WO2007048386A2 - Method for charging an energy accumulator - Google Patents

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WO2007048386A2
WO2007048386A2 PCT/DE2006/001839 DE2006001839W WO2007048386A2 WO 2007048386 A2 WO2007048386 A2 WO 2007048386A2 DE 2006001839 W DE2006001839 W DE 2006001839W WO 2007048386 A2 WO2007048386 A2 WO 2007048386A2
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charge
cells
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Peter Birke
Michael Keller
Manfred Malik
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Temic Automotive Electric Motors Gmbh
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/0071Regulation of charging or discharging current or voltage with a programmable schedule
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
    • H02J7/007184Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage in response to battery voltage gradient

Definitions

  • the present invention relates to a method for charging an energy store, in particular an energy store for use in a motor vehicle with hybrid drive, consisting of several serially and / or parallel connected cells, in particular energy storage cells.
  • Hybrid-powered vehicles also called hybrid vehicles, include, for example, an internal combustion engine and an electric machine.
  • the electric machine is usually designed as a starter / generator and / or electric drive.
  • a starter / generator it replaces the normally existing starter and alternator.
  • an additional torque d. H. an acceleration torque, to propel the vehicle to be contributed by the electric machine.
  • hybrid vehicles have at least one energy store. The energy from the energy storage can be used for starting the internal combustion engine, for the electrical consumers in the vehicle and for acceleration processes.
  • the energy storage is powered while driving on the generator from the engine.
  • the energy storage is charged by energy recovery during braking.
  • a control electronics (“hybrid controller"), the various modes are controlled, among other things, whether the energy storage energy to be removed or supplied.
  • Energy storage consist mostly of individual energy storage cells, such as nickel-metal hydride cells, hereinafter called NiMH cells. Since these cells are connected in series in a typically high number (eg 168 units for a 202 V NiMH-based energy store), balancing after a certain period of operation is essential, ie bringing all cells back to the same state of charge of charge, SoC). For example, this can be accomplished by achieving 100% SoC for all cells.
  • SoC state of charge of charge
  • the cells Because in the continuous operation of such energy storage is due to the switch-in principle to unbalanced states of charge within the energy storage, d. that is, the cells have different charge states and voltage levels over time. In order to maintain the functionality and the longevity of the energy storage, the cells must be brought at regular intervals to almost the same voltage level within the energy storage, d. H. the charging voltage of the individual cells must be adjusted again, d. H. be balanced or balanced.
  • An equalizing charge should always be made when the individual energy storage cells are operationally drifted into their state of charge in such a way that it can lead to a possible deep discharge or even reversal of individual energy storage cells, which in the sequence to a irreversible damage or even acute danger to the operation of the energy store.
  • conditional overcharge tolerance can be exploited in NiMH cells, hydrogen and oxygen being developed, which in turn are absorbed in the electrodes and / or recombined into water.
  • a very special challenge is when the cells are neither individually monitored in the voltage nor can be individually balanced, but in units (modules) of typically more than 10 cells are monitored in the voltage, and only the entire Memory can be charged and discharged. This is usually the case with NiMH.
  • NiMH cells have only a conditional overcharge tolerance, which can effectively be used very well for equalizing, but at the same time means avoiding long-term overcharge arrest, possible cell damage from gassing, overheating and corrosion of the negative To avoid electrode.
  • NiMH cells have been proposed, such as the lump-sum introduction of 1.5 times the charge, which corresponds to the capacity, and a simple monitoring over the temperature. It relies solely on the overload tolerance of NiMH cells. Likewise, slow charging is possible until, for example, a charge plateau is reached.
  • gas loss usually via the activation of the gas valve
  • dehydration as it effectively loses water with hydrogen and oxygen. This loss can quickly become critical due to the amount of electrolyte minimized for gas exchange through the separator.
  • the oxygen can oxidize the surface of the metal hydride alloy of the negative electrode, which can lead to passivation and thus reduced power output.
  • the object of the invention is therefore to provide the fastest possible charging method while avoiding prolonged overcharging of the energy store.
  • At least two charge voltage values are detected at timed intervals, wherein a first charge voltage value is compared with at least a second charge voltage value, and charging of the energy store is terminated when the first charge voltage value is greater than or equal to the second charge voltage value.
  • the second charging voltage value is a currently detected charge voltage value and the first is an immediately previously detected charging voltage value.
  • the voltage of the individual energy storage cells usually first increases. After a certain time the tension remains despite charging the cells at the same level or even decreases, ie there is a voltage drop observed.
  • the charging of the energy store is preferably carried out at least a second time.
  • the charging process is completed when, in the second charging process, the detected time until completion of the charging corresponds to the detected time until completion of the charging of the first charging operation. It is thus checked whether all cells pass through the "voltage hump" a second time in the same time, ie whether the time until the voltage drop is constant or not shorter, if this is the case, all cells and thus the energy storage are charged If some of the cells are not yet fully charged, the time for the previous charging process would be longer, since charge is additionally shifted from the positive to the negative electrode before the recombination cycle for these cells has been reached.
  • a period of time is advantageously defined for the charging process and the charging process ends after the time has elapsed.
  • the charging process should be interrupted in particular if the energy store is outside a defined temperature range.
  • the temperature range is between 10 0 C and 4O 0 C.
  • the charge acceptance of the negative electrode decreases, that is, the metal hydride, as the back pressure increases the hydrogen.
  • the kinetics are bad and there is a threat of overloading the Solid state lattice of both electrodes.
  • the energy store is charged with higher currents (but decreasing to higher SoCs) to effectively minimize the total charge time.
  • the knowledge for the required amount of charge from the knowledge of the SoC is obtained before the start of the charge, for example, extrapolated to avoid a further interrogation of the SoC with previous relaxation time of the cell.
  • the state of charge of the energy storage of less than 95% is preferably worked with pulse and continuous currents of 1 to 25 C, at the same time a limitation must be made by a temperature monitoring.
  • the preferred range is 0.5 to 1.5 C, usually as a continuous current.
  • the temperature monitoring and the resulting possible current limitation are of central importance.
  • the charge balance of the energy storage cells is made operationally.
  • the charge equalization is carried out as a function of the state of charge of the energy store.
  • the energy storage cells used are preferably nickel-metal hydride cells (NiMH cells).
  • FIG. 2 is a flow chart or flow chart of the method according to the invention.
  • Fig. 3 is a charging current control as a function of the state of charge of the energy storage.
  • the specific embodiment which does not limit the application to this embodiment, describes a charging method for an energy store with nickel-metal hydride cells.
  • a number of 150 to 200 energy storage cells connected in series Energy storage package summarized, the individual voltages of each energy storage cell are approximately 1, 2 volts.
  • FIG. 1 shows the typical charging curve 1, 2, 3 of a nickel-metal hydride energy storage cell.
  • the voltage curve of the energy storage cell during charging is plotted over time, wherein the voltage curve is shown in for three different temperatures, namely O 0 C, 20 0 C and 4O 0 C. It turns out that charging acceptance drops at a higher temperature.
  • the energy storage cell charges up to a voltage of about 1, 6 volts at 0 0 C, then the voltage of the energy storage cell does not increase further, even decreases.
  • the voltage hump 4 is detected by the fact that the voltage applied to the cell is sampled equidistantly and the individual sampled values are compared with previous values.
  • a value for U m j n is to be stored, where U m represents a minimum voltage difference value.
  • a value for t ma ⁇ is to be stored, where t max represents a maximum time value.
  • the temperature T of the energy store is checked and the charging current I determined as a function of the temperature of the energy store.
  • a first charging voltage value Ui and then a second charging voltage value U 2 are measured. It should be noted that all measurements of U 1 and U 2 always occur at an equidistant distance.
  • the charging voltage difference U 2 -U 1 is formed and it is checked whether this value is greater than the value initially stored for U m m. If this is the case (yes), it is further checked whether the state of charge SoC of the energy storage is already at 100%. If the state of charge SoC is less than 100%, the energy storage continues to be charged. On the other hand, if the state of charge SoC has reached 100%, the energy store is now temporarily overcharged, since the energy store has a conditional overcharge tolerance that can be used in particular for the formation of equalizing charge of the energy store. These steps also take place when the charging voltage difference value U 2 -U 1 is not greater than the charging voltage difference value U m j n .
  • the energy store is thus charged further, with the time ti being measured in parallel therewith. Again, two charging voltage values Ui and U 2 are measured and then charge and time recording ti are terminated, whereby the value for ti is documented. Now it is checked whether the charging voltage difference U 2 -U 1 is less than zero, ie the value for U 1 is therefore greater than the value for U 2 and the difference value is negative. This is an indication that the "voltage hump" shown in Fig. 1 has been crossed, since the charging voltage now drops again.
  • a second charging process of the energy store is carried out, ie the energy store is again briefly overcharged, again recording a time t 2 and two charging voltage values Ui and U 2.
  • the time recording t 2 is stopped and it is again checked whether the "voltage hump" has been passed. If the "voltage hump" has been crossed, the time values for U and t 2 are compared, and if the times ti and t 2 are identical until the voltage drop, the Charging be completed because it is now ensured that the energy storage is fully charged to form equalization charges.
  • Fig. 3 shows a charging current control as a function of the state of charge of the energy storage.
  • the charging of the energy store is done with high currents in order to effectively minimize the total time of charging.
  • the knowledge for the required charge quantity is obtained from the knowledge of the state of charge SoC before the start of charging, for example extrapolated, in order to avoid a further interrogation of the state of charge SoC with preceding relaxation time of the cell.
  • the state of charge of the energy storage of less than 95% is preferably worked with pulse and continuous currents of 1 to 25 C, at the same time a limitation must be made by a temperature monitoring.
  • the preferred range is 0.5 to 1.5 C, usually as a continuous current. Especially in these areas are the temperature monitoring and the resulting possible current limit central. In this case, it is again to check whether the voltage hump is present, in this case, the further charge of the energy storage is to end.
  • nickel-metal hydride cells are not only damaged by deep discharge and polarity reversal, but cobalt metal, cobalt suboxide or cobalt oxide are often used in the positive electrode, which are so electrochemically reacted during the first charging, the so-called forming, that an effective conductivity scaffold is formed, which contacts the extremely poorly electronically conductive nickel hydroxide particles well. With prolonged reaching discharge voltages around 0.8 volts, this scaffold can be gradually destroyed, resulting in a drastic deterioration of "health status", also called SoH “State of Health", the energy storage cells and thus the energy storage, in terms of maximum power , leads.
  • SoH SoH
  • An equalizing charge carried out in good time, without simultaneously causing damage by improper selection of the current ranges or times in which cells are in the overcharge area, is thus a very decisive life-prolonging step for an energy store, in particular if it consists of a series connection and / or series connection of Nickel-metal hydride cells.

Abstract

The invention relates to a method for charging an energy accumulator, consisting of several cells connected in series and/or in parallel. According to said method, a plurality of charging voltage values are detected at constant intervals, a first charging voltage value being compared with at least one second charging voltage value. The charging of the energy accumulator ceases when the first charging voltage value is greater than or equal to the second charging voltage value.

Description

Verfahren zum Laden eines Energiespeichers Method for charging an energy store
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden eines Energiespeichers, insbesondere eines Energiespeichers zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb, bestehend aus mehreren seriell- und/oder parallel verschalteten Zellen, insbesondere Energiespeicherzellen.The present invention relates to a method for charging an energy store, in particular an energy store for use in a motor vehicle with hybrid drive, consisting of several serially and / or parallel connected cells, in particular energy storage cells.
Als Hybridantrieb bezeichnet man die Kombination verschiedener Antriebsprinzipien oder verschiedener Energiequellen für eine Antriebsaufgabe innerhalb einer Anwendung. Kraftfahrzeuge mit Hybridantrieb, auch Hybridfahrzeuge genannt, weisen beispielsweise eine Verbrennungsmaschine und eine elektrische Maschine auf. Die elektrische Maschine ist in der Regel als Starter/Generator und/oder elektrischer Antrieb ausgeführt. Als Starter/Generator ersetzt sie den normalerweise vorhandenen Anlasser und die Lichtmaschine. Bei einer Ausführung als elektrischer Antrieb kann ein zusätzliches Drehmoment, d. h. ein Beschleunigungsmoment, zum Vortrieb des Fahrzeugs von der elektrischen Maschine beigetragen werden. Als Generator ermöglicht sie eine Rekuperation von Bremsenergie. Weiterhin weisen Hybridfahrzeuge mindestens einen Energiespeicher auf. Die Energie aus dem Energiespeicher kann zum Starten des Verbrennungsmotors, für die elektrischen Verbraucher im Fahrzeug und für Beschleunigungsvorgänge benutzt werden. Der Energiespeicher wird während der Fahrt über den Generator vom Verbrennungsmotor gespeist. Zusätzlich wird der Energiespeicher durch Energierückgewinnung beim Bremsen aufgeladen. Über eine Steuerelektronik („Hybrid-Controller") werden die verschiedenen Modi gesteuert, unter anderem, ob dem Energiespeicher Energie entnommen oder zugeführt werden soll.A hybrid drive is the combination of different drive principles or different energy sources for a drive task within an application. Hybrid-powered vehicles, also called hybrid vehicles, include, for example, an internal combustion engine and an electric machine. The electric machine is usually designed as a starter / generator and / or electric drive. As a starter / generator it replaces the normally existing starter and alternator. In an embodiment as an electric drive, an additional torque, d. H. an acceleration torque, to propel the vehicle to be contributed by the electric machine. As a generator, it enables a recuperation of braking energy. Furthermore, hybrid vehicles have at least one energy store. The energy from the energy storage can be used for starting the internal combustion engine, for the electrical consumers in the vehicle and for acceleration processes. The energy storage is powered while driving on the generator from the engine. In addition, the energy storage is charged by energy recovery during braking. A control electronics ("hybrid controller"), the various modes are controlled, among other things, whether the energy storage energy to be removed or supplied.
Energiespeicher bestehen meist aus einzelnen Energiespeicherzellen, wie beispielsweise aus Nickel-Metallhydrid-Zellen, nachfolgend NiMH-Zellen genannt. Da diese Zellen in typischerweise hoher Anzahl (z. B. 168 Stück für einen 202 V NiMH-basierten Energiespeicher) in Serie verschaltet sind, ist eine Symmetrierung nach einer bestimmten Betriebsdauer unabdingbar, d.h., man bringt alle Zellen wieder auf einen gleichen Ladezustand (State of Charge, SoC). Dies kann praktisch beispielsweise durch Erreichen von 100% SoC für alle Zellen vollzogen werden.Energy storage consist mostly of individual energy storage cells, such as nickel-metal hydride cells, hereinafter called NiMH cells. Since these cells are connected in series in a typically high number (eg 168 units for a 202 V NiMH-based energy store), balancing after a certain period of operation is essential, ie bringing all cells back to the same state of charge of charge, SoC). For example, this can be accomplished by achieving 100% SoC for all cells.
Denn beim kontinuierlichen Betrieb derartiger Energiespeicher kommt es aufgrund der Sereinschaltung grundsätzlich zu unsymmetrischen Ladezuständen innerhalb des Energiespeichers, d. h., die Zellen weisen mit der Zeit unterschiedliche Ladungszustände und Spannungsniveaus auf. Damit die Funktionsfähigkeit und die Langlebigkeit des Energiespeichers dennoch erhalten bleibt, müssen die Zellen in regelmäßigen Abständen auf nahezu gleiches Spannungsniveau innerhalb des Energiespeichers gebracht werden, d. h. die Ladespannung der einzelnen Zellen müssen wieder einander angepasst, d. h. symmetriert bzw. ausgeglichen werden.Because in the continuous operation of such energy storage is due to the switch-in principle to unbalanced states of charge within the energy storage, d. that is, the cells have different charge states and voltage levels over time. In order to maintain the functionality and the longevity of the energy storage, the cells must be brought at regular intervals to almost the same voltage level within the energy storage, d. H. the charging voltage of the individual cells must be adjusted again, d. H. be balanced or balanced.
Wird eine derartige Symmetrierung bzw. Ausgleichsladung nicht vorgenommen, so kann es im Extremfall sogar zu negativen Spannungen (Umpolungen) an einzelnen Energiespeicherzellen kommen, was dazu führen würde, dass diese Energiespeicherzellen zerstört würden. Weiterhin hätte dies unter Umständen zu Folge, dass ein Auseinanderdriften der Energiespeicherzellen in deren . Spannungsniveaus zur Überlastung oder Degeneration einzelner Energiespeicherzellen, unter Umständen sogar zu einem Sicherheitsrisiko, führen könnte.If such balancing or equalizing charge is not carried out, it can even lead to negative voltages (polarity reversal) to individual energy storage cells in extreme cases, which would lead to these energy storage cells would be destroyed. Furthermore, this would possibly lead to a drifting apart of the energy storage cells in their. Voltage levels to overload or degeneration of individual energy storage cells, could even lead to a security risk.
Eine Ausgleichsladung sollte immer dann vorgenommen werden, wenn die einzelnen Energiespeicherzellen betriebsbedingt in ihren Ladezustand derart aneinandergedriftet sind, dass es zu einer möglichen Tiefentladung oder sogar Umpolung einzelner Energiespeicherzellen kommen kann, die in der Folge zu einer irreversiblen Schädigung oder sogar einer akuten Gefährdung des Betriebs des Energiespeichers führen könnten.An equalizing charge should always be made when the individual energy storage cells are operationally drifted into their state of charge in such a way that it can lead to a possible deep discharge or even reversal of individual energy storage cells, which in the sequence to a irreversible damage or even acute danger to the operation of the energy store.
Im Gegensatz zu beispielsweise Bleisäure- und Lithium-Ionen-Zellen kann bei NiMH- Zellen die bedingte Überladetoleranz ausgenutzt werden, wobei Wasserstoff und Sauerstoff entwickelt werden, die wiederum in den Elektroden absorbiert und/oder zu Wasser rekombiniert werden.In contrast to, for example, lead acid and lithium ion cells, the conditional overcharge tolerance can be exploited in NiMH cells, hydrogen and oxygen being developed, which in turn are absorbed in the electrodes and / or recombined into water.
Für Hybrid-Energiespeicher ist es gleichzeitig in hohem Maße wünschenswert, dass ein solcher Vorgang der Ausgleichsladung möglichst schnell abgeschlossen ist, da der Speicher während dieser Ausgleichsladung nicht für die eingangs beschriebenen Betriebsmodi zu Verfügung steht.For hybrid energy storage, it is also highly desirable that such a process of equalizing charge is completed as quickly as possible, since the memory is not available for the operating modes described above during this compensation charge.
Ein ganz besondere Herausforderung besteht dann, wenn die Zellen weder einzeln in der Spannung überwacht sind noch einzeln symmetriert werden können, sondern in Einheiten (Modulen) von typischerweise mehr als 10 Zellen zusammengefasst sind, die in der Spannung überwacht werden, und zusätzlich nur der gesamte Speicher geladen und entladen werden kann. Die ist bei NiMH in der Regel der Fall.A very special challenge is when the cells are neither individually monitored in the voltage nor can be individually balanced, but in units (modules) of typically more than 10 cells are monitored in the voltage, and only the entire Memory can be charged and discharged. This is usually the case with NiMH.
Insbesondere NiMH-Zellen weisen nur eine bedingte Überladetoleranz auf, die man zur Ausgleichsladung aber effektiv sehr gut nutzen kann, was jedoch gleichzeitig bedeutet, dass ein langfristiges Aufhalten im Überladebereich zu vermeiden ist, um mögliche Schädigungen der Zelle durch Gasung, Überhitzung und Korrosion der negativen Elektrode zu vermeiden.In particular, NiMH cells have only a conditional overcharge tolerance, which can effectively be used very well for equalizing, but at the same time means avoiding long-term overcharge arrest, possible cell damage from gassing, overheating and corrosion of the negative To avoid electrode.
Vorgeschlagen wurden bisher einfache Möglichkeiten des Ladens von insbesondere NiMH-Zellen wie das pauschale Einbringen der 1 , 5-fachen Ladung, die der Kapazität entspricht, und eine einfache Überwachung über die Temperatur. Dabei beruft man sich lediglich auf die Überladetoleranz von NiMH-Zellen. Ebenso ist ein langsames Laden, bis beispielsweise ein Ladungsplateau erreicht ist, möglich. Dabei läuft man jedoch Gefahr, die Zellen über Gasverlust (in der Regel über die Aktivierung des Gasventils) und damit Austrocknung zu schädigen, da man mit Wasserstoff und Sauerstoff effektiv Wasser verliert. Dieser Verlust kann durch die den für den Gasaustausch durch den Separator minimierte Elektrolytmenge schnell kritisch werden. Ferner kann der Sauerstoff die Oberfläche der Metallhydridlegierung der negativen Elektrode oxidieren, was zu Passivierung und damit verminderter Leistungsabgabe führen kann.So far, simple ways of charging, in particular, NiMH cells have been proposed, such as the lump-sum introduction of 1.5 times the charge, which corresponds to the capacity, and a simple monitoring over the temperature. It relies solely on the overload tolerance of NiMH cells. Likewise, slow charging is possible until, for example, a charge plateau is reached. However, one runs the risk of damaging the cells via gas loss (usually via the activation of the gas valve) and thus dehydration, as it effectively loses water with hydrogen and oxygen. This loss can quickly become critical due to the amount of electrolyte minimized for gas exchange through the separator. Further, the oxygen can oxidize the surface of the metal hydride alloy of the negative electrode, which can lead to passivation and thus reduced power output.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein möglichst schnelles Ladeverfahren bei Vermeidung einer längeren Überladung des Energiespeichers bereitzustellen.The object of the invention is therefore to provide the fastest possible charging method while avoiding prolonged overcharging of the energy store.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich anhand der abhängigen Ansprüche und der weiteren Beschreibung.This object is solved by the features of patent claim 1. Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the further description.
Während des Ladens des Energiespeichers werden zumindest zwei Ladespannungswerte in zeitlich konstanten Intervallen erfasst, wobei ein erster Ladespannungswert mit mindestens einem zweiten Ladespannungswert verglichen wird, und das Laden des Energiespeichers beendet wird, wenn der erste Ladespannungswert größer oder gleich dem zweiten Ladespannungswert ist.During charging of the energy store, at least two charge voltage values are detected at timed intervals, wherein a first charge voltage value is compared with at least a second charge voltage value, and charging of the energy store is terminated when the first charge voltage value is greater than or equal to the second charge voltage value.
Vorzugsweise ist der zweite Ladespannungswert ein aktuell erfasster Ladungsspannungswert und der erste ein unmittelbar vorherig erfasster Ladespannungswert.Preferably, the second charging voltage value is a currently detected charge voltage value and the first is an immediately previously detected charging voltage value.
Nach Beginn des Ladevorgangs steigt zunächst üblicherweise die Spannung der einzelnen Energiespeicherzellen. Nach einer bestimmten Zeit bleibt die Spannung trotz Ladens der Zellen auf gleichem Niveau oder sinkt sogar, d. h. es ist ein Spannungsabfall zu beobachten. Der bereits erwähnte Rekombinationsbereich, bei dem zwar Ladung fließt, aber nicht gespeichert wird, ist erreicht. Man sieht einen „Spannungsbuckel", den die Zellen durchschreiten. Vorteilhafterweise wird das Ende des Ladevorgangs dadurch zeitlich erfasst.After the start of the charging process, the voltage of the individual energy storage cells usually first increases. After a certain time the tension remains despite charging the cells at the same level or even decreases, ie there is a voltage drop observed. The already mentioned recombination region, in which charge flows but is not stored, has been reached. One sees a "voltage hump", which the cells pass through, and thus advantageously the end of the charging process is recorded in time.
Vorzugsweise wird das Laden des Energiespeichers zumindest ein zweites Mal durchgeführt. Das Ladeverfahren ist beendet, wenn beim zweiten Ladevorgang die erfasste Zeit bis zum Beenden des Ladens der erfassten Zeit bis zum Beenden des Ladens des ersten Ladevorgangs entspricht. Es wird somit geprüft, ob alle Zellen ein zweites Mal den „Spannungsbuckel" in der gleichen Zeit durchlaufen, d. h. ob die Zeit bis zum Spannungsabfall konstant bzw. nicht kürzer ist. Ist dies der Fall, sind alle Zellen und somit der Energiespeicher geladen. Wären einige Zellen noch nicht voll geladen, so wäre die Zeit für den vorangegangenen Ladevorgang größer, da zusätzlich noch Ladung von der positiven in die negative Elektrode verschoben wird, bevor der Rekombinationszyklus für diese Zellen erreicht ist.The charging of the energy store is preferably carried out at least a second time. The charging process is completed when, in the second charging process, the detected time until completion of the charging corresponds to the detected time until completion of the charging of the first charging operation. It is thus checked whether all cells pass through the "voltage hump" a second time in the same time, ie whether the time until the voltage drop is constant or not shorter, if this is the case, all cells and thus the energy storage are charged If some of the cells are not yet fully charged, the time for the previous charging process would be longer, since charge is additionally shifted from the positive to the negative electrode before the recombination cycle for these cells has been reached.
Da aus einzelnen Ladevorgängen ermittelt werden kann, wann, d. h. nach welcher Zeit ein Spannungsabfall stattfindet und somit der Spannungsbuckel erreicht ist, wird für den Ladevorgang vorteilhafterweise eine Zeitspanne definiert und der Ladevorgang nach Ablauf der Zeit beendet.Since it can be determined from individual loads when, d. H. after which time a voltage drop takes place and thus the voltage hump is reached, a period of time is advantageously defined for the charging process and the charging process ends after the time has elapsed.
Um eine Überlastung der Elektroden zu unterbinden, sollte der Ladevorgang insbesondere unterbrochen werden, wenn der Energiespeicher sich außerhalb eines definierten Temperaturbereiches befindet.In order to prevent overloading of the electrodes, the charging process should be interrupted in particular if the energy store is outside a defined temperature range.
Vorteilhafterweise liegt der Temperaturbereich zwischen 100C und 4O0C. Bei zu hohen Temperaturen sinkt die Ladungsakzeptanz der negativen Elektrode, d. h. des Metallhydridspeichers, da der Gegendruck des Wasserstoffs steigt. Bei zu niedrigen Temperaturen ist die Kinetik schlecht und es droht eine Überlastung der Festkörpergitter beider Elektroden.Advantageously, the temperature range is between 10 0 C and 4O 0 C. At too high temperatures, the charge acceptance of the negative electrode decreases, that is, the metal hydride, as the back pressure increases the hydrogen. At too low temperatures, the kinetics are bad and there is a threat of overloading the Solid state lattice of both electrodes.
Um möglichst schnell den Ladevorgang abzuschließen, hat es sich als vorteilhaft ergeben, neben der Überwachung des Spannungsbuckels, wie eingangs beschrieben, zusätzlich eine Ladestromsteuerung als Funktion des Ladezustands des Energiespeichers, auch SoC („State of Charge") genannt, vorzusehen.In order to complete the charging process as quickly as possible, it has proved to be advantageous, in addition to the monitoring of the voltage hump, as described above, in addition a charge current control as a function of the state of charge of the energy storage, also called SoC ("State of charge") to provide.
Bis zum Erreichen von etwa 80% und in weiteren Schritten 90% bis 95% des SoC wird eine Ladung des Energiespeichers mit höheren Strömen vorgenommen (jedoch abnehmend zu höheren SoCs), um die Gesamtzeit des Ladens effektiv zu minimieren. Hierbei wird das Wissen für die benötigte Ladungsmenge aus der Erkenntnis des SoC vor dem Beginn der Ladung gewonnen, beispielsweise extrapoliert, um eine weitere Zwischenabfrage des SoC mit vorangegangener Relaxationszeit der Zelle zu vermeiden.Up to about 80% and 90% to 95% of the SoC in subsequent increments, the energy store is charged with higher currents (but decreasing to higher SoCs) to effectively minimize the total charge time. Here, the knowledge for the required amount of charge from the knowledge of the SoC is obtained before the start of the charge, for example, extrapolated to avoid a further interrogation of the SoC with previous relaxation time of the cell.
Nach Überschreiten von etwa 90% des SoC ist ein Kompromiss zwischen Überlastung durch zu hohe Ströme und Schädigung durch zu lange Verweildauer im Überladebereich zu wählen, so dass spätestens bei einem Erreichen von 95% des SoC ein Herabsetzen des Stromes vorgenommen wird.After exceeding 90% of the SoC, a compromise has to be made between overloading due to excessively high currents and damage due to excessively long dwell time in the transfer area, so that a reduction of the current is carried out at the latest when 95% of the SoC is reached.
Im Bereich des Ladezustands des Energiespeichers von kleiner 95% wird bevorzugt mit Puls- und Dauerströmen von 1 bis 25 C gearbeitet, wobei zugleich eine Begrenzung durch eine Temperaturüberwachung erfolgen muss. Im Falle des reduzierten Stromes hingegen liegt der bevorzugte Bereich bei 0,5 bis 1 ,5 C, in der Regel als Dauerstrom. Gerade in diesen Bereichen sind die Temperaturüberwachung und die daraus resultierende mögliche Strombegrenzung von zentraler Bedeutung. Es ist hierbei wiederum zu überprüfen, ob der Spannungsbuckel vorliegt, in diesem Fall ist die weitere Ladung des Energiespeichers' zu beenden. Vorzugsweise wird der Ladungsausgleich der Energiespeicherzellen betriebsbedingt vorgenommen.In the range of the state of charge of the energy storage of less than 95% is preferably worked with pulse and continuous currents of 1 to 25 C, at the same time a limitation must be made by a temperature monitoring. In the case of the reduced current, however, the preferred range is 0.5 to 1.5 C, usually as a continuous current. Especially in these areas, the temperature monitoring and the resulting possible current limitation are of central importance. In this case, it is again to check whether the voltage hump is present, in this case, the further charge of the energy storage ' to end. Preferably, the charge balance of the energy storage cells is made operationally.
Vorzugsweise wird der Ladungsausgleich in Abhängigkeit des Ladezustands des Energiespeichers vorgenommen.Preferably, the charge equalization is carried out as a function of the state of charge of the energy store.
Vorzugsweise werden als Energiespeicherzellen Nickel-Metallhydrid-Zellen (NiMH- Zellen) verwendet.The energy storage cells used are preferably nickel-metal hydride cells (NiMH cells).
In der nachfolgenden Beschreibung werden weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei sind in einzelnen Varianten beschriebene Merkmale und Zusammenhänge grundsätzlich auf alle Ausführungsbeispiele übertragbar. In den Zeichnungen zeigen:In the following description, further features and details of the invention in conjunction with the accompanying drawings will be explained in more detail by means of exemplary embodiments. In this case, features and relationships described in individual variants can in principle be applied to all exemplary embodiments. In the drawings show:
Fig. 1 den typischen Ladekurvenverlauf von NiMH-Zellen,1 shows the typical charging curve of NiMH cells,
Fig. 2 ein Flussdiagramm bzw. Ablaufschema des erfindungsgemäßen Verfahrens, undFIG. 2 is a flow chart or flow chart of the method according to the invention; and FIG
Fig. 3 eine Ladestromsteuerung als Funktion des Ladezustands des Energiespeichers.Fig. 3 is a charging current control as a function of the state of charge of the energy storage.
Die konkret vorliegende Ausführungsform, welche die Anmeldung jedoch nicht auf diese Ausführungsform limitiert, beschreibt ein Ladeverfahren für einen Energiespeicher mit Nickel-Metallhydrid-Zellen. Typischerweise wird hierbei eine Anzahl von 150 bis 200 Energiespeicherzellen in Reihenschaltung zu einem Energiespeicherpaket zusammengefasst, wobei die Einzelspannungen jeder einzelnen Energiespeicherzelle bei ca. 1 ,2 Volt liegen. Es besteht jedoch die Möglichkeit auch deutlich mehr oder weniger Zellen zusammenzufassen. Im Weiteren besteht die Möglichkeit einzelne Energiespeicherpakete parallel und/oder seriell zu einem Energiespeicher zusammenzuschalten.However, the specific embodiment, which does not limit the application to this embodiment, describes a charging method for an energy store with nickel-metal hydride cells. Typically, in this case, a number of 150 to 200 energy storage cells connected in series Energy storage package summarized, the individual voltages of each energy storage cell are approximately 1, 2 volts. However, it is also possible to combine significantly more or fewer cells. Furthermore, it is possible to interconnect individual energy storage packets in parallel and / or in series to form an energy store.
In Figur 1 ist der typische Ladekurvenverlauf 1 , 2, 3 einer Nickel-Metallhydrid- Energiespeicherzelle dargestellt. Es ist der Spannungsverlauf der Energiespeicherzelle bei der Aufladung über die Zeit aufgetragen, wobei der Spannungsverlauf in für drei unterschiedliche Temperaturen, nämlich O0C, 200C und 4O0C dargestellt ist. Es zeigt sich, dass bei höherer Temperatur die Ladeakzeptanz fällt. Hierbei ist klar ersichtlich, dass die Energiespeicherzelle sich bis zu einer Spannung von ca. 1 ,6 Volt bei 00C auflädt, danach die Spannungsaufnahme der Energiespeicherzelle nicht weiter steigt, sogar abnimmt. Der Spannungsbuckel 4 wird dadurch erkannt, dass die Spannung, welche an der Zelle anliegt, äquidistant abgetastet wird und die einzelnen abgetasteten Werte mit vorherigen Werten verglichen werden. In dem Augenblick, in welchem keine Spannungszunahme mehr erfolgt und eine Spannungsabnahme messbar wird, ist davon auszugehen, dass das Maximum des Spannungsbuckels 4 erreicht und durchschritten ist. In diesem Fall wird eine weitere Ladung beendet. Das Ende des Ladevorgangs wird bei konstanter kleiner Durchtrittszeit im Spannungsbuckel 4 erkannt, der typisch für den Ladungsverlauf von Nickel-Metallhydrid-Zellen ist.FIG. 1 shows the typical charging curve 1, 2, 3 of a nickel-metal hydride energy storage cell. The voltage curve of the energy storage cell during charging is plotted over time, wherein the voltage curve is shown in for three different temperatures, namely O 0 C, 20 0 C and 4O 0 C. It turns out that charging acceptance drops at a higher temperature. Here it is clear that the energy storage cell charges up to a voltage of about 1, 6 volts at 0 0 C, then the voltage of the energy storage cell does not increase further, even decreases. The voltage hump 4 is detected by the fact that the voltage applied to the cell is sampled equidistantly and the individual sampled values are compared with previous values. At the moment in which no voltage increase occurs and a voltage decrease is measurable, it can be assumed that the maximum of the voltage bump 4 is reached and passed. In this case, another charge is terminated. The end of the charging process is detected at a constant small transit time in the voltage hump 4, which is typical for the charge profile of nickel-metal hydride cells.
Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm bzw. Ablaufschema des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zu Beginn des Verfahrens (Start) ist ein Wert für Umjn zu hinterlegen, wobei Umin einen minimalen Spannungsdifferenzwert repräsentiert. Weiterhin ist ein Wert für tmaχ zu hinterlegen, wobei tmax einen maximalen Zeitwert darstellt. Anschließend wird die Temperatur T des Energiespeichers geprüft und der Ladestrom I in Abhängigkeit der Temperatur des Energiespeichers bestimmt. Nach dem Starten des Ladevorgangs wird zunächst ein erster Ladespannungswert Ui und anschließend ein zweiter Ladespannungswert U2 gemessen. Hierbei ist anzumerken, dass sämtliche Messungen von U1 und U2 immer im äquidistanten Abstand erfolgen. Nach Messung von Ui und U2 wird die Ladespannungsdifferenz U2-U1 gebildet und geprüft, ob dieser Wert größer als der zu Beginn hinterlegte Wert für Umm ist. Ist dies der Fall (Ja) wird weiter geprüft, ob der Ladezustand SoC des Energiespeichers bereits bei 100% liegt. Ist der Ladezustand SoC kleiner als 100%, wird der Energiespeicher weiter geladen. Hat der Ladezustand SoC dagegen 100% erreicht, wird der Energiespeicher nun kurzzeitig überladen, da der Energiespeicher einen bedingte Überladetoleranz aufweist, die insbesondere für die Bildung von Ausgleichsladung des Energiespeichers genutzt werden kann. Diese Schritte finden ebenfalls statt, wenn der Ladespannungsdifferenzwert U2-U1 nicht größer als der Ladespannungsdifferenzwert Umjn ist. Der Energiespeicher wird also weiter geladen, wobei nun parallel dazu die Zeit ti gemessen wird. Erneut werden nun zwei Ladespannungswerte Ui und U2 gemessen und anschließend werden Ladung und Zeitaufnahme ti beendet, wobei der Wert für t-i dokumentiert wird. Nun wird geprüft, ob die Ladespannungsdifferenz U2-U1 kleiner Null ist, d. h. der Wert für U1 ist demnach größer als der Wert für U2 und der Differenzwert ist negativ. Das ist ein Anzeichen dafür, dass der in Fig. 1 dargestellte „Spannungsbuckel" durchschritten wurde, da die Ladespannung nun wieder abfällt.2 shows a flowchart or flow chart of the method according to the invention. At the beginning of the process (start), a value for U m j n is to be stored, where U m represents a minimum voltage difference value. Furthermore, a value for t ma χ is to be stored, where t max represents a maximum time value. Subsequently, the temperature T of the energy store is checked and the charging current I determined as a function of the temperature of the energy store. After starting the charging process, first a first charging voltage value Ui and then a second charging voltage value U 2 are measured. It should be noted that all measurements of U 1 and U 2 always occur at an equidistant distance. After measuring Ui and U 2 , the charging voltage difference U 2 -U 1 is formed and it is checked whether this value is greater than the value initially stored for U m m. If this is the case (yes), it is further checked whether the state of charge SoC of the energy storage is already at 100%. If the state of charge SoC is less than 100%, the energy storage continues to be charged. On the other hand, if the state of charge SoC has reached 100%, the energy store is now temporarily overcharged, since the energy store has a conditional overcharge tolerance that can be used in particular for the formation of equalizing charge of the energy store. These steps also take place when the charging voltage difference value U 2 -U 1 is not greater than the charging voltage difference value U m j n . The energy store is thus charged further, with the time ti being measured in parallel therewith. Again, two charging voltage values Ui and U 2 are measured and then charge and time recording ti are terminated, whereby the value for ti is documented. Now it is checked whether the charging voltage difference U 2 -U 1 is less than zero, ie the value for U 1 is therefore greater than the value for U 2 and the difference value is negative. This is an indication that the "voltage hump" shown in Fig. 1 has been crossed, since the charging voltage now drops again.
Ist der „Spannungsbuckel" durchschritten worden, wird ein zweiter Ladevorgang des Energiespeichers durchgeführt, d. h. der Energiespeicher wird erneut kurz überladen. Es wird erneut eine Zeit t2 aufgenommen sowie zwei Ladespannungswerte U-i und U2. Bei Beenden des Ladens wird die Zeitaufnahme t2 gestoppt und es wird erneut geprüft, ob der „Spannungsbuckel" durchschritten wurde. Wurde der „Spannungsbuckel" durchschritten, werden die Zeitwerte für U und t2 verglichen. Sind die Zeiten t-i und t2 bis zum Spannungsabfall identisch, kann der Ladevorgang abgeschlossen werden, da nun sichergestellt ist, dass der Energiespeicher vollständig unter Bildung von Ausgleichsladungen geladen ist. Wurde jedoch kein Spannungsabfall nach Messung der Werte Ui und U2 festgestellt, d. h. der Differenzwert U2-Ui ist größer Null, wird weiter geprüft, ob bereits der zu Beginn des Verfahrens festgelegte Zeitwert für tmax überschritten wurde. Ist dies nicht der Fall, wird der Energiespeicher weiter geladen. Ist tmax jedoch bereits überschritten, wird die Zeitaufnahme für ti und/oder t2 gelöscht und das Laden im Überladebereich wird von neuem durchgeführt.Once the "voltage hump" has been passed, a second charging process of the energy store is carried out, ie the energy store is again briefly overcharged, again recording a time t 2 and two charging voltage values Ui and U 2. When charging is completed, the time recording t 2 is stopped and it is again checked whether the "voltage hump" has been passed. If the "voltage hump" has been crossed, the time values for U and t 2 are compared, and if the times ti and t 2 are identical until the voltage drop, the Charging be completed because it is now ensured that the energy storage is fully charged to form equalization charges. However, if no voltage drop was detected after measuring the values Ui and U2, ie the difference value U 2 -Ui is greater than zero, it is further checked whether the time value for t max set at the beginning of the method has already been exceeded. If this is not the case, the energy store continues to be charged. T max already passed, time recording for ti and / or t 2 is cleared and the store in the dock area is performed again.
Fig. 3 zeigt eine Ladestromsteuerung als Funktion des Ladezustands des Energiespeichers. Bis zum Erreichen von etwa 80% und in weiteren Schritten 90% bis 95% des Ladezustands SoC des Energiespeichers wird das Laden des Energiespeichers mit hohen Strömen vorgenommen, um die Gesamtzeit des Ladens effektiv zu minimieren. Hierbei wird das Wissen für die benötigte Ladungsmenge aus der Erkenntnis des Ladezustands SoC vor Beginn des Ladens gewonnen, beispielsweise extrapoliert, um eine weitere Zwischenabfrage des Ladezustands SoC mit vorangegangener Relaxationszeit der Zelle zu vermeiden.Fig. 3 shows a charging current control as a function of the state of charge of the energy storage. Up to about 80% and in further steps 90% to 95% of the state of charge SoC of the energy store, the charging of the energy store is done with high currents in order to effectively minimize the total time of charging. In this case, the knowledge for the required charge quantity is obtained from the knowledge of the state of charge SoC before the start of charging, for example extrapolated, in order to avoid a further interrogation of the state of charge SoC with preceding relaxation time of the cell.
Nach Überschreiten von etwa 90% des SoC ist ein Kompromiss zwischen Überlastung durch zu hohe Ströme und Schädigung durch zu lange Verweildauer im Überladebereich zu wählen, so dass spätestens bei einem Erreichen von 95% des SoC ein Herabsetzen des Stromes vorgenommen wird.After exceeding 90% of the SoC, a compromise has to be made between overloading due to excessively high currents and damage due to excessively long dwell time in the transfer area, so that a reduction of the current is carried out at the latest when 95% of the SoC is reached.
Im Bereich des Ladezustands des Energiespeichers von kleiner 95% wird bevorzugt mit Puls- und Dauerströmen von 1 bis 25 C gearbeitet, wobei zugleich eine Begrenzung durch eine Temperaturüberwachung erfolgen muss. Im Falle der Herabsetzung des Stromes hingegen liegt der bevorzugte Bereich bei 0,5 bis 1 ,5 C, in der Regel als Dauerstrom. Gerade in diesen Bereichen sind die Temperaturüberwachung und die daraus resultierende mögliche Strombegrenzung von zentraler Bedeutung. Es ist hierbei wiederum zu überprüfen, ob der Spannungsbuckel vorliegt, in diesem Fall ist die weitere Ladung des Energiespeichers zu beenden.In the range of the state of charge of the energy storage of less than 95% is preferably worked with pulse and continuous currents of 1 to 25 C, at the same time a limitation must be made by a temperature monitoring. In the case of the reduction of the current, however, the preferred range is 0.5 to 1.5 C, usually as a continuous current. Especially in these areas are the temperature monitoring and the resulting possible current limit central. In this case, it is again to check whether the voltage hump is present, in this case, the further charge of the energy storage is to end.
Im Weiteren ist zu berücksichtigen, dass Nickel-Metallhydrid-Zellen nicht nur durch Tiefenentladung und Umpolung geschädigt werden, sondern oftmals in der positiven Elektrode Kobaltmetall, Kobaltsuboxid oder Kobaltoxid verwendet werden, welche beim ersten Laden, dem so genannten Formieren, derart elektrochemisch umgesetzt werden, dass ein effektives Leitfähigkeitsgerüst entsteht, das die extrem schlecht elektronisch leitenden Nickelhydroxidpartikel gut kontaktiert. Bei längerem Erreichen von Entladespannungen um die 0,8 Volt kann dieses Gerüst schleichend zerstört werden, was zu einer drastischen Verschlechterung des „Gesundheitszustands", auch SoH „State of Health" genannt, der Energiespeicherzellen und somit des Energiespeichers, in Bezug auf eine größtmögliche Leistungsnahme, führt.Furthermore, it should be noted that nickel-metal hydride cells are not only damaged by deep discharge and polarity reversal, but cobalt metal, cobalt suboxide or cobalt oxide are often used in the positive electrode, which are so electrochemically reacted during the first charging, the so-called forming, that an effective conductivity scaffold is formed, which contacts the extremely poorly electronically conductive nickel hydroxide particles well. With prolonged reaching discharge voltages around 0.8 volts, this scaffold can be gradually destroyed, resulting in a drastic deterioration of "health status", also called SoH "State of Health", the energy storage cells and thus the energy storage, in terms of maximum power , leads.
Eine rechtzeitig durchgeführte Ausgleichsladung, ohne gleichzeitig durch dieselbe durch unsachgemäße Wahl der Strombereiche oder Zeiten, in denen sich Zellen im Überladebereich befinden, Schäden hervorzurufen, ist somit ein ganz entscheidender lebensverlängernder Schritt für einen Energiespeicher, insbesondere wenn dieser aus einer Serienschaltung und/oder Reihenschaltung von Nickel- Metallhydrid-Zellen besteht. An equalizing charge carried out in good time, without simultaneously causing damage by improper selection of the current ranges or times in which cells are in the overcharge area, is thus a very decisive life-prolonging step for an energy store, in particular if it consists of a series connection and / or series connection of Nickel-metal hydride cells.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Laden eines Energiespeichers, bestehend aus mehreren seriell- und/oder parallel verschalteten Zellen, dadurch gekennzeichnet, dass während des Ladens des Energiespeichers mindestens zwei1. A method for charging an energy storage device, consisting of several serially and / or parallel connected cells, characterized in that during charging of the energy storage at least two
Ladespannungswerte hintereinander in zeitlich konstanten Intervallen erfasst werden, wobei ein erster Ladespannungswert mit mindestens einem zweitenCharge voltage values are sequentially detected in time-constant intervals, wherein a first charging voltage value with at least a second
Ladespannungswert verglichen wird, und das Laden des Energiespeichers beendet wird, wenn der ersteCharging voltage value is compared, and the charging of the energy storage is terminated when the first
Ladespannungswert größer oder gleich dem zweiten Ladespannungswert ist.Charging voltage value is greater than or equal to the second charging voltage value.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ladespannungswert ein aktuell erfasster Ladungsspannungswert ist und der erste ein unmittelbar vorherig erfasster Ladespannungswert ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the second charging voltage value is a currently detected charge voltage value and the first is an immediately previously detected charging voltage value.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladevorgang zeitlich erfasst wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the charging process is detected in time.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Laden des Energiespeichers zumindest ein zweites Mal durchgeführt wird. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the charging of the energy store is performed at least a second time.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher voll geladen ist, wenn beim zweiten Ladevorgang die erfasste Zeit bis zum Beenden des Ladens der erfassten Zeit bis zum Beenden des Ladens des ersten Ladevorgangs entspricht.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the energy store is fully charged when the second charging process, the detected time until completion of the charging of the detected time until completion of the loading of the first charging corresponds.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladevorgang nach einer definierten Zeitspanne beendet wird.6. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the charging process is terminated after a defined period of time.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladevorgang unterbrochen wird, wenn der Energiespeicher sich außerhalb eines definierten Temperaturbereiches befindet.7. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the charging process is interrupted when the energy storage is outside a defined temperature range.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturbereich als Bereich zwischen 100C und 400C definiert wird.8. The method according to claim 7, characterized in that the temperature range is defined as the range between 10 0 C and 40 0 C.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladevorgang bis zu einem Ladezustand (SoC) von 80% des Energiespeichers mit hohem Ladestrom und vorzugsweise gepulstem Ladestrom vorgenommen wird.9. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the charging is carried out up to a state of charge (SoC) of 80% of the energy store with high charging current and preferably pulsed charging current.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladevorgang in einem Ladezustandsbereich (SoC) von 90% bis 95% des Energiespeichers mit reduziertem Ladestrom vorgenommen wird.10. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the charging process in a state of charge (SoC) range from 90% to 95% of Energy storage is performed with reduced charging current.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladevorgang in einem Ladezustandsbereich von 95% bis 100% des Energiespeichers mit einem nahezu 90% verringertem Ladestrom bezogen auf den vorangegangenen Anspruch vorgenommen wird.11. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the charging in a state of charge range of 95% to 100% of the energy storage is made with a nearly 90% reduced charging current based on the preceding claim.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Energiespeicherzellen Nickel-Metallhydrid-Zellen (NiMH-Zellen) verwendet werden.12. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that are used as energy storage cells nickel-metal hydride cells (NiMH cells).
13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des Ladezustandes der einzelnen Energiespeicherzellen oder Teilverschaltungen (Modulen) aus diesen ein Ausgleich der Ladungen derselben vorgenommen wird.13. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that, depending on the state of charge of the individual energy storage cells or sub-circuits (modules) of these a compensation of the charges is made of the same.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleich betriebsbedingt vorgenommen wird. 14. The method according to claim 13, characterized in that the compensation is made operationally.
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