteckerstatus.
Die Übermittlung des Ladesteckerstatus verhindert über
die externe Steuerung zum Beispiel ein Starten des Motors bei eingestecktem
Stecker. Anschließend geht die Ladevorrichtung in den Schlafmodus über.
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Bei
vorliegen eines Fehlers in der Ladevorrichtung gibt die Ladevorrichtung
eine Fehlermeldung an die externe Steuerung aus. Die externe Steuerung
leitet entsprechende Maßnahmen zur Behebung des Fehlers
ein und gibt danach ein Rücksetzen der Fehlermeldung an
die Ladevorrichtung. Daraufhin meldet die Ladevorrichtung den Istzustand und
den Ladesteckerstatus an die externe Steuerung. Die Steuerung geht
in den Schlafmodus über.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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