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DE102024105432B3 - Method for charging a high-voltage battery of an electrically powered watercraft and watercraft - Google Patents

Method for charging a high-voltage battery of an electrically powered watercraft and watercraft Download PDF

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DE102024105432B3
DE102024105432B3 DE102024105432.8A DE102024105432A DE102024105432B3 DE 102024105432 B3 DE102024105432 B3 DE 102024105432B3 DE 102024105432 A DE102024105432 A DE 102024105432A DE 102024105432 B3 DE102024105432 B3 DE 102024105432B3
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DE
Germany
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watercraft
control unit
voltage
bus system
central control
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DE102024105432.8A
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German (de)
Inventor
Thomas Warbeck
Eduard Specht
Robin Heeg
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Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
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Publication date
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden einer Hochvoltbatterie eines elektrisch angetriebenen Wasserfahrzeugs und ein Wasserfahrzeug. Das Wasserfahrzeug weist ein Hochvoltsystem auf, wobei das Hochvoltsystem ein Ladegerät, die Hochvoltbatterie und eine elektrische Antriebseinheit aufweist. Das Wasserfahrzeug weist ein Lademanagementsteuergerät zum Steuern des Ladegeräts auf, wobei das Wasserfahrzeug ein Bussystem aufweist, wobei über das Bussystem eine Kommunikation mit dem Lademanagementsteuergerät ermöglicht ist, wobei über das Bussystem Informationen hinsichtlich eines IST-Ladezustands der Hochvoltbatterie gesendet werden, wobei ein Zentralsteuergerät dazu eingerichtet ist, den IST-Ladezustand mit einem SOLL-Ladezustand zu vergleichen, wobei bei Vorliegen eines dem SOLL-Ladezustand entsprechenden IST-Ladezustands das Zentralsteuergerät eine Randbedingung über das Bussystem übermittelt, wobei diese Randbedingung die mit dem Bussystem kommunizierenden Komponenten dazu veranlasst, Vorgänge auszuführen, die zu einer Reduzierung der Spannung in dem Hochvoltsystem auf einen Wert von betragsmäßig kleiner oder gleich 60 Volt.

Figure DE102024105432B3_0000
The present invention relates to a method for charging a high-voltage battery of an electrically powered watercraft and to a watercraft. The watercraft has a high-voltage system, wherein the high-voltage system has a charger, the high-voltage battery, and an electric drive unit. The watercraft has a charging management control unit for controlling the charger, wherein the watercraft has a bus system, wherein communication with the charging management control unit is enabled via the bus system, wherein information regarding an actual charge state of the high-voltage battery is sent via the bus system, wherein a central control unit is configured to compare the actual charge state with a desired charge state, wherein if an actual charge state corresponding to the desired charge state is present, the central control unit transmits a boundary condition via the bus system, wherein this boundary condition causes the components communicating with the bus system to carry out processes that lead to a reduction of the voltage in the high-voltage system to a value of less than or equal to 60 volts.
Figure DE102024105432B3_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden einer Hochvoltbatterie eines elektrisch angetriebenen Wasserfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Wasserfahrzeug.The present invention relates to a method for charging a high-voltage battery of an electrically powered watercraft. Furthermore, the invention relates to a watercraft.

Es ist grundsätzlich bekannt, dass sich eine längere Einlagerung (bspw. über mehrere Wochen) einer Hochvoltbatterie bei einem hohem Ladezustand (State of Charge - SOC) der Hochvoltbatterie negativ auf die Lebensdauer der Hochvoltbatterie auswirken kann. Umgekehrt kann sich allerdings auch die Einlagerung einer total entladenen Hochvoltbatterie negativ auf die Lebensdauer der Hochvoltbatterie auswirken. Daher ist es erstrebenswert, wenn bei einer geplanten Einlagerung des elektrisch angetriebenen Wasserfahrzeugs, beispielsweise über die Wintermonate, die Hochvoltbatterie bis zu einem SOLL-Ladezustand, der unterhalb von 100% liegt, geladen wird und der Ladevorgang bei Erreichen des SOLL-Ladezustands automatisch beendet wird.It is generally known that prolonged storage (e.g., several weeks) of a high-voltage battery with a high state of charge (SOC) can negatively impact its service life. Conversely, however, storing a completely discharged high-voltage battery can also negatively impact its service life. Therefore, during planned storage of an electrically powered watercraft, for example, over the winter months, it is desirable to charge the high-voltage battery to a target charge level below 100%, and to automatically terminate the charging process when the target charge level is reached.

Die DE 10 2022 127 368 A1 offenbart ein Verfahren zum Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeugs, bei dem eine Nutzungsvorhersage getroffen wird hinsichtlich der Nutzung des Kraftfahrzeugs nach dem Ladevorgang. Wird dabei vorhergesagt, dass länger keine Nutzung erfolgt, wird der Ladevorgang bei einem festgelegten SOLL-Ladezustand, beispielsweise bei 80% SOC, abgebrochen. Die WO 2018/080237 A2 offenbart ein Verfahren zum Laden einer Batterie eines Elektrofahrzeugs, bei dem durch eine Steuereinheit ein Ladevorgang abgebrochen wird, wenn ein SOLL-Ladezustand erreicht ist. Dabei ist eine Eingabeeinheit für den Fahrer vorgesehen, in der die Randbedingung gesetzt werden kann.The DE 10 2022 127 368 A1 discloses a method for charging a battery of a motor vehicle, in which a usage prediction is made regarding the use of the motor vehicle after the charging process. If it is predicted that no use will occur for a longer period, the charging process is aborted at a specified target charge level, for example, at 80% SOC. WO 2018/080237 A2 discloses a method for charging a battery of an electric vehicle, in which a control unit interrupts a charging process when a target charge level is reached. An input unit for the driver is provided in which the boundary condition can be set.

Die JP 2013 - 31 310 A offenbart ein Wasserfahrzeug, wobei das Wasserfahrzeug ein Batteriesystem aufweist, wobei das Batteriesystem eine Hauptbatterie, eine Hilfsbatterie und ein Steuergerät aufweist, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, einen Ladevorgang der Hauptbatterie zu steuern. Über das Steuergerät kann ein Ladevorgang derart gesteuert werden, dass ein SOLL-Ladezustand der Hauptbatterie erreicht und beibehalten wird. Die US 2018 / 0 257 492 A1 , die DE 10 2015 208 758 A1 , die DE 10 2014 119 355 A1 . Die US 2013 / 0 221 916 A1 , die WO 2014 / 119 049 A1 offenbaren weiteren Stand der Technik.The JP 2013 - 31 310 A discloses a watercraft, wherein the watercraft has a battery system, wherein the battery system has a main battery, an auxiliary battery, and a control unit, wherein the control unit is configured to control a charging process of the main battery. A charging process can be controlled via the control unit such that a target charge level of the main battery is reached and maintained. US 2018 / 0 257 492 A1 , the DE 10 2015 208 758 A1 , the DE 10 2014 119 355 A1 . The US 2013 / 0 221 916 A1 , the WO 2014 / 119 049 A1 reveal further state of the art.

Problematisch hinsichtlich eines Ladens einer Hochvoltbatterie ist es, wenn das in dem Wasserfahrzeug vorgesehene Lademanagementsteuergerät nicht dazu eingerichtet ist, den Ladevorgang bei einem variablen SOLL-Ladezustand zu beenden und/oder nicht derart programmierbar ist, um eine solche Funktionalität umzusetzen.It is problematic with regard to charging a high-voltage battery if the charging management control unit provided in the watercraft is not designed to terminate the charging process at a variable target charge level and/or is not programmable in such a way as to implement such functionality.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie ein Wasserfahrzeug anzugeben, das die vorgenannte Problematik überwindet.The object of the present invention is to provide a method and a watercraft that overcomes the aforementioned problems.

Gelöst werden diese Aufgaben durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.These problems are solved by the subject matter of the independent claims. Advantageous further developments are the subject matter of dependent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft ein Verfahren zum Laden einer Hochvoltbatterie eines elektrisch angetriebenen Wasserfahrzeugs, insbesondere hinsichtlich eines Beendens des Ladevorgangs bei einem gewünschten SOLL-SOC. Das Wasserfahrzeug weist ein Hochvoltsystem auf, wobei das Hochvoltsystem ein Ladegerät, die Hochvoltbatterie und eine elektrische Antriebseinheit aufweist, wobei das Ladegerät elektrisch mit der Hochvoltbatterie verbunden ist, zum Laden der Hochvoltbatterie über eine mit dem Ladegerät verbindbare wasserfahrzeugexterne Ladeeinrichtung, wobei das Wasserfahrzeug ein Lademanagementsteuergerät zum Steuern des Ladegeräts aufweist, wobei das Wasserfahrzeug ein Zentralsteuergerät aufweist, wobei das Wasserfahrzeug ein Bussystem aufweist, wobei über das Bussystem eine Kommunikation mit dem Lademanagementsteuergerät ermöglicht ist, wobei das Zentralsteuergerät dazu eingerichtet ist, über das Bussystem Informationen hinsichtlich eines IST-Ladezustands der Hochvoltbatterie zu empfangen, wobei das Zentralsteuergerät dazu eingerichtet ist, den IST-Ladezustand mit einem SOLL-Ladezustand zu vergleichen, wobei bei Vorliegen eines dem SOLL-Ladezustand entsprechenden IST-Ladezustands das Zentralsteuergerät eine Randbedingung über das Bussystem übermittelt, wobei diese Randbedingung die mit dem Bussystem kommunizierenden Komponenten, insbesondere das Ladegerät und/oder das Lademanagementsteuergerät, dazu veranlasst, Vorgänge auszuführen, die zu einer Reduzierung der Spannung in dem Hochvoltsystem auf einen Wert von betragsmäßig kleiner oder gleich 60 Volt, vorzugsweise zu einer Abschaltung des Hochvoltsystems, führen, wobei die Randbedingung, die mit dem Bussystem kommunizierenden Komponenten dazu veranlasst, Vorgänge auszuführen, die zu einer Notabschaltung des Hochvoltsystems führen.The method according to the invention relates to a method for charging a high-voltage battery of an electrically powered watercraft, in particular with regard to terminating the charging process at a desired target SOC. The watercraft has a high-voltage system, wherein the high-voltage system has a charger, the high-voltage battery and an electric drive unit, wherein the charger is electrically connected to the high-voltage battery for charging the high-voltage battery via a charging device external to the watercraft that can be connected to the charger, wherein the watercraft has a charging management control unit for controlling the charger, wherein the watercraft has a central control unit, wherein the watercraft has a bus system, wherein communication with the charging management control unit is enabled via the bus system, wherein the central control unit is configured to receive information regarding an actual charge state of the high-voltage battery via the bus system, wherein the central control unit is configured to compare the actual charge state with a desired charge state, wherein if an actual charge state corresponding to the desired charge state is present, the central control unit transmits a boundary condition via the bus system, wherein this boundary condition causes the components communicating with the bus system, in particular the charger and/or the charging management control unit, to carry out processes that lead to a reduction of the voltage in the High-voltage system to a value of less than or equal to 60 volts, preferably leading to a shutdown of the high-voltage system, whereby the boundary condition causes the components communicating with the bus system to carry out processes that lead to an emergency shutdown of the high-voltage system.

Derartige Funktionalitäten zur Reduzierung der Spannung in dem Hochvoltsystem auf einen Wert von betragsmäßig kleiner oder gleich 60 Volt bzw. zur Abschaltung des Hochvoltsystems, sind in der Regel bereits in dem System des Wasserfahrzeugs hinterlegt, beispielsweise in Form einer Notabschaltung des Hochvolt-Systems bei einem Fehler. Derartige Funktionalitäten dienen der Sicherheit der Umgebung und/oder der Personen in dem Wasserfahrzeug, insbesondere um eine Berührsicherheit von Komponenten des Hochvoltsystems zu gewährleisten. Diese Funktionalitäten werden vorliegend in vorteilhafter Art und Weise für das Beenden des Ladevorgangs bei dem gewünschten SOLL-Ladezustand genutzt, da mit Abschaltung des Hochvoltsystems der Ladevorgang über das Ladegerät automatisch beendet wird. Diese Funktionalitäten werden daher zweckentfremdet genutzt, um den Ladevorgang bei einem gewünschten SOLL-Ladezustand abzubrechen.Such functionalities for reducing the voltage in the high-voltage system to a value less than or equal to 60 volts or for shutting down the high-voltage system are usually already stored in the vessel's system, for example in the form of an emergency shutdown of the high-voltage system in the event of a fault. Such functionalities serve the safety of the Environment and/or the persons in the watercraft, in particular to ensure that components of the high-voltage system are safe from contact. These functionalities are advantageously used here to terminate the charging process at the desired target charge level, since the charging process is automatically terminated via the charger when the high-voltage system is switched off. These functionalities are therefore used for purposes other than intended to abort the charging process at the desired target charge level.

In der Regel ist das Zentralsteuergerät programmierbar, sodass das erfindungsgemäße Verfahren einfach und auch nachträglich in bereits bestehenden Wasserfahrzeugen umgesetzt werden kann.As a rule, the central control unit is programmable, so that the method according to the invention can be implemented easily and even retrospectively in existing watercraft.

Bei dem SOLL-Ladezustand kann es sich um einen vordefinierten SOLL-Ladezustand handeln. So kann es sinnvoll sein, bei einer geplanten Einlagerung des Wasserfahrzeugs einen SOLL-Ladezustand von 80% vorzusehen. Beispielsweise ist es denkbar, dass über das Zentralsteuergerät ein Einlagerungsmodus aktivierbar ist, wobei der Einlagerungsmodus einen SOLL-Ladezustand von 80% vorsieht.The target charge level can be a predefined target charge level. For example, it may be useful to specify a target charge level of 80% for a planned storage of the vessel. For example, it is conceivable that a storage mode can be activated via the central control unit, with the storage mode specifying a target charge level of 80%.

Es ist aber auch denkbar, dass der SOLL-Ladezustand von einem Verwender festgelegt werden kann, beispielsweise über eine geeignete Benutzerschnittstelle. However, it is also conceivable that the target charge level can be set by a user, for example via a suitable user interface.

Dabei kann vorgesehen sein, dass das Zentralsteuergerät die Benutzerschnittstelle aufweist, wobei von einem Benutzer über die Benutzerschnittstelle der SOLL-Ladezustand eingestellt wird bzw. werden kann.It can be provided that the central control unit has the user interface, whereby the target charge level is or can be set by a user via the user interface.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Zentralsteuergerät eine Benutzerschnittstelle aufweist, wobei über die Benutzerschnittstelle eine von mehreren geplanten Nutzungsabsichten des Wasserfahrzeugs nach Abschluss des Ladevorgangs auswählbar ist, wobei mit den unterschiedlichen Nutzungsabsichten unterschiedliche SOLL-Ladezustände assoziiert sind. Dadurch wird die Bedienung für den Endbenutzer erleichtert. Bei einer der mehreren Nutzungsabsichten kann es sich beispielsweise um eine Einlagerung des Wasserfahrzeugs handeln, d.h. eine längere Nicht-Nutzung des Wasserfahrzeugs, wobei mit dieser Nutzungsabsicht (Einlagerungsmodus) ein SOLL-Ladezustand von unter 100%, beispielsweise ein SOLL-Ladezustand von 80%, assoziiert ist.In a preferred development, the central control unit has a user interface, wherein one of several planned usage intentions of the watercraft can be selected via the user interface after completion of the charging process, wherein different target charge levels are associated with the different usage intentions. This simplifies operation for the end user. One of the several usage intentions can, for example, be storage of the watercraft, i.e., a prolonged non-use of the watercraft, wherein this usage intention (storage mode) is associated with a target charge level of less than 100%, for example, a target charge level of 80%.

Vorzugsweise umfasst das Wasserfahrzeug einen Batteriemanagementcontroller, wobei der Batteriemanagementcontroller unter anderem dazu eingerichtet ist, den IST-Ladezustand der Hochvoltbatterie zu erfassen und über das Bussystem an das Zentralsteuergerät zu übermitteln.Preferably, the watercraft comprises a battery management controller, wherein the battery management controller is configured, among other things, to detect the actual charge state of the high-voltage battery and to transmit it to the central control unit via the bus system.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Lademanagementsteuergerät nicht unmittelbar mit dem Zentralsteuergerät ansteuerbar ist. Gerade bei einer solchen Gestaltung ist der „Umweg“ über das Senden der Randbedingung besonders vorteilhaft, da ansonsten der Ladevorgang nicht automatisch vorzeitig beendet werden könnte.In one embodiment, the charging management control unit cannot be controlled directly by the central control unit. Especially in such a configuration, the "detour" via sending the boundary condition is particularly advantageous, since otherwise the charging process could not be automatically terminated prematurely.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Bussystem um einen CAN-Bus.The bus system is preferably a CAN bus.

Das erfindungsgemäße Wasserfahrzeug weist ein Hochvoltsystem auf, wobei das Hochvoltsystem ein Ladegerät, eine Hochvoltbatterie und eine elektrische Antriebseinheit aufweist, wobei das Ladegerät elektrisch mit der Hochvoltbatterie verbunden ist, zum Laden der Hochvoltbatterie über eine mit dem Ladegerät verbindbare wasserfahrzeugexterne Ladeeinrichtung, wobei das Wasserfahrzeug ein Lademanagementsteuergerät zum Steuern des Ladevorgangs über das Ladegerät aufweist, wobei das Wasserfahrzeug ein Zentralsteuergerät aufweist, wobei das Wasserfahrzeug ein Bussystem aufweist, wobei über das Bussystem eine Kommunikation mit dem Lademanagementsteuergerät ermöglicht ist, wobei das Zentralsteuergerät dazu eingerichtet ist, über das Bussystem Informationen hinsichtlich eines IST-Ladezustands der Hochvoltbatterie zu empfangen, wobei das Zentralsteuergerät dazu eingerichtet ist, den IST-Ladezustand mit einem SOLL-Ladezustand zu vergleichen, wobei bei Vorliegen eines dem SOLL-Ladezustand entsprechenden IST-Ladezustands das Zentralsteuergerät eine Randbedingung über das Bussystem übermittelt, wobei diese Randbedingung die mit dem Bussystem kommunizierenden Komponenten dazu veranlasst, Vorgänge auszuführen, die zu einer Reduzierung der Spannung in dem Hochvoltsystem auf einen Wert von betragsmäßig kleiner oder gleich 60 Volt führen, wobei die Randbedingung, die mit dem Bussystem kommunizierenden Komponenten dazu veranlasst, Vorgänge auszuführen, die zu einer Notabschaltung des Hochvoltsystems führen. Dadurch wird unter anderem das Lademanagementsteuergerät dazu veranlasst, den Ladevorgang über das Ladegerät zu beenden.The watercraft according to the invention has a high-voltage system, wherein the high-voltage system has a charger, a high-voltage battery and an electric drive unit, wherein the charger is electrically connected to the high-voltage battery for charging the high-voltage battery via a charging device external to the watercraft that can be connected to the charger, wherein the watercraft has a charging management control unit for controlling the charging process via the charger, wherein the watercraft has a central control unit, wherein the watercraft has a bus system, wherein communication with the charging management control unit is enabled via the bus system, wherein the central control unit is configured to receive information regarding an actual charge state of the high-voltage battery via the bus system, wherein the central control unit is configured to compare the actual charge state with a desired charge state, wherein if an actual charge state corresponding to the desired charge state is present, the central control unit transmits a boundary condition via the bus system, wherein this boundary condition causes the components communicating with the bus system to carry out processes that lead to a reduction of the voltage in the high-voltage system to a value of A voltage of less than or equal to 60 volts can result, whereby the boundary condition causes the components communicating with the bus system to execute processes that lead to an emergency shutdown of the high-voltage system. This causes, among other things, the charging management control unit to terminate the charging process via the charger.

Bei dem Ladegerät handelt es sich vorzugsweise um ein AC/DC-Ladegerät und das Ladegerät umfasst dementsprechend einen AC/DC-Wandler.The charger is preferably an AC/DC charger and accordingly the charger includes an AC/DC converter.

Bei dem Wasserfahrzeug handelt es sich insbesondere um ein elektrisches Boot, vorzugsweise um ein Sportboot.The watercraft is in particular an electric boat, preferably a sports boat.

Die Ausführungen zu den Vorteilen und Ausführungsformen des Verfahrens gelten entsprechend für das Wasserfahrzeug und umgekehrt.The statements regarding the advantages and embodiments of the method apply accordingly to the watercraft and vice versa.

In den nachfolgenden Figuren wird die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 Komponenten eines Wasserfahrzeugs in einer schematischen Darstellung.
The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment in the following figures. They show:
  • 1 Components of a watercraft in a schematic representation.

Die 1 zeigt Komponenten eines Wasserfahrzeugs sowie eine wasserfahrzeugexterne Ladeeinrichtung 10 in Form einer Gleichstromquelle. Das Wasserfahrzeug umfasst ein Hochvoltsystem 20, wobei das Hochvoltsystem 20 ein Ladegerät 21, eine Hochvoltbatterie 22 und eine elektrische Antriebseinheit 23 zum Antreiben des Wasserfahrzeugs aufweist. Die elektrische Antriebseinheit kann beispielsweise einen Antriebsmotor und einen mit der Hochvoltbatterie 22 verbunden Umrichter aufweisen, wobei der Umrichter dem Antriebsmotor eine dreiphasige AC-Spannung zur Verfügung stellt. Über die elektrische Antriebseinheit 23 kann beispielweise eine Antriebsschraube des Wasserfahrzeugs angetrieben sein. Das Ladegerät 21 ist über eine erste elektrische Verbindung 24 mit der Hochvoltbatterie 22 verbunden und die Hochvoltbatterie 22 ist über eine zweite elektrische Verbindung 25 mit der elektrischen Antriebseinheit 23 verbunden. Vorliegend ist das Ladegerät 21 über eine dritte elektrische Verbindung 26 mit der Ladeeinrichtung 10 verbunden. Die dritte elektrische Verbindung 26 kann beispielsweise über ein mit dem Ladegerät 21 lösbar verbundenes Kabel mit Stecker bedarfsweise hergestellt und wieder gelöst werden.The 1 shows components of a watercraft and a watercraft-external charging device 10 in the form of a direct current source. The watercraft comprises a high-voltage system 20, wherein the high-voltage system 20 has a charger 21, a high-voltage battery 22, and an electric drive unit 23 for driving the watercraft. The electric drive unit can, for example, have a drive motor and an inverter connected to the high-voltage battery 22, wherein the inverter provides a three-phase AC voltage to the drive motor. A drive propeller of the watercraft can, for example, be driven via the electric drive unit 23. The charger 21 is connected to the high-voltage battery 22 via a first electrical connection 24, and the high-voltage battery 22 is connected to the electric drive unit 23 via a second electrical connection 25. In the present case, the charger 21 is connected to the charging device 10 via a third electrical connection 26. The third electrical connection 26 can be established and released as needed, for example, via a cable with a plug that is detachably connected to the charger 21.

Des Weiteren umfasst das Wasserfahrzeug ein Lademanagementsteuergerät 31 zum Steuern des Ladevorgangs über das Ladegerät 21, wobei das Lademanagementsteuergerät 31 über eine erste Kommunikationsverbindung 34 mit dem Ladegerät 21 verbunden ist. Ferner umfasst das Wasserfahrzeug einen Batteriemanagementcontroller 32 zum Steuern der Hochvoltbatterie 22, wobei der Batteriemanagementcontroller 32 über eine zweite Kommunikationsverbindung 35 mit der Hochvoltbatterie 22 verbunden ist. Das Wasserfahrzeug umfasst ein Bussystem 40, wobei das Lademanagementsteuergerät 31 und der Batteriemanagementcontroller 32 mit dem Bussystem 40 verbunden sind. Das Wasserfahrzeug weist ferner ein Zentralsteuergerät 50 auf, wobei das Zentralsteuergerät 50 dazu eingerichtet ist, über eine unidirektionale Kommunikationsverbindung 51 mit dem Bussystem 40 Informationen hinsichtlich eines IST-Ladezustands der Hochvoltbatterie 22 zu empfangen, die von dem Batteriemanagementcontroller 32 über das Bussystem 40 gesendet werden. Das Zentralsteuergerät 50 ist dazu eingerichtet, den IST-Ladezustand mit einem SOLL-Ladezustand zu vergleichen, wobei bei Vorliegen eines dem SOLL-Ladezustand entsprechenden IST-Ladezustands das Zentralsteuergerät 50 eine Randbedingung über das Bussystem 40 übermittelt, wobei diese Randbedingung die mit dem Bussystem 40 kommunizierenden Komponenten, unter anderem das Lademanagementsteuergerät 31, dazu veranlasst, Vorgänge auszuführen, die zu einer Abschaltung des Hochvoltsystems 20 führen, sodass bei Erreichen des SOLL-Ladezustands das Lademanagementsteuergerät 31 den Ladevorgang über das Ladegerät 21 beendet. Zu diesem Zweck sendet das Zentralsteuergerät 50 die entsprechende Randbedingung an ein HPC-Modul 52, das die Randbedingung über das Bussystem 40 unter anderem an das Lademanagementsteuergerät 31 weiterleitet.The watercraft further comprises a charge management control unit 31 for controlling the charging process via the charger 21, wherein the charge management control unit 31 is connected to the charger 21 via a first communication connection 34. The watercraft further comprises a battery management controller 32 for controlling the high-voltage battery 22, wherein the battery management controller 32 is connected to the high-voltage battery 22 via a second communication connection 35. The watercraft comprises a bus system 40, wherein the charge management control unit 31 and the battery management controller 32 are connected to the bus system 40. The watercraft further has a central control unit 50, wherein the central control unit 50 is configured to receive, via a unidirectional communication connection 51 to the bus system 40, information regarding an actual state of charge of the high-voltage battery 22, which information is sent by the battery management controller 32 via the bus system 40. The central control unit 50 is configured to compare the actual charge state with a desired charge state. If the actual charge state corresponds to the desired charge state, the central control unit 50 transmits a boundary condition via the bus system 40. This boundary condition causes the components communicating with the bus system 40, including the charging management control unit 31, to execute processes that lead to a shutdown of the high-voltage system 20, so that when the desired charge state is reached, the charging management control unit 31 terminates the charging process via the charger 21. For this purpose, the central control unit 50 sends the corresponding boundary condition to an HPC module 52, which forwards the boundary condition via the bus system 40, among others, to the charging management control unit 31.

Das Wasserfahrzeug umfasst ferner eine Benutzerschnittstelle 60, die dem Zentralsteuergerät 50 zugeordnet ist, wobei von einem Benutzer des Wasserfahrzeugs über die Benutzerschnittstelle 60 der SOLL-Ladezustand direkt oder indirekt eingestellt werden kann. Bei der Benutzerschnittstelle 60 kann es sich beispielsweise um einen Touchbildschirm handeln.The watercraft further includes a user interface 60 associated with the central control unit 50, wherein a user of the watercraft can directly or indirectly set the target charge level via the user interface 60. The user interface 60 may, for example, be a touchscreen.

Claims (8)

Verfahren zum Laden einer Hochvoltbatterie (22) eines elektrisch angetriebenen Wasserfahrzeugs, wobei das Wasserfahrzeug ein Hochvoltsystem (20) aufweist, wobei das Hochvoltsystem (20) ein Ladegerät (21), die Hochvoltbatterie (22) und eine elektrische Antriebseinheit (23) aufweist, wobei das Ladegerät (21) elektrisch mit der Hochvoltbatterie (22) verbunden ist, zum Laden der Hochvoltbatterie (22) über eine mit dem Ladegerät verbindbare wasserfahrzeugexterne Ladeeinrichtung (10), wobei das Wasserfahrzeug ein Lademanagementsteuergerät (31) zum Steuern des Ladegeräts (21) aufweist, wobei das Wasserfahrzeug ein Zentralsteuergerät (50) aufweist, wobei das Wasserfahrzeug ein Bussystem (40) aufweist, wobei über das Bussystem (40) eine Kommunikation mit dem Lademanagementsteuergerät (31) ermöglicht ist, wobei das Zentralsteuergerät (50) dazu eingerichtet ist, über das Bussystem (40) Informationen hinsichtlich eines IST-Ladezustands der Hochvoltbatterie (22) zu empfangen, wobei das Zentralsteuergerät (50) dazu eingerichtet ist, den IST-Ladezustand mit einem SOLL-Ladezustand zu vergleichen, wobei bei Vorliegen eines dem SOLL-Ladezustand entsprechenden IST-Ladezustands das Zentralsteuergerät (50) eine Randbedingung über das Bussystem (40) übermittelt, wobei diese Randbedingung die mit dem Bussystem (40) kommunizierenden Komponenten dazu veranlasst, Vorgänge auszuführen, die zu einer Reduzierung der Spannung in dem Hochvoltsystem (20) auf einen Wert von betragsmäßig kleiner oder gleich 60 Volt führen, wobei die Randbedingung die mit dem Bussystem (40) kommunizierenden Komponenten dazu veranlasst, Vorgänge auszuführen, die zu einer Notabschaltung des Hochvoltsystems (20) führen.Method for charging a high-voltage battery (22) of an electrically powered watercraft, wherein the watercraft has a high-voltage system (20), wherein the high-voltage system (20) has a charger (21), the high-voltage battery (22), and an electric drive unit (23), wherein the charger (21) is electrically connected to the high-voltage battery (22), for charging the high-voltage battery (22) via a charging device (10) external to the watercraft that can be connected to the charger, wherein the watercraft has a charge management control unit (31) for controlling the charger (21), wherein the watercraft has a central control unit (50), wherein the watercraft has a bus system (40), wherein communication with the charge management control unit (31) is enabled via the bus system (40), wherein the central control unit (50) is configured to receive information regarding an actual charge state of the high-voltage battery (22) via the bus system (40), wherein the central control unit (50) is configured to is to compare the actual charge state with a nominal charge state, wherein if an actual charge state corresponding to the nominal charge state is present, the central control unit (50) transmits a boundary condition via the bus system (40), wherein this boundary condition causes the components communicating with the bus system (40) to carry out processes which lead to a reduction of the voltage in the high-voltage system (20) to a value of less than or equal to 60 volts, wherein the boundary condition corresponds to the bus system (40) communicating components to carry out operations that lead to an emergency shutdown of the high-voltage system (20). Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Randbedingung die mit dem Bussystem (40) kommunizierenden Komponenten dazu veranlasst, Vorgänge auszuführen, die zu einer Abschaltung des Hochvoltsystems (20) führen.Procedure according to Claim 1 , wherein the boundary condition causes the components communicating with the bus system (40) to carry out processes which lead to a shutdown of the high-voltage system (20). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Zentralsteuergerät (50) eine Benutzerschnittstelle (60) aufweist, wobei von einem Benutzer über die Benutzerschnittstelle (60) der SOLL-Ladezustand eingestellt wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , wherein the central control unit (50) has a user interface (60), wherein the target charge state is set by a user via the user interface (60). Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei das Zentralsteuergerät (50) eine Benutzerschnittstelle (60) aufweist, wobei über die Benutzerschnittstelle (60) eine von mehreren geplanten Nutzungsabsichten des Wasserfahrzeugs nach Abschluss des Ladevorgangs auswählbar ist, wobei mit den unterschiedlichen Nutzungsabsichten unterschiedliche SOLL-Ladezustände assoziiert sind.Method according to one of the preceding claims, wherein the central control unit (50) has a user interface (60), wherein one of several planned usage intentions of the watercraft can be selected via the user interface (60) after completion of the charging process, wherein different target charging states are associated with the different usage intentions. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei das Wasserfahrzeug einen Batteriemanagementcontroller (32) aufweist, wobei der Batteriemanagementcontroller (32) unter anderem dazu eingerichtet ist, den IST-Ladezustand der Hochvoltbatterie (22) zu erfassen und über das Bussystem (40) an das Zentralsteuergerät (50) zu übermitteln.Method according to one of the preceding claims, wherein the watercraft has a battery management controller (32), wherein the battery management controller (32) is configured, among other things, to detect the actual charge state of the high-voltage battery (22) and to transmit it to the central control unit (50) via the bus system (40). Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei es sich bei dem Bussystem (40) um einen CAN-Bus handelt.Method according to one of the preceding claims, wherein the bus system (40) is a CAN bus. Wasserfahrzeug, wobei das Wasserfahrzeug ein Hochvoltsystem (20) aufweist, wobei das Hochvoltsystem (20) ein Ladegerät (21), eine Hochvoltbatterie (22) und einen elektrische Antriebseinheit (23) aufweist, wobei das Ladegerät (21) elektrisch mit der Hochvoltbatterie (22) verbunden ist, zum Laden der Hochvoltbatterie (22) über eine mit dem Ladegerät (21) verbindbare wasserfahrzeugexterne Ladeeinrichtung (10), wobei das Wasserfahrzeug ein Lademanagementsteuergerät (31) zum Steuern des Ladevorgangs über das Ladegerät (21) aufweist, wobei das Wasserfahrzeug ein Zentralsteuergerät (50) aufweist, wobei das Wasserfahrzeug ein Bussystem (40) aufweist, wobei über das Bussystem (40) eine Kommunikation mit dem Lademanagementsteuergerät (31) ermöglicht ist, wobei das Zentralsteuergerät (50) dazu eingerichtet ist, über das Bussystem (40) Informationen hinsichtlich eines IST-Ladezustands der Hochvoltbatterie (22) zu empfangen, wobei das Zentralsteuergerät (50) dazu eingerichtet ist, den IST-Ladezustand mit einem SOLL-Ladezustand zu vergleichen, wobei bei Vorliegen eines dem SOLL-Ladezustand entsprechenden IST-Ladezustands das Zentralsteuergerät (50) eine Randbedingung über das Bussystem (40) übermittelt, wobei diese Randbedingung die mit dem Bussystem (40) kommunizierenden Komponenten dazu veranlasst, Vorgänge auszuführen, die zu einer Reduzierung der Spannung in dem Hochvoltsystem (20) auf einen Wert von betragsmäßig kleiner oder gleich 60 Volt führen, wobei die Randbedingung die mit dem Bussystem (40) kommunizierenden Komponenten dazu veranlasst, Vorgänge auszuführen, die zu einer Notabschaltung des Hochvoltsystems (20) führen.Watercraft, wherein the watercraft has a high-voltage system (20), wherein the high-voltage system (20) has a charger (21), a high-voltage battery (22), and an electric drive unit (23), wherein the charger (21) is electrically connected to the high-voltage battery (22) for charging the high-voltage battery (22) via a charging device (10) external to the watercraft that can be connected to the charger (21), wherein the watercraft has a charging management control unit (31) for controlling the charging process via the charging device (21), wherein the watercraft has a central control unit (50), wherein the watercraft has a bus system (40), wherein communication with the charging management control unit (31) is enabled via the bus system (40), wherein the central control unit (50) is configured to receive information regarding an actual charge state of the high-voltage battery (22) via the bus system (40), wherein the central control unit (50) is configured to determine the actual charge state to be compared with a TARGET charge level, wherein if an ACTUAL charge level corresponding to the TARGET charge level is present, the central control unit (50) transmits a boundary condition via the bus system (40), wherein this boundary condition causes the components communicating with the bus system (40) to carry out processes which lead to a reduction of the voltage in the high-voltage system (20) to a value of less than or equal to 60 volts, wherein the boundary condition causes the components communicating with the bus system (40) to carry out processes which lead to an emergency shutdown of the high-voltage system (20). Wasserfahrzeug nach Anspruch 7, wobei es sich bei dem Ladegerät (21) um ein AC/DC-Ladegerät handelt.Watercraft to Claim 7 , wherein the charger (21) is an AC/DC charger.
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