[go: up one dir, main page]

DE102022204166A1 - Charging system, battery system and method of operating the battery system - Google Patents

Charging system, battery system and method of operating the battery system Download PDF

Info

Publication number
DE102022204166A1
DE102022204166A1 DE102022204166.6A DE102022204166A DE102022204166A1 DE 102022204166 A1 DE102022204166 A1 DE 102022204166A1 DE 102022204166 A DE102022204166 A DE 102022204166A DE 102022204166 A1 DE102022204166 A1 DE 102022204166A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
battery
charger
charging
battery part
converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022204166.6A
Other languages
German (de)
Inventor
Jian Tian
Eberhard Schoch
Tobias Christian Traub
Felix Hoos
Manuel Eder
Nikolai Jakuba
Zhiyi Xu
Emre Simsek
Alexander Fuchs
Fan Liao
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to CN202210979723.5A priority Critical patent/CN115703376A/en
Publication of DE102022204166A1 publication Critical patent/DE102022204166A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/22—Balancing the charge of battery modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B60L53/22—Constructional details or arrangements of charging converters specially adapted for charging electric vehicles
    • 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
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from AC mains by converters
    • H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
    • H02J7/06—Regulation of charging current or voltage using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02J7/56—
    • 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
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ladesystem (300) eines Fahrzeugs zum Laden einer Batterie (20) des Fahrzeugs. Das Ladesystem (300) umfasst dabei ein erstes Ladegerät (301) und ein zweites Ladegerät (302), das parallel zu dem ersten Ladegerät (301) geschaltet ist,wobei das erste und das zweite Ladegerät (301, 302) mit einem Stromversorgungsnetz (10) verbindbar sind und jeweils in einem Lademodus undeinem Entlademodus betreibbar sind,wobei das erste Ladegerät (301) dazu eingerichtet ist, sich mit einem ersten Batterieteil (201) der Batterie (20) elektrisch zu verbinden und diesen aufzuladen,wobei das zweite Ladegerät (302) dazu eingerichtet ist, sich mit einem zweiten Batterieteil (202) der Batterie (20) elektrisch zu verbinden und diesen aufzuladen,wobei der erste und der zweite Batterieteil (201, 202) in Reihe geschaltet sind, undwobei das Ladesystem (300) dazu eingerichtet ist, dass,während das erste und das zweite Ladegerät (301, 302) mit dem Stromversorgungsnetz (10) elektrisch verbunden sind, das erste und das zweite Ladegerät (301, 302) jeweils im Lademodus betrieben werden, so dass der erste und der zweite Batterieteil (201, 202) jeweils durch das entsprechende erste und zweite Ladegerät (301, 302) aufgeladen werden.The invention relates to a charging system (300) of a vehicle for charging a battery (20) of the vehicle. The charging system (300) comprises a first charging device (301) and a second charging device (302), which is connected in parallel to the first charging device (301), the first and the second charging device (301, 302) being connected to a power supply network (10th ) can be connected and can each be operated in a charging mode and a discharging mode, the first charger (301) being set up to connect electrically to a first battery part (201) of the battery (20) and to charge it, the second charger (302 ) is arranged to electrically connect to and charge a second battery part (202) of the battery (20), the first and second battery parts (201, 202) being connected in series, and the charging system (300) being arranged to do so is that while the first and the second charger (301, 302) are electrically connected to the power grid (10), the first and the second charger (301, 302) are each operated in charging mode, so that the e The first and second battery parts (201, 202) are charged by the corresponding first and second chargers (301, 302), respectively.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ladesystem eines Fahrzeugs zum Laden einer Batterie des Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft auch ein Batteriesystem eines Fahrzeugs und ein Verfahren zum Betreiben des Batteriesystems. Ferner betrifft die Erfindung ein Bordnetz eines Fahrzeugs und ein Fahrzeug.The invention relates to a vehicle charging system for charging a battery of the vehicle. The invention also relates to a battery system of a vehicle and a method for operating the battery system. Furthermore, the invention relates to an on-board network of a vehicle and a vehicle.

Stand der TechnikState of the art

Es werden vermehrt Anstrengungen unternommen, das autonome Fahren zu etablieren. Auch nimmt die Entwicklung von Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb im Automobilbau ständig zu. Die Zahl leistungselektronischer Systeme in Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb ist im Steigen begriffen. Wenn eines der leistungselektronischen Systeme ausfällt, könnte die Netzspannung außerhalb des normalen Betriebsbereichs liegen, so dass der Komfort und die Sicherheit der Insassen des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs beeinträchtigt werden.Efforts are increasing to establish autonomous driving. The development of vehicles with electric drives in automobile construction is also constantly increasing. The number of power electronic systems in vehicles with electric drives is increasing. If any of the power electronic systems fail, the line voltage could be outside the normal operating range, affecting the comfort and safety of the occupants of the electrified vehicle.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Erfindungsgemäß wird ein Ladesystem eines Fahrzeugs, bevorzugt eines Elektrofahrzeugs, besonders eines Elektrofahrzeugs zum autonomen Fahren, zum Laden einer Batterie des Fahrzeugs vorgeschlagen. Die Batterie ist bevorzugt als eine Hochspannungsbatterie ausgeführt. Vorzugsweise weist die als Hochspannungsbatterie ausgeführte Batterie ein Spannungslevel in einem Bereich von 400 V bis 800 V auf. Bevorzugt ist die Batterie als eine Lithiumlonen-Batterie ausgebildet.According to the invention, a charging system of a vehicle, preferably an electric vehicle, in particular an electric vehicle for autonomous driving, is proposed for charging a battery of the vehicle. The battery is preferably designed as a high-voltage battery. The battery designed as a high-voltage battery preferably has a voltage level in a range from 400 V to 800 V. The battery is preferably designed as a lithium ion battery.

Die Batterie ist dabei in einen ersten Batterieteil und einen zweiten Batterieteil aufgeteilt, die seriell miteinander verschaltet sind und ein gleiches Spannungslevel aufweisen. Dabei ist eine Mittelanzapfung zwischen dem ersten und dem zweiten Batterieteil ausgeführt, um zwei Ausgangsspannungen bereitzustellen. Der erste und zweite Batterieteil können jeweils eine oder mehrere Batteriezellen, die seriell und/oder parallel verschaltet sind, umfassen. Beispielsweise kann eine Batterie mit einer Spannung von 800 V in einen ersten Batterieteil und einen zweiten Batterieteil aufgeteilt sein, die jeweils eine Spannung von 400 V aufweisen. Die beiden Batterieteile sind in Reihe geschaltet und zwischen den Batterieteilen kann eine Mittelanzapfung ausgeführt werden. Vorzugsweise sind der erste und der zweite Batterieteil jeweils als ein Batteriepack ausgebildet, das je nach Spannungslevel vorgefertigt werden kann. Beispielsweise kann eine Batterie mit einer Spannung von 800 V zwei vorgefertigte Batteriepacks umfassen, die jeweils eine Spannung von 400 V aufweisen.The battery is divided into a first battery part and a second battery part, which are connected to one another in series and have the same voltage level. In this case, a center tap is implemented between the first and the second battery part in order to provide two output voltages. The first and second battery parts can each comprise one or more battery cells which are connected in series and/or in parallel. For example, a battery with a voltage of 800 V can be divided into a first battery part and a second battery part, each having a voltage of 400 V. The two battery packs are connected in series and a center tap can be made between the battery packs. Preferably, the first and the second battery part are each designed as a battery pack that can be prefabricated depending on the voltage level. For example, a battery with a voltage of 800V can comprise two prefabricated battery packs, each with a voltage of 400V.

Das Ladesystem ist dabei als ein sogenanntes On-Board-Ladegerät ausgebildet und umfasst dabei ein erstes Ladegerät und ein zweites Ladegerät, das parallel zu dem ersten Ladegerät geschaltet ist. Das erste und das zweite Ladegerät sind mit einem Stromversorgungsnetz elektrisch verbindbar und jeweils in einem Lademodus und einem Entlademodus betreibbar.The charging system is designed as a so-called on-board charger and includes a first charger and a second charger, which is connected in parallel to the first charger. The first and the second charging device can be electrically connected to a power supply network and can each be operated in a charging mode and a discharging mode.

Dabei ist das erste Ladegerät dazu eingerichtet, sich mit dem ersten Batterieteil elektrisch zu verbinden und diesen aufzuladen, während das zweite Ladegerät dazu eingerichtet ist, sich mit dem zweiten Batterieteil elektrisch zu verbinden und diesen aufzuladen.The first charger is set up to electrically connect to the first battery part and charge it, while the second charger is set up to electrically connect to the second battery part and charge it.

Das Ladesystem ist dazu eingerichtet, dass, während das erste und das zweite Ladegerät mit dem Stromversorgungsnetz elektrisch verbunden sind, das erste und das zweite Ladegerät jeweils im Lademodus betrieben werden, so dass der erste und der zweite Batterieteil jeweils durch das entsprechende erste und zweite Ladegerät aufgeladen werden.The charging system is configured such that, while the first and second chargers are electrically connected to the power grid, the first and second chargers are each operated in charging mode, so that the first and second battery parts are each powered by the corresponding first and second chargers to be charged.

Vorzugsweise ist das Ladesystem ferner dazu eingerichtet, dass, während das erste und das zweite Ladegerät von dem Stromversorgungsnetz getrennt sind, wie beispielsweise während der Fahrt oder des Parkens des Fahrzeugs, das erste Ladegerät im Entlademodus und das zweite Ladegerät im Lademodus betrieben wird, so dass die Energie des ersten Batterieteils an den zweiten Batterieteil übertragen wird, wenn der Ladezustand des ersten Batterieteils größer ist als der Ladezustand des zweiten Batterieteils.Preferably, the charging system is also set up so that while the first and the second charger are disconnected from the power supply network, such as while driving or parking the vehicle, the first charger is operated in the discharge mode and the second charger is operated in the charging mode, so that the energy of the first battery part is transferred to the second battery part when the state of charge of the first battery part is greater than the state of charge of the second battery part.

Vorzugsweise ist das Ladesystem ferner dazu eingerichtet, dass, während das erste und das zweite Ladegerät von dem Stromversorgungsnetz getrennt sind, das erste Ladegerät im Lademodus und das zweite Ladegerät im Entlademodus betrieben wird, so dass die Energie des zweiten Batterieteils an den ersten Batterieteil übertragen wird, wenn der Ladezustand des ersten Batterieteils kleiner ist als der Ladezustand des zweiten Batterieteils. Dabei ist eine Reihenschaltung durch den ersten Batterieteil, das erste Ladegerät, den zweiten Batterieteil und das zweite Ladegerät ausgebildet. Die Energie fließt dann entsprechend von dem ersten Batterieteil durch das erste Ladegerät und das zweite Ladegerät zu dem zweiten Batterieteil oder umgekehrt von dem zweiten Batterieteil durch das zweite Ladegerät und das erste Ladegerät zu dem ersten Batterieteil. Somit können die beiden Batterieteile ausgeglichen werden.The charging system is preferably also set up such that, while the first and the second charger are disconnected from the power supply network, the first charger is operated in charging mode and the second charger is operated in discharge mode, so that the energy of the second battery part is transferred to the first battery part , if the state of charge of the first battery part is lower than the state of charge of the second battery part. In this case, a series circuit is formed by the first battery part, the first charger, the second battery part and the second charger. The energy then flows accordingly from the first battery part through the first charger and the second charger to the second battery part or vice versa from the second battery part through the second charger and the first charger to the first battery part. Thus, the two battery parts can be balanced.

Vorzugsweise ist das Stromversorgungsnetz als ein Wechselstromnetz, wie beispielsweise ein einphasiges oder ein dreiphasiges Wechselstromnetz, ausgebildet. Alternativ kann das Stromversorgungsnetz auch als ein Gleichstromnetz ausgebildet sein. Dabei wird das Ladesystem an das Stromversorgungsnetz angepasst. Beispielsweise, wenn das Stromversorgungsnetz als ein dreiphasiges Wechselstromnetz ausgebildet ist, wird das Ladesystem als ein Wechselstromladesystem ausgeführt. Dabei können das erste und das zweite Ladegerät jeweils mit einem AC/DC-Wandler versehen sein. Im Falle, dass das Stromversorgungsnetz als ein Gleichstromnetz ausgebildet ist, können die AC/DC-Wandler der jeweiligen Ladegeräte, die zur elektrischen Verbindung des erfindungsgemäßen Ladesystems mit dem Wechselstrom dienen, entfallen.Preferably, the power grid is an AC grid, such as single-phase or three-phase AC network, trained. Alternatively, the power supply network can also be in the form of a direct current network. The charging system is adapted to the power supply network. For example, if the power supply network is designed as a three-phase AC network, the charging system is designed as an AC charging system. In this case, the first and the second charging device can each be provided with an AC/DC converter. If the power supply network is designed as a direct current network, the AC/DC converters of the respective charging devices, which are used to electrically connect the charging system according to the invention to the alternating current, can be omitted.

Vorzugsweise weisen das erste und das zweite Ladegerät jeweils einen ersten AC/DC-Wandler, einen DC/AC-Wandler und einen zweiten AC/DC-Wandler auf. Dabei sind der erste AC/DC-Wandler, der DC/AC-Wandler und der zweite AC/DC-Wandler in Reihe geschaltet, so dass beim Laden die elektrische Energie vom Stromversorgungsnetz durch den ersten AC/DC-Wandler, den DC/AC-Wandler und den zweiten AC/DC-Wandler der jeweiligen Ladegeräte an den entsprechenden Batterieteil übertragen wird. Dabei können der DC/AC-Wandler und der zweite AC/DC-Wandler mittels Spulen, wie beispielsweise eines Transformators, elektromagnetisch miteinander gekoppelt sein.Preferably, the first and the second charging device each have a first AC/DC converter, a DC/AC converter and a second AC/DC converter. The first AC / DC converter, the DC / AC converter and the second AC / DC converter are connected in series, so that when charging the electrical energy from the power supply network through the first AC / DC converter, the DC / AC converter and the second AC/DC converter of the respective chargers is transferred to the corresponding battery part. In this case, the DC/AC converter and the second AC/DC converter can be electromagnetically coupled to one another by means of coils, such as a transformer.

Vorzugsweise weisen das erste und das zweite Ladegerät ferner jeweils einen dritten AC/DC-Wandler auf. Mittels des zweiten und des dritten AC/DC-Wandlers kann eine Hochspannung von beispielsweise 400 V zu einer Niederspannung von zum Beispiel 14 V umgewandelt werden. Dabei sind der zweite und der dritte AC/DC-Wandler der jeweiligen Ladegeräte derart miteinander gekoppelt und angesteuert, dass die Energie der jeweiligen Batterieteile an elektrische Verbraucher, wie beispielsweise eine Heizung, übertragbar ist. Die Kopplung des zweiten und des dritten AC/DC-Wandlers kann ebenfalls mittels Spulen, wie beispielsweises eines Transformators, realisiert werden. Der DC/AC-Wandler, der zweite AC/DC-Wandler und der dritte AC/DC-Wandler der jeweiligen Ladegeräte können beispielsweise mittels Spulen eines Transformators miteinander gekoppelt werden. Die Ausgangsspannung des dritten AC/DC-Wandler kann beispielsweise 14 V sein.Preferably, the first and the second charging device also each have a third AC/DC converter. A high voltage of, for example, 400 V can be converted to a low voltage of, for example, 14 V by means of the second and the third AC/DC converter. In this case, the second and the third AC/DC converter of the respective chargers are coupled to one another and controlled in such a way that the energy of the respective battery parts can be transmitted to electrical loads, such as a heater. The coupling of the second and the third AC/DC converter can also be realized by means of coils, such as a transformer. The DC/AC converter, the second AC/DC converter and the third AC/DC converter of the respective charging devices can be coupled to one another, for example, by means of coils of a transformer. The output voltage of the third AC/DC converter can be 14 V, for example.

Vorzugsweise sind die ersten AC/DC-Wandler der jeweiligen Ladegeräte ausgangsseitig elektrisch miteinander verbindbar ausgeführt. Beispielsweise können die ersten AC/DC-Wandler ausgangsseitig elektrisch miteinander verbunden sein. Dies führt auch dazu, dass die DC/AC-Wandler der jeweiligen Ladegeräte eingangsseitig elektrisch miteinander verbindbar ausgeführt werden. Im Fehlerfall des ersten AC/DC-Wandlers eines der Ladegeräte kann der erste AC/DC-Wandler des anderen Ladegeräts die Funktion des defekten ersten AC/DC-Wandlers übernehmen. Dadurch wird ein fehlertolerantes Ladesystem gebildet. In diesem Fall kann das erfindungsgemäße Ladesystem derart angesteuert werden, dass der Ausgleich der beiden Batterieteile ohne Verwendung des ersten AC/DC-Wandlers der jeweiligen Ladegeräte erfolgt. Vorteilhaft kann dadurch der Energieverlust beim Ausgleich reduziert werden.The first AC/DC converters of the respective charging devices are preferably designed such that they can be electrically connected to one another on the output side. For example, the first AC/DC converters can be electrically connected to one another on the output side. This also means that the DC/AC converters of the respective charging devices can be electrically connected to one another on the input side. If the first AC/DC converter of one of the chargers fails, the first AC/DC converter of the other charger can take over the function of the defective first AC/DC converter. This forms a fault-tolerant charging system. In this case, the charging system according to the invention can be controlled in such a way that the two battery parts are balanced without using the first AC/DC converter of the respective charging devices. This can advantageously reduce the energy loss during compensation.

Es wird auch ein Batteriesystem vorgeschlagen. Das Batteriesystem umfasst dabei eine Batterie, die in einen ersten Batterieteil und einen zweiten Batterieteil aufgeteilt ist, und ein erfindungsgemäßes Ladesystem.A battery system is also proposed. The battery system includes a battery, which is divided into a first battery part and a second battery part, and a charging system according to the invention.

Die Batterie ist bevorzugt als eine Hochspannungsbatterie ausgeführt. Vorzugsweise weist die als Hochspannungsbatterie ausgeführte Batterie ein Spannungslevel in einem Bereich von 400 V bis 800 V auf. Bevorzugt ist die Batterie als eine Lithium-Ionen-Batterie ausgebildet.The battery is preferably designed as a high-voltage battery. The battery designed as a high-voltage battery preferably has a voltage level in a range from 400 V to 800 V. The battery is preferably designed as a lithium-ion battery.

Der erste und der zweite Batterieteil sind dabei seriell miteinander verschaltet und weisen ein gleiches Spannungslevel auf. Dabei ist eine Mittelanzapfung zwischen dem ersten und dem zweiten Batterieteil ausgeführt, um zwei Ausgangsspannungen bereitzustellen. Der erste und zweite Batterieteil können jeweils eine oder mehrere Batteriezellen, die seriell und/oder parallel verschaltet sind, umfassen. Beispielsweise kann eine Batterie mit einer Spannung von 800 V in einen ersten Batterieteil und einen zweiten Batterieteil aufgeteilt sein, die jeweils eine Spannung von 400 V aufweisen. Die beiden Batterieteile sind in Reihe geschaltet und zwischen den Batterieteilen wird eine Mittelanzapfung ausgeführt. Vorzugsweise sind der erste und der zweite Batterieteil jeweils als ein Batteriepack ausgebildet, das je nach Spannungslevel vorgefertigt werden kann. Beispielsweise kann eine Batterie mit einer Spannung von 800 V zwei vorgefertigte Batteriepacks umfassen, die jeweils eine Spannung von 400 V aufweisen. Der erste Batterieteil ist dabei mit dem ersten Ladegerät zum Aufladen elektrisch verbunden, während der zweite Batterieteil mit dem zweiten Ladegerät zum Aufladen elektrisch verbunden ist.The first and second battery parts are connected to one another in series and have the same voltage level. In this case, a center tap is implemented between the first and the second battery part in order to provide two output voltages. The first and second battery parts can each comprise one or more battery cells which are connected in series and/or in parallel. For example, a battery with a voltage of 800 V can be divided into a first battery part and a second battery part, each having a voltage of 400 V. The two battery packs are connected in series and a center tap is made between the battery packs. Preferably, the first and the second battery part are each designed as a battery pack that can be prefabricated depending on the voltage level. For example, a battery with a voltage of 800V can comprise two prefabricated battery packs, each with a voltage of 400V. The first battery part is electrically connected to the first charger for charging, while the second battery part is electrically connected to the second charger for charging.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum Betreiben eines Batteriesystems. Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt unter Verwendung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Batteriesystems ausgeführt. Entsprechend gelten im Rahmen des Batteriesystems beschriebene Merkmale für das Verfahren und umgekehrt gelten im Rahmen des Verfahrens beschriebene Merkmale für das Batteriesystem.Another aspect of the invention is the provision of a method for operating a battery system. The method according to the invention is preferably carried out using the battery system proposed according to the invention. Accordingly, features described in the context of the battery system apply to the method and vice versa, features described in the context of the method apply to the battery system.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden der erste und der zweite Batterieteil jeweils durch das entsprechende erste und zweite Ladegerät aufgeladen, während das erste und das zweite Ladegerät mit dem Stromversorgungsnetz elektrisch verbunden sind.When carrying out the method according to the invention, the first and the second battery part are each charged by the corresponding first and second charging device, while the first and the second charging device are electrically connected to the power supply network.

Vorzugsweise wird, während das erste und das zweite Ladegerät von dem Stromversorgungsnetz getrennt sind, der Ladezustand des ersten Batterieteils mit dem Ladezustand des zweiten Batterieteils verglichen und das erste Ladegerät im Entlademodus und das zweite Ladegerät im Lademodus betrieben, wenn der Ladezustand des ersten Batterieteils größer ist als der Ladezustand des zweiten Batterieteils.Preferably, while the first and second chargers are disconnected from the power supply network, the state of charge of the first battery part is compared with the state of charge of the second battery part and the first charger is operated in discharge mode and the second charger is operated in charge mode when the state of charge of the first battery part is greater than the state of charge of the second battery pack.

Vorzugsweise wird, während das erste und das zweite Ladegerät von dem Stromversorgungsnetz getrennt sind, der Ladezustand des ersten Batterieteils mit dem Ladezustand des zweiten Batterieteils verglichen und das erste Ladegerät im Lademodus und das zweite Ladegerät im Entlademodus betrieben, wenn der Ladezustand des ersten Batterieteils kleiner ist als der Ladezustand des zweiten Batterieteils.Preferably, while the first and the second charger are disconnected from the power supply network, the state of charge of the first battery part is compared with the state of charge of the second battery part and the first charger is operated in charging mode and the second charger is operated in discharge mode when the state of charge of the first battery part is lower than the state of charge of the second battery pack.

Ferner wird ein Bordnetz eines Fahrzeugs vorgeschlagen, welches das erfindungsgemäße Ladesystem und/oder das erfindungsgemäße Batteriesystem umfasst, und/oder das dazu eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.Furthermore, an on-board electrical system of a vehicle is proposed which includes the charging system according to the invention and/or the battery system according to the invention and/or which is set up to carry out the method according to the invention.

Es wird auch ein Fahrzeug vorgeschlagen, das das erfindungsgemäße Ladesystem und/oder das erfindungsgemäße Batteriesystem und/oder das erfindungsgemäße Bordnetz umfasst und/oder das dazu eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.A vehicle is also proposed which includes the charging system according to the invention and/or the battery system according to the invention and/or the vehicle electrical system according to the invention and/or which is set up to carry out the method according to the invention.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention

In vorteilhafter Weise schlägt die Erfindung ein fehlertolerantes Konzept des Bordnetzes vor. Mittels des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ladesystems, des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Batteriesystems und des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens zum Betreiben des Batteriesystems können die Batterien eines Fahrzeugs während der Fahrt und des Parkens des Fahrzeugs ausgeglichen werden. Somit wird die Sicherheit von Fahrzeugen verbessert.The invention advantageously proposes a fault-tolerant concept for the vehicle electrical system. Using the charging system proposed according to the invention, the battery system proposed according to the invention and the method proposed according to the invention for operating the battery system, the batteries of a vehicle can be balanced while the vehicle is being driven and parked. Thus, the safety of vehicles is improved.

Figurenlistecharacter list

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawings and the following description.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Bordnetzes eines Fahrzeugs gemäß dem Stand der Technik,
  • 2 eine schematische Darstellung eines Bordnetzes eines Fahrzeugs umfassend ein erfindungsgemäßes Batteriesystem mit einem ersten und einem zweiten Ladegerät,
  • 3 eine schematische Darstellung des in 2 dargestellten erfindungsgemäßen Batteriesystems, wobei das erste und das zweite Ladegerät im Lademodus betrieben werden,
  • 4 eine schematische Darstellung des in 2 dargestellten erfindungsgemäßen Batteriesystems, wobei das erste Ladegerät im Entlademodus und das zweite Ladegerät im Lademodus betrieben wird,
  • 5 eine schematische Darstellung des in 2 dargestellten erfindungsgemäßen Batteriesystems, wobei das erste Ladegerät im Lademodus und das zweite Ladegerät im Entlademodus betrieben wird
  • 6 eine schematische Darstellung eines Bordnetzes eines Fahrzeugs umfassend ein erfindungsgemäßes Batteriesystem mit einem ersten und einem zweiten Ladegerät gemäß einer weiteren Ausführungsform,
  • 7 eine schematische Darstellung des in 6 dargestellten erfindungsgemäßen Batteriesystems, wobei das erste und das zweite Ladegerät im Lademodus betrieben werden,
  • 8 eine schematische Darstellung des in 6 dargestellten erfindungsgemäßen Batteriesystems, wobei das erste Ladegerät im Entlademodus und das zweite Ladegerät im Lademodus betrieben wird,
  • 9 eine schematische Darstellung des in 6 dargestellten erfindungsgemäßen Batteriesystems, wobei das erste Ladegerät im Lademodus und das zweite Ladegerät im Entlademodus betrieben wird und
  • 10 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Batteriesystems gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Show it:
  • 1 a schematic representation of a vehicle electrical system according to the prior art,
  • 2 a schematic representation of a vehicle electrical system comprising a battery system according to the invention with a first and a second charger,
  • 3 a schematic representation of the in 2 illustrated battery system according to the invention, wherein the first and the second charger are operated in charging mode,
  • 4 a schematic representation of the in 2 illustrated battery system according to the invention, wherein the first charger is operated in the discharge mode and the second charger in the charging mode,
  • 5 a schematic representation of the in 2 illustrated battery system according to the invention, wherein the first charger is operated in charging mode and the second charger in discharging mode
  • 6 a schematic representation of an on-board network of a vehicle comprising a battery system according to the invention with a first and a second charger according to a further embodiment,
  • 7 a schematic representation of the in 6 illustrated battery system according to the invention, wherein the first and the second charger are operated in charging mode,
  • 8th a schematic representation of the in 6 illustrated battery system according to the invention, wherein the first charger is operated in the discharge mode and the second charger in the charging mode,
  • 9 a schematic representation of the in 6 illustrated battery system according to the invention, wherein the first charger is operated in the charging mode and the second charger in the discharge mode and
  • 10 a schematic representation of a battery system according to the invention according to a further embodiment.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Bordnetzes 100 eines Fahrzeugs gemäß dem Stand der Technik. 1 shows a schematic representation of an on-board network 100 of a vehicle according to the prior art.

Das Bordnetz 100 umfasst dabei eine Batterie 20, die in einen ersten Batterieteil 201 und einen zweiten Batterieteil 202 umfasst, die seriell miteinander verschaltet sind und ein gleiches Spannungslevel aufweisen. Das Bordnetz 100 umfasst ferner ein Ladesystem 300 mit einem einzigen Ladegerät 301 zum Laden der Batterie 20. Zwischen dem ersten Batterieteil 201 und dem zweiten Batterieteil 202 ist eine Mittelanzapfung 205 ausgeführt, um Ausgangsspannungen UAus mit unterschiedlichem Spannungslevel bereitzustellen. Aus 1 geht hervor, dass das Ladegerät 301 eine Ausgangsspannung UAus, der erste Batterieteil 201 eine Spannung von UB1 sowie der zweite Batterieteil 202 eine Spannung von UB2 aufweist. Zum Laden des ersten und des zweiten Batterieteils 201, 202 ist das Ladesystem 300 beziehungsweise das Ladegerät 301 mit einem Stromversorgungsnetz 10 elektrisch verbunden, das als ein dreiphasiges Wechselstromnetz ausgebildet ist und eine erste Phase a, eine zweite Phase b, eine dritte Phase c sowie einen Neutralleiter N aufweist.Vehicle electrical system 100 includes a battery 20, which includes a first battery part 201 and a second battery part 202, which are connected to one another in series and have the same voltage level. The vehicle electrical system 100 also includes a charging system 300 with a single charger 301 for charging the battery 20. Between the first battery part 201 and the second battery part 202 is a center tap 205 designed to provide output voltages U Aus with different voltage levels. Out of 1 shows that the charger 301 has an output voltage U Aus , the first battery part 201 has a voltage of U B1 and the second battery part 202 has a voltage of U B2 . To charge the first and the second battery part 201, 202, the charging system 300 or the charger 301 is electrically connected to a power supply network 10, which is designed as a three-phase AC network and has a first phase a, a second phase b, a third phase c and a Neutral conductor N has.

Das Bordnetz 100 umfasst ferner eine erste Gruppe 400 von ersten elektrischen Verbrauchern 401, die über einen ersten DC/DC-Wandler 203 mit dem ersten Batterieteil 201 elektrisch gekoppelt sind und in 1 jeweils als ein Widerstand dargestellt sind. Die ersten elektrischen Verbraucher 401 sind dabei jeweils mit einem ersten Schalter 402 versehen, durch die die jeweiligen ersten elektrischen Verbraucher 401 mit dem ersten DC/DC-Wandler 203 elektrisch verbunden oder von dem ersten DC/DC-Wandler 203 getrennt werden können.Vehicle electrical system 100 also includes a first group 400 of first electrical loads 401, which are electrically coupled to first battery part 201 via a first DC/DC converter 203 and in 1 are each represented as a resistor. The first electrical consumers 401 are each provided with a first switch 402, through which the respective first electrical consumers 401 can be electrically connected to the first DC/DC converter 203 or separated from the first DC/DC converter 203.

Das Bordnetz 100 umfasst ferner eine zweite Gruppe 500 von zweiten elektrischen Verbrauchern 501, die über einen zweiten DC/DC-Wandler 204 mit dem zweiten Batterieteil 202 elektrisch gekoppelt sind und in 1 jeweils als ein Widerstand dargestellt sind. Die zweiten elektrischen Verbraucher 501 sind dabei jeweils mit einem zweiten Schalter 502 versehen, mittels derer durch die die jeweiligen zweiten elektrischen Verbraucher 501 mit dem zweiten DC/DC-Wandler 204 elektrisch verbunden oder von dem zweiten DC/DC-Wandler 204 getrennt werden können.The vehicle electrical system 100 also includes a second group 500 of second electrical loads 501, which are electrically coupled to the second battery part 202 via a second DC/DC converter 204 and in 1 are each represented as a resistor. The second electrical consumers 501 are each provided with a second switch 502, by means of which the respective second electrical consumers 501 can be electrically connected to the second DC/DC converter 204 or separated from the second DC/DC converter 204.

Das Bordnetz 100 umfasst auch eine dritte Gruppe 600 von dritten elektrischen Verbrauchern 601, die direkt an der Batterie 20 angeschlossen sind, um die volle Spannung der Batterie 20 auszunutzen.The vehicle electrical system 100 also includes a third group 600 of third electrical consumers 601, which are connected directly to the battery 20 in order to utilize the full voltage of the battery 20.

Aufgrund des unterschiedlichen Verbrauchs an Energie, die durch den jeweiligen DC/DC-Wandler 203, 204 von den entsprechenden Batterieteilen 201, 202 zur Versorgung der ersten und zweiten elektrischen Verbraucher 401, 501 entnommen wird, weisen der erste und der zweite Batterieteil 201, 202 unterschiedliche Ladezustände auf.Due to the different consumption of energy, which is drawn from the corresponding battery parts 201, 202 by the respective DC/DC converter 203, 204 to supply the first and second electrical consumers 401, 501, the first and the second battery part 201, 202 different states of charge.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.In the following description of the embodiments of the invention, the same or similar elements are denoted by the same reference symbols, with a repeated description of these elements being dispensed with in individual cases. The figures represent the subject matter of the invention only schematically.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines Bordnetzes 100 eines Fahrzeugs umfassend ein erfindungsgemäßes Batteriesystem 200. 2 shows a schematic representation of a vehicle electrical system 100 comprising a battery system 200 according to the invention.

Das erfindungsgemäße Batteriesystem 200 umfasst dabei eine Batterie 20 mit einem ersten Batterieteil 201 und einen zweiten Batterieteil 202, die seriell miteinander verschaltet sind. Zwischen dem ersten und dem zweiten Batterieteil 201, 202, ist ebenfalls eine Mittelanzapfung 205 (vgl. 1) ausgeführt. Dabei können der erste und der zweite Batterieteil 201, 202 jeweils als ein Batteriepack ausgeführt werden, das je nach Spannungslevel vorgefertigt werden kann. Das Batteriesystem 200 umfasst ferner ein erfindungsgemäßes Ladesystem 300 mit einem ersten Ladegerät 301 und einem zweiten Ladegerät 302, die parallel zueinander verschaltet sind und jeweils in einem Lademodus und einem Entlademodus betrieben werden können. Das Batteriesystem 200 umfasst ferner einen ersten DC/DC-Wandler 203, der eingangsseitig mit dem ersten Batterieteil 201 elektrisch verbunden ist, und einen zweiten DC/DC-Wandler 204, der eingangsseitig mit dem zweiten Batterieteil 202 elektrisch verbunden ist.The battery system 200 according to the invention comprises a battery 20 with a first battery part 201 and a second battery part 202, which are connected to one another in series. A center tap 205 (cf. 1 ) executed. The first and the second battery part 201, 202 can each be designed as a battery pack that can be prefabricated depending on the voltage level. The battery system 200 also includes a charging system 300 according to the invention with a first charging device 301 and a second charging device 302, which are connected in parallel to one another and can each be operated in a charging mode and a discharging mode. The battery system 200 also includes a first DC/DC converter 203, which is electrically connected to the first battery part 201 on the input side, and a second DC/DC converter 204, which is electrically connected to the second battery part 202 on the input side.

Das Bordnetz 100 umfasst ferner eine erste Gruppe 400 von ersten elektrischen Verbrauchern 401, die über den ersten DC/DC-Wandler 203 mit dem ersten Batterieteil 201 elektrisch gekoppelt sind und in 2 jeweils als ein Widerstand dargestellt sind. Die ersten elektrischen Verbraucher 401 sind dabei jeweils mit einem ersten Schalter 402 versehen, durch die die jeweiligen ersten elektrischen Verbraucher 401 mit dem ersten DC/DC-Wandler 203 elektrisch verbunden oder von dem ersten DC/DC-Wandler 203 getrennt werden können.Vehicle electrical system 100 also includes a first group 400 of first electrical loads 401, which are electrically coupled to first battery part 201 via first DC/DC converter 203 and in 2 are each represented as a resistor. The first electrical consumers 401 are each provided with a first switch 402, through which the respective first electrical consumers 401 can be electrically connected to the first DC/DC converter 203 or separated from the first DC/DC converter 203.

Das Bordnetz 100 umfasst ferner eine zweite Gruppe 500 von zweiten elektrischen Verbrauchern 501, die über den zweiten DC/DC-Wandler 204 mit dem zweiten Batterieteil 202 elektrisch gekoppelt sind und in 2 jeweils als ein Widerstand dargestellt sind. Die zweiten elektrischen Verbraucher 501 sind dabei jeweils mit einem zweiten Schalter 502 versehen, mittels derer durch die die jeweiligen zweiten elektrischen Verbraucher 501 mit dem zweiten DC/DC-Wandler 204 elektrisch verbunden oder von dem zweiten DC/DC-Wandler 204 getrennt werden können.The vehicle electrical system 100 also includes a second group 500 of second electrical loads 501, which are electrically coupled to the second battery part 202 via the second DC/DC converter 204 and in 2 are each represented as a resistor. The second electrical consumers 501 are each provided with a second switch 502, by means of which the respective second electrical consumers 501 can be electrically connected to the second DC/DC converter 204 or separated from the second DC/DC converter 204.

Aus 2 geht hervor, dass das erfindungsgemäße Ladesystem 300, nämlich das erste Ladegerät 301 und das zweite Ladegerät 302, zum Laden des ersten und des zweiten Batterieteils 201, 202 mit einem Stromversorgungsnetz 10 elektrisch verbunden ist, das als ein dreiphasiges Wechselstromnetz ausgebildet ist und eine erste Phase a, eine zweite Phase b, eine dritte Phase c sowie einen Neutralleiter N aufweist. Das Ladesystem 300 wird dabei angepasst. Nach dem Laden der Batterieteile 201, 202 kann das Ladesystem 300 von dem Stromversorgungsnetz 10 getrennt werden.Out of 2 shows that the charging system 300 according to the invention, namely the first charger 301 and the second charger 302, for charging the first and the second battery part 201, 202 is electrically connected to a power supply network 10, which is a three-phase alternation stromnetz is formed and a first phase a, a second phase b, a third phase c and a neutral conductor N has. The charging system 300 is adjusted in the process. After charging the battery parts 201, 202, the charging system 300 can be separated from the power supply network 10.

Das erfindungsgemäß Ladesystem 300 ist dazu eingerichtet, dass, während das erste und das zweite Ladegerät 301, 302 mit dem Stromversorgungsnetz 10 verbunden sind, wie in 1 dargestellt ist, das erste und das zweite Ladegerät 301, 302 jeweils in dem Lademodus betrieben werden, so dass der erste und der zweite Batterieteil 201, 202 jeweils durch das entsprechende erste und zweite Ladegerät 301, 302 aufgeladen werden.The charging system 300 according to the invention is set up so that, while the first and the second charging device 301, 302 are connected to the power supply network 10, as in 1 as shown, the first and second chargers 301, 302 are each operated in the charge mode such that the first and second battery packs 201, 202 are charged by the corresponding first and second chargers 301, 302, respectively.

Das Ladesystem 300 ist ferner dazu eingerichtet, dass, während das erste und das zweite Ladegerät 301, 302 von dem Stromversorgungsnetz 10 getrennt sind, wie beispielsweise während der Fahrt des Fahrzeugs, wenn der Ladezustand des ersten Batterieteils 201 größer ist als der Ladezustand des zweiten Batterieteils 202, das erste Ladegerät 301 im Entlademodus und das zweite Ladegerät 302 im Lademodus betrieben wird, so dass die Energie des ersten Batterieteils 201 an den zweiten Batterieteil 202 übertragen wird. Wenn der Ladezustand des ersten Batterieteils 201 kleiner ist als der Ladezustand des zweiten Batterieteils 202, wird das erste Ladegerät 301 im Lademodus und das zweite Ladegerät 302 im Entlademodus betrieben, so dass die Energie des zweiten Batterieteils 202 an den ersten Batterieteil 201 übertragen wird. Dabei ist eine Reihenschaltung durch den ersten Batterieteil 201, das erste Ladegerät 301, den zweiten Batterieteil 202 und das zweite Ladegerät 302 ausgebildet. Die Energie fließt dann entsprechend von dem ersten Batterieteil 201 durch das erste Ladegerät 301 und das zweite Ladegerät 302 zu dem zweiten Batterieteil 202 oder umgekehrt von dem zweiten Batterieteil 202 durch das zweite Ladegerät 302 und das erste Ladegerät 301 zu dem ersten Batterieteil 201. Somit können die beiden Batterieteile 201, 202 ausgeglichen werden.The charging system 300 is also set up so that, while the first and the second charger 301, 302 are disconnected from the power supply network 10, such as while the vehicle is being driven, when the state of charge of the first battery part 201 is greater than the state of charge of the second battery part 202, the first charger 301 is operated in the discharge mode and the second charger 302 in the charging mode, so that the energy of the first battery part 201 is transferred to the second battery part 202. If the state of charge of the first battery part 201 is lower than the state of charge of the second battery part 202, the first charger 301 is operated in charging mode and the second charger 302 is operated in discharge mode, so that the energy of the second battery part 202 is transferred to the first battery part 201. In this case, a series circuit is formed by the first battery part 201, the first charger 301, the second battery part 202 and the second charger 302. The energy then flows accordingly from the first battery part 201 through the first charger 301 and the second charger 302 to the second battery part 202 or vice versa from the second battery part 202 through the second charger 302 and the first charger 301 to the first battery part 201 the two battery parts 201, 202 are balanced.

3, 4 und 5 ist jeweils eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Batteriesystems 200 gemäß 2 zu entnehmen. Das Batteriesystem 200 umfasst ein erfindungsgemäßes Ladesystem 300, welches als ein dreiphasiges Ladesystem 300 ausgebildet ist und ein erstes Ladegerät 301 sowie ein zweites Ladegerät 302 aufweist. 3 , 4 and 5 is in each case a schematic representation of a battery system 200 according to the invention according to FIG 2 refer to. The battery system 200 includes a charging system 300 according to the invention, which is designed as a three-phase charging system 300 and has a first charging device 301 and a second charging device 302 .

Die beiden Ladegeräte 301, 302 sind dabei identisch aufgebaut und umfassen jeweils einen ersten AC/DC-Wandler 30, einen DC/AC-Wandler 34 und einen zweiten AC/DC-Wandler 38. Der erste AC/DC-Wandler 30 und der DC/AC-Wandler 34 sind über einen Gleichstromzwischenkreis, der einen Kondensator 32 aufweist, elektrisch miteinander gekoppelt. Der DC/AC-Wandler 34 und der zweite AC/DC-Wandler 38 sind mittels Spulen 36, die eine induktive galvanische Trennung darstellen, miteinander gekoppelt.The two chargers 301, 302 are constructed identically and each include a first AC/DC converter 30, a DC/AC converter 34 and a second AC/DC converter 38. The first AC/DC converter 30 and the DC /AC converters 34 are electrically coupled to each other via a DC link that includes a capacitor 32 . The DC/AC converter 34 and the second AC/DC converter 38 are coupled to one another by means of coils 36 which represent an inductive electrical isolation.

Aus 3 geht hervor, dass das Ladesystem 300 mit einem Stromversorgungsnetz 10, das als ein dreiphasiges Wechselstromnetz ausgebildet ist, zum Laden des ersten und des zweiten Batterieteils 201, 202 elektrisch verbunden ist. Dabei werden das erste und das zweite Ladegerät 301, 302 im Lademodus betrieben. Die Energie fließt, wie durch die Pfeile 2 dargestellt, vom Stromversorgungsnetz 10 durch das erste Ladegerät 301 zu dem ersten Batterieteil 201 sowie durch das zweite Ladegerät 302 zu dem zweiten Batterieteil 202.Out of 3 shows that the charging system 300 is electrically connected to a power supply network 10, which is designed as a three-phase AC network, for charging the first and the second battery part 201, 202. In this case, the first and the second charger 301, 302 are operated in the charging mode. As shown by the arrows 2, the energy flows from the power supply network 10 through the first charger 301 to the first battery part 201 and through the second charger 302 to the second battery part 202.

4 ist zu entnehmen, dass das erfindungsgemäße Ladesystem 300 vom Stromversorgungsnetz 10 getrennt ist, wie beispielsweise während der Fahrt oder des Parkens des Fahrzeugs. Dabei wird erfasst, dass der Ladezustand des ersten Batterieteils 201 größer ist als der Ladezustand des zweiten Batterieteils 202. Das erste Ladegerät 301 wird dann im Entlademodus betrieben, während das zweite Ladegerät 302 im Lademodus betrieben wird. Die Energie fließt, wie durch die Pfeile 2 dargestellt, von dem ersten Batterieteil 201 durch das erste Ladegerät 301 sowie das zweite Ladegerät 302 zu dem zweiten Batterieteil 202. Somit werden die beiden Batterieteile 201, 202 ausgeglichen. 4 It can be seen that the charging system 300 according to the invention is disconnected from the power supply network 10, such as while the vehicle is being driven or parked. It is detected that the state of charge of the first battery part 201 is greater than the state of charge of the second battery part 202. The first charger 301 is then operated in the discharge mode, while the second charger 302 is operated in the charging mode. As shown by the arrows 2, the energy flows from the first battery part 201 through the first charger 301 and the second charger 302 to the second battery part 202. The two battery parts 201, 202 are thus balanced.

5 ist zu entnehmen, dass das erfindungsgemäße Ladesystem 300 ebenfalls vom Stromversorgungsnetz 10 getrennt ist, wie beispielsweise während der Fahrt oder des Parkens des Fahrzeugs. Dabei wird jedoch erfasst, dass der Ladezustand des ersten Batterieteils 201 kleiner ist als der Ladezustand des zweiten Batterieteils 202. Das erste Ladegerät 301 wird dann im Lademodus betrieben, während das zweite Ladegerät 302 im Entlademodus betrieben wird. Die Energie fließt, wie durch die Pfeile 2 dargestellt, von dem zweiten Batterieteil 202 durch das zweite Ladegerät 302 sowie das erste Ladegerät 301 zu dem ersten Batterieteil 201. Somit werden die beiden Batterieteile 201, 202 ausgeglichen. 5 It can be seen that the charging system 300 according to the invention is also disconnected from the power supply network 10, for example while the vehicle is being driven or parked. However, it is detected that the state of charge of the first battery part 201 is lower than the state of charge of the second battery part 202. The first charger 301 is then operated in charging mode, while the second charger 302 is operated in discharging mode. As shown by the arrows 2, the energy flows from the second battery part 202 through the second charger 302 and the first charger 301 to the first battery part 201. The two battery parts 201, 202 are thus balanced.

6 zeigt eine schematische Darstellung eines Bordnetzes 100 eines Fahrzeugs umfassend ein erfindungsgemäßes Batteriesystem 200 mit einem ersten und einem zweiten Ladegerät 301, 302 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Dabei ist für das erfindungsgemäße Ladesystem 300 ein Gleichstromanschluss 14 zusätzlich zu einem Wechselstromanschluss 12 vorgesehen, der dazu dient, das erfindungsgemäße Ladesystem 300 elektrisch mit einem Gleichstromnetz (nicht dargestellt) zu verbinden. 6 shows a schematic representation of an electrical system 100 of a vehicle comprising a battery system 200 according to the invention with a first and a second charger 301, 302 according to a further embodiment. In this case, a DC connection 14 is provided for the charging system 300 according to the invention in addition to an AC connection 12, which is used to electrically connect the charging system 300 according to the invention to a DC network (not shown).

7, 8 und 9 ist jeweils eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Batteriesystems 200 gemäß 6 zu entnehmen. Das Batteriesystem 200 umfasst ein erfindungsgemäßes Ladesystem 300, welches als ein dreiphasiges Ladesystem 300 ausgebildet ist und ein erstes Ladegerät 301 sowie ein zweites Ladegerät 302 aufweist. 7 , 8th and 9 is in each case a schematic representation of a battery system 200 according to the invention according to FIG 6 refer to. The battery system 200 includes a charging system 300 according to the invention, which is designed as a three-phase charging system 300 and has a first charging device 301 and a second charging device 302 .

Die beiden Ladegeräte 301, 302 sind dabei identisch aufgebaut und umfassen jeweils einen ersten AC/DC-Wandler 30, einen DC/AC-Wandler 34 und einen zweiten AC/DC-Wandler 38. Der erste AC/DC-Wandler 30 und der DC/AC-Wandler 34 sind über einen Gleichstromzwischenkreis, der einen Kondensator 32 aufweist, elektrisch miteinander gekoppelt. Der DC/AC-Wandler 34 und der zweite AC/DC-Wandler 38 sind mittels Spulen 36, die eine induktive galvanische Trennung darstellen, miteinander gekoppelt.The two chargers 301, 302 are constructed identically and each include a first AC/DC converter 30, a DC/AC converter 34 and a second AC/DC converter 38. The first AC/DC converter 30 and the DC /AC converters 34 are electrically coupled to each other via a DC link that includes a capacitor 32 . The DC/AC converter 34 and the second AC/DC converter 38 are coupled to one another by means of coils 36 which represent an inductive electrical isolation.

Dabei sind die ersten AC/DC-Wandler 30 der jeweiligen Ladegeräte 301, 302 ausgangsseitig beziehungsweise die DC/AC-Wandler 34 der jeweiligen Ladegeräte 301, 302 eingangsseitig elektrisch miteinander verbunden. Darüber hinaus sind die DC/AC-Wandler 34 der jeweiligen Ladegeräte 301, 302 eingangsseitig elektrisch mit dem Gleichstromanschluss 14 verbunden.The first AC/DC converters 30 of the respective charging devices 301, 302 are electrically connected to one another on the output side and the DC/AC converters 34 of the respective charging devices 301, 302 are electrically connected to one another on the input side. In addition, the DC/AC converters 34 of the respective charging devices 301, 302 are electrically connected to the DC connection 14 on the input side.

Aus 7 geht hervor, dass das Ladesystem 300 mit einem Stromversorgungsnetz 10, das als ein dreiphasiges Wechselstromnetz ausgebildet ist, zum Laden des ersten und des zweiten Batterieteils 201, 202 elektrisch verbunden ist. Dabei werden das erste und das zweite Ladegerät 301, 302 im Lademodus betrieben. Die Energie fließt, wie durch die Pfeile 2 dargestellt, vom Stromversorgungsnetz 10 durch das erste Ladegerät 301 zu dem ersten Batterieteil 201 sowie durch das zweite Ladegerät 302 zu dem zweiten Batterieteil 202. Im Falle, dass das Stromversorgungsnetz 10 als Gleichstromnetz ausgebildet ist, kann der Gleichstromanschluss 14 mit dem Stromversorgungsnetz 10 verbunden werden. Dabei erfolgt das Aufladen ohne Verwendung der ersten AC/DC-Wandler 30 der jeweiligen Ladegeräte 301, 302.Out of 7 shows that the charging system 300 is electrically connected to a power supply network 10, which is designed as a three-phase AC network, for charging the first and the second battery part 201, 202. In this case, the first and the second charger 301, 302 are operated in the charging mode. The energy flows, as shown by the arrows 2, from the power supply network 10 through the first charger 301 to the first battery part 201 and through the second charger 302 to the second battery part 202. If the power supply network 10 is designed as a direct current network, the DC connection 14 are connected to the power supply system 10. The charging takes place without using the first AC/DC converter 30 of the respective charging devices 301, 302.

8 ist zu entnehmen, dass das erfindungsgemäße Ladesystem 300 vom Stromversorgungsnetz 10 getrennt ist, wie beispielsweise während der Fahrt oder des Parkens des Fahrzeugs. Dabei wird erfasst, dass der Ladezustand des ersten Batterieteils 201 größer ist als der Ladezustand des zweiten Batterieteils 202. Das erste Ladegerät 301 wird dann im Entlademodus betrieben, während das zweite Ladegerät 302 im Lademodus betrieben wird. Die Energie fließt, wie durch die Pfeile 2 dargestellt, von dem ersten Batterieteil 201 durch das erste Ladegerät 301 sowie das zweite Ladegerät 302 zu dem zweiten Batterieteil 202. Somit werden die beiden Batterieteile 201, 202 ausgeglichen. 8th It can be seen that the charging system 300 according to the invention is disconnected from the power supply network 10, such as while the vehicle is being driven or parked. It is detected that the state of charge of the first battery part 201 is greater than the state of charge of the second battery part 202. The first charger 301 is then operated in the discharge mode, while the second charger 302 is operated in the charging mode. As shown by the arrows 2, the energy flows from the first battery part 201 through the first charger 301 and the second charger 302 to the second battery part 202. The two battery parts 201, 202 are thus balanced.

9 ist zu entnehmen, dass das erfindungsgemäße Ladesystem 300 ebenfalls vom Stromversorgungsnetz 10 getrennt ist, wie beispielsweise während der Fahrt oder des Parkens des Fahrzeugs. Dabei wird jedoch erfasst, dass der Ladezustand des ersten Batterieteils 201 kleiner ist als der Ladezustand des zweiten Batterieteils 202. Das erste Ladegerät 301 wird dann im Lademodus betrieben, während das zweite Ladegerät 302 im Entlademodus betrieben wird. Die Energie fließt, wie durch die Pfeile 2 dargestellt, von dem zweiten Batterieteil 202 durch das zweite Ladegerät 302 sowie das erste Ladegerät 301 zu dem ersten Batterieteil 201. Somit werden die beiden Batterieteile 201, 202 ausgeglichen. 9 It can be seen that the charging system 300 according to the invention is also disconnected from the power supply network 10, for example while the vehicle is being driven or parked. However, it is detected that the state of charge of the first battery part 201 is lower than the state of charge of the second battery part 202. The first charger 301 is then operated in charging mode, while the second charger 302 is operated in discharging mode. As shown by the arrows 2, the energy flows from the second battery part 202 through the second charger 302 and the first charger 301 to the first battery part 201. The two battery parts 201, 202 are thus balanced.

Vorteilhaft kann der Ausgleich der beiden Batterieteile 201, 202 mittels der in den 8 und 9 beschriebenen Funktionsweise des erfindungsgemäßen Ladesystems 300 ohne Verwendung des ersten AC/DC-Wandlers 30 der jeweiligen Ladegeräte 301, 302 erfolgen. Somit wird der Energieverlust beim Ausgleich reduziert.Advantageously, the compensation of the two battery parts 201, 202 by means of in the 8th and 9 described functionality of the charging system 300 according to the invention without using the first AC / DC converter 30 of the respective chargers 301, 302. Thus, the energy loss during balancing is reduced.

10 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Batteriesystems 200 gemäß einer weiteren Ausführungsform. 10 shows a schematic representation of a battery system 200 according to the invention according to a further embodiment.

Aus 10 geht hervor, dass das erste und das zweite Ladegerät 301, 302 des erfindungsgemäßen Ladesystems 300 jeweils einen dritten AC/DC-Wandler 40 aufweisen. Mittels des zweiten und des dritten AC/DC-Wandlers 38, 40 kann eine Hochspannung von beispielsweise 400 V zu einer Niederspannung von z. B. 14 V umgewandelt werden. Dabei sind der zweite und der dritte AC/DC-Wandler 38, 40 der jeweiligen Ladegeräte 301, 302 derart miteinander gekoppelt und angesteuert, dass die Energie der jeweiligen Batterieteile 201, 202 an die elektrischen Verbraucher 401, 501 übertragbar ist. Die Kopplung des zweiten und des dritten AC/DC-Wandlers 38, 40 ist vorliegend in 10 mittels Spulen 36 realisiert. Dabei sind der DC/AC-Wandler 34, der zweite AC/DC-Wandler 38 und der dritte AC/DC-Wandler 40 der jeweiligen Ladegeräte 301, 302 mittels Spulen 36 eines Transformators 42 miteinander gekoppelt. Dadurch kann die Anzahl der Komponenten des Batteriesystems 200 weiter reduziert werden, was zu einer Reduzierung der Kosten und des Bauraums des Batteriesystems 200 führt.Out of 10 shows that the first and the second charger 301, 302 of the charging system 300 according to the invention each have a third AC/DC converter 40. By means of the second and the third AC/DC converter 38, 40, a high voltage of, for example, 400 V can be reduced to a low voltage of, for example, B. 14 V can be converted. The second and third AC/DC converters 38, 40 of the respective chargers 301, 302 are coupled to one another and controlled in such a way that the energy of the respective battery parts 201, 202 can be transmitted to the electrical consumers 401, 501. The coupling of the second and third AC/DC converters 38, 40 is present in 10 realized by means of coils 36. The DC/AC converter 34, the second AC/DC converter 38 and the third AC/DC converter 40 of the respective chargers 301, 302 are coupled to one another by means of coils 36 of a transformer 42. As a result, the number of components of the battery system 200 can be further reduced, which leads to a reduction in the costs and the installation space of the battery system 200 .

Die in den 3, 4 und 5 beschriebene Funktionsweise des Ladesystems 300 beziehungsweise des Batteriesystems 200 gilt auch für das in 10 dargestellte Ladesystem 300 beziehungsweise das in 10 dargestellte Batteriesystem 200. Selbstverständlich kann das in 10 dargestellte Batteriesystem 200 auch derart ausgeführt werden, dass die ersten AC/DC-Wandler 30 der jeweiligen Ladegeräte 301, 302 ausgangsseitig beziehungsweise die DC/AC-Wandler 34 der jeweiligen Ladegeräte 301, 302 eingangsseitig elektrisch miteinander verbunden sind (vgl. 7 bis 9). Die in den 3, 4 und 5 oder in den 7, 8 und 9 beschriebene Funktionsweise des Ladesystems 300 beziehungsweise des Batteriesystems 200 gilt demnach entsprechend.The in the 3 , 4 and 5 The described functioning of the charging system 300 or the battery system 200 also applies to the 10 charging system 300 shown or in 10 battery system 200 shown. Of course, in 10 represent provided battery system 200 can also be designed in such a way that the first AC/DC converter 30 of the respective charging devices 301, 302 are electrically connected to one another on the output side or the DC/AC converter 34 of the respective charging devices 301, 302 are electrically connected to one another on the input side (cf. 7 until 9 ). The in the 3 , 4 and 5 or in the 7 , 8th and 9 The described functioning of the charging system 300 or the battery system 200 accordingly applies accordingly.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not limited to the exemplary embodiments described here and the aspects highlighted therein. Rather, within the range specified by the claims, a large number of modifications are possible, which are within the scope of expert action.

Claims (13)

Ladesystem (300) eines Fahrzeugs zum Laden einer Batterie (20) des Fahrzeugs, umfassend ein erstes Ladegerät (301) und ein zweites Ladegerät (302), das parallel zu dem ersten Ladegerät (301) geschaltet ist, wobei das erste und das zweite Ladegerät (301, 302) mit einem Stromversorgungsnetz (10) verbindbar sind und jeweils in einem Lademodus und einem Entlademodus betreibbar sind, wobei das erste Ladegerät (301) dazu eingerichtet ist, sich mit einem ersten Batterieteil (201) der Batterie (20) elektrisch zu verbinden und diesen aufzuladen, wobei das zweite Ladegerät (302) dazu eingerichtet ist, sich mit einem zweiten Batterieteil (202) der Batterie (20) elektrisch zu verbinden und diesen aufzuladen, wobei der erste und der zweite Batterieteil (201, 202) in Reihe geschaltet sind, und wobei das Ladesystem (300) dazu eingerichtet ist, dass, während das erste und das zweite Ladegerät (301, 302) mit dem Stromversorgungsnetz (10) elektrisch verbunden sind, das erste und das zweite Ladegerät (301, 302) jeweils im Lademodus betrieben werden, so dass der erste und der zweite Batterieteil (201, 202) jeweils durch das entsprechende erste und zweite Ladegerät (301, 302) aufgeladen werden.Charging system (300) of a vehicle for charging a battery (20) of the vehicle, comprising a first charger (301) and a second charger (302) which is connected in parallel to the first charger (301), wherein the first and the second charging device (301, 302) can be connected to a power supply network (10) and can each be operated in a charging mode and a discharging mode, wherein the first charger (301) is set up to electrically connect to a first battery part (201) of the battery (20) and to charge it, wherein the second charger (302) is set up to electrically connect to a second battery part (202) of the battery (20) and to charge it, wherein the first and second battery parts (201, 202) are connected in series, and wherein the charging system (300) is set up such that, while the first and the second charger (301, 302) are electrically connected to the power supply network (10), the first and the second charger (301, 302) are each operated in charging mode, so that the first and the second battery part (201, 202) are charged by the corresponding first and second chargers (301, 302), respectively. Ladesystem (300) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladesystem (300) ferner dazu eingerichtet ist, dass während das erste und das zweite Ladegerät (301, 302) von dem Stromversorgungsnetz (10) getrennt sind, das erste Ladegerät (301) im Entlademodus und das zweite Ladegerät (302) im Lademodus betrieben wird, so dass die Energie des ersten Batterieteils (201) an den zweiten Batterieteil (202) übertragen wird, wenn der Ladezustand des ersten Batterieteils (201) größer ist als der Ladezustand des zweiten Batterieteils (202).Charging system (300) after claim 1 , characterized in that the charging system (300) is further set up so that while the first and the second charger (301, 302) from the power supply network (10) are disconnected, the first charger (301) in discharge mode and the second charger ( 302) is operated in charging mode, so that the energy of the first battery part (201) is transferred to the second battery part (202) when the state of charge of the first battery part (201) is greater than the state of charge of the second battery part (202). Ladesystem (300) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladesystem (300) ferner dazu eingerichtet ist, dass während das erste und das zweite Ladegerät (301, 302) von dem Stromversorgungsnetz (10) getrennt sind, das erste Ladegerät (301) im Lademodus und das zweite Ladegerät (302) im Entlademodus betrieben wird, so dass die Energie des zweiten Batterieteils (202) an den ersten Batterieteil (201) übertragen wird, wenn der Ladezustand des ersten Batterieteils (201) kleiner ist als der Ladezustand des zweiten Batterieteils (202).Charging system (300) after claim 1 or 2 , characterized in that the charging system (300) is further set up so that while the first and the second charger (301, 302) from the power supply network (10) are disconnected, the first charger (301) in charging mode and the second charger ( 302) is operated in discharge mode, so that the energy of the second battery part (202) is transferred to the first battery part (201) when the state of charge of the first battery part (201) is lower than the state of charge of the second battery part (202). Ladesystem (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladesystem (300) als ein Gleichstromladesystem und/oder ein Wechselstromladesystem ausgebildet ist.Charging system (300) according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the charging system (300) is designed as a DC charging system and / or an AC charging system. Ladesystem (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Ladegerät (301, 302) jeweils einen ersten AC/DC-Wandler (30), einen DC/AC-Wandler (34) und einen zweiten AC/DC-Wandler (38) aufweisen, wobei der erste AC/DC-Wandler (30), der DC/AC-Wandler (34) und der zweite AC/DC-Wandler (38) in Reihe verschaltet sind.Charging system (300) according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the first and the second charging device (301, 302) each have a first AC/DC converter (30), a DC/AC converter (34) and a second AC/DC converter (38), wherein the first AC/DC converter (30), the DC/AC converter (34) and the second AC/DC converter (38) are connected in series. Ladesystem (300) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Ladegerät (301, 302) jeweils einen dritten AC/DC-Wandler (40) aufweisen, wobei der zweite AC/DC-Wandler (38) und der dritte AC/DC-Wandler (40) derart miteinander gekoppelt und angesteuert sind, dass die Energie der jeweiligen Batterieteile (201, 202) an elektrische Verbraucher (401, 501) übertragbar ist.Charging system (300) after claim 5 , characterized in that the first and the second charger (301, 302) each have a third AC/DC converter (40), the second AC/DC converter (38) and the third AC/DC converter (40 ) are coupled to one another and controlled in such a way that the energy of the respective battery parts (201, 202) can be transmitted to electrical consumers (401, 501). Ladesystem (300) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten AC/DC-Wandler (30) der jeweiligen Ladegeräte (301, 302) ausgangsseitig elektrisch miteinander verbindbar ausgeführt sind.Charging system (300) after claim 5 or 6 , characterized in that the first AC / DC converter (30) of the respective charging devices (301, 302) are designed to be electrically connected to one another on the output side. Batteriesystem (200), umfassend eine Batterie (20), die einen ersten Batterieteil (201) und einen zweiten Batterieteil (202) aufweist, und ein Ladesystem (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der erste Batterieteil (201) und der zweite Batterieteil (202) in Reihe geschaltet sind, und wobei der erste Batterieteil (201) mit dem ersten Ladegerät (301) zum Aufladen elektrisch verbunden ist und der zweite Batterieteil (202) mit dem zweiten Ladegerät (302) zum Aufladen elektrisch verbunden ist.Battery system (200), comprising a battery (20) having a first battery part (201) and a second battery part (202), and a charging system (300) according to one of Claims 1 until 7 , wherein the first battery part (201) and the second battery part (202) are connected in series, and wherein the first battery part (201) is electrically connected to the first charger (301) for charging and the second battery part (202) is electrically connected to the second Charger (302) is electrically connected for charging. Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems (200) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Batterieteil (201, 202) jeweils durch das entsprechende erste und zweite Ladegerät (301, 302) aufgeladen werden, während das erste und das zweite Ladegerät (301, 302) mit dem Stromversorgungsnetz (10) elektrisch verbunden sind.Method for operating a battery system (200). claim 8 , thereby identified characterized in that the first and the second battery part (201, 202) are each charged by the corresponding first and second charger (301, 302), while the first and the second charger (301, 302) are electrically connected to the power grid (10). are. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass während das erste und das zweite Ladegerät (301, 302) von dem Stromversorgungsnetz (10) getrennt sind, der Ladezustand des ersten Batterieteils (201) mit dem Ladezustand des zweiten Batterieteils (202) verglichen wird, und dass, wenn der Ladezustand des ersten Batterieteils (201) größer ist als der Ladezustand des zweiten Batterieteils (202), das erste Ladegerät (301) im Entlademodus und das zweite Ladegerät (302) im Lademodus betrieben wird.procedure after claim 9 , characterized in that while the first and the second charger (301, 302) are disconnected from the power supply network (10), the state of charge of the first battery part (201) is compared to the state of charge of the second battery part (202), and that when the state of charge of the first battery part (201) is greater than the state of charge of the second battery part (202), the first charger (301) is operated in the discharge mode and the second charger (302) is operated in the charge mode. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass, während das erste und das zweite Ladegerät (301, 302) von dem Stromversorgungsnetz (10) getrennt sind, der Ladezustand des ersten Batterieteils (201) mit dem Ladezustand des zweiten Batterieteils (202) verglichen wird, und dass, wenn der Ladezustand des ersten Batterieteils (201) kleiner ist als der Ladezustand des zweiten Batterieteils (202), das erste Ladegerät (301) im Lademodus und das zweite Ladegerät (302) im Entlademodus betrieben wird.procedure after claim 9 or 10 , characterized in that , while the first and the second charger (301, 302) are disconnected from the power supply network (10), the state of charge of the first battery part (201) is compared with the state of charge of the second battery part (202), and that, when the state of charge of the first battery part (201) is lower than the state of charge of the second battery part (202), the first charger (301) is operated in charging mode and the second charger (302) is operated in discharging mode. Bordnetz (100) eines Fahrzeugs, das ein Ladesystem (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und/oder ein Batteriesystem (200) nach Anspruch 8 umfasst und/oder das dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 durchzuführen.Electrical system (100) of a vehicle having a charging system (300) according to one of Claims 1 until 7 and/or a battery system (200). claim 8 includes and / or is set up to use the method according to one of claims 9 until 11 to perform. Fahrzeug, das ein Ladesystem (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und/oder ein Batteriesystem (200) nach Anspruch 8 und/oder ein Bordnetz (100) nach Anspruch 12 umfasst und/oder das dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 durchzuführen.Vehicle having a charging system (300) according to one of Claims 1 until 7 and/or a battery system (200). claim 8 and/or a vehicle electrical system (100). claim 12 includes and / or is set up to use the method according to one of claims 9 until 11 to perform.
DE102022204166.6A 2021-08-17 2022-04-28 Charging system, battery system and method of operating the battery system Pending DE102022204166A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210979723.5A CN115703376A (en) 2021-08-17 2022-08-16 Charging system, battery system and method for operating a battery system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021208985 2021-08-17
DE102021208985.2 2021-08-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022204166A1 true DE102022204166A1 (en) 2023-02-23

Family

ID=85132575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022204166.6A Pending DE102022204166A1 (en) 2021-08-17 2022-04-28 Charging system, battery system and method of operating the battery system

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN115703376A (en)
DE (1) DE102022204166A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2025153986A1 (en) * 2024-01-19 2025-07-24 Meta System - S.P.A. Power conversion electronic appliance for electric or hybrid cars

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69326283T2 (en) 1992-06-01 2000-03-23 The Swatch Group Management Services Ag, Biel Device for charging a rechargeable battery
US20120235626A1 (en) 2011-03-18 2012-09-20 Sung Min Oh Battery charging apparatus
DE102018004623A1 (en) 2018-06-11 2019-01-31 Daimler Ag Method for supplying power to an electrically powered vehicle and power supply device for an electrically powered vehicle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69326283T2 (en) 1992-06-01 2000-03-23 The Swatch Group Management Services Ag, Biel Device for charging a rechargeable battery
US20120235626A1 (en) 2011-03-18 2012-09-20 Sung Min Oh Battery charging apparatus
DE102018004623A1 (en) 2018-06-11 2019-01-31 Daimler Ag Method for supplying power to an electrically powered vehicle and power supply device for an electrically powered vehicle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2025153986A1 (en) * 2024-01-19 2025-07-24 Meta System - S.P.A. Power conversion electronic appliance for electric or hybrid cars

Also Published As

Publication number Publication date
CN115703376A (en) 2023-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017222192A1 (en) HV battery assembly for a motor vehicle, electrical system, motor vehicle and method for controlling a HV battery assembly
DE102017207102A1 (en) Stationary storage for temporary storage of electrical energy in an electrical supply network and operating method and retrofit module for the stationary storage
DE102013200763A1 (en) SYSTEM AND METHOD FOR VEHICLE ENERGY MANAGEMENT
DE102017010998A1 (en) Energy storage device and energy systems for a motor vehicle
EP3052337B1 (en) Device for supplying a voltage to an electric vehicle comprising a permanent main battery and a replaceable auxiliary battery
DE102014016620A1 (en) Method for operating an energy storage device in a motor vehicle and motor vehicle
DE102021116525A1 (en) Device and method for the electrical supply of a low-voltage on-board network of a motor vehicle, in particular an electric motor vehicle
DE102016008265A1 (en) Method for operating a motor vehicle with a switchable electrical energy storage and corresponding circuitry
DE102020007868A1 (en) Method for charging an electrical energy store of an electrically driven vehicle, taking into account electrical insulation of a charging station, charging device and vehicle
EP3173280B1 (en) Battery, vehicle with such a battery and use of such a battery
DE102018004891A1 (en) Method and device for voltage compensation in an electrical system of an electrically operated vehicle
DE102021109443B4 (en) Method for carrying out a pre-charging process of an on-board electrical system of a vehicle and on-board electrical system for a vehicle
DE102015007264B4 (en) Fast transfer of electrical energy from a charging station to a consumer
DE102016204534A1 (en) Circuit arrangement for supplying voltage to electrical consumers by means of an energy storage system
DE102022204166A1 (en) Charging system, battery system and method of operating the battery system
DE102019123403A1 (en) Method for operating a high-voltage battery, control device, on-board network and motor vehicle
WO2022194433A1 (en) Apparatus and method for supplying electricity to a low-voltage on-board power supply system of a motor vehicle, in particular an electric motor vehicle
DE102019003542A1 (en) Power supply device for an at least partially electrically operable motor vehicle, a first electrical and a second electrical energy store being coupled directly to a charging connection, and method
WO2023036495A1 (en) Method and device for operating an electrically driven vehicle
DE102018214085A1 (en) Energy supply arrangement for supplying energy to an electric drive unit of a motor vehicle, motor vehicle and method for supplying energy
DE102020007869A1 (en) On-board electrical system for an electrically powered vehicle and the associated process
DE102021003851A1 (en) Electric drive system for a vehicle, as well as a method for operating a corresponding electric drive system
DE102010017439A1 (en) Energy balancing circuit configuration for, e.g. traction accumulator of vehicle, has chargers to perform charging process of cells of energy storage unit using balancing currents, with smaller load
DE102019200875A1 (en) High-voltage battery unit for an electric vehicle
DE102022204176A1 (en) Charging system, battery system and method for operating the battery system

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified