Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Laden von Batterien, insbesondere Blei-Säure-Batterien, mit einer vorgegebenen Ladeschlussspannung.

Prinzipiell ist die gegenständliche Erfindung für das Laden ver ^¬ schiedenster aufladbarer Batterien bzw. Akkumulatoren, beispielsweise Blei-Säure-Batterien, Lithiumbatterien, Nickel- Metallhydrid (NiMH) -Batterien und viele mehr, geeignet. Bei Blei-Säure-Batterien, wie sie beispielsweise für elektrisch angetriebene Fahrzeuge eingesetzt werden, ist das erfindungsgemäße Ladeverfahren und die erfindungsgemäße Ladevorrichtung wegen der hohen Abhängigkeit des Innenwiderstands derartiger Batterien vom Ladezustand, jedoch besonders vorteilhaft.

Bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen oder Transportmitteln, wie zum Beispiel sogenannten Flurförderzeugen (Stapler, Hubwagen, etc.), die häufig im Schichtbetrieb eingesetzt werden, ist eine regelmäßige Ladung der Batterien zwischen den Betriebs- oder Schichtzeiten erforderlich. Üblicherweise erfolgt die Ladung der Batterien unabhängig von deren Ladezustand. Der Innenwiderstand von Batterien, insbesondere jener von Blei-Säure-Batterien, weist aufgrund der chemischen Vorgänge in den Zellen der Batte ^¬ rie eine starke Abhängigkeit vom jeweiligen Ladezustand auf. Insbesondere ist der Innenwiderstand bei geringer Ladung der Batterie höher, weist bei einem mittleren Ladezustand ein Minimum auf und steigt dann in Abhängigkeit des Ladezustands wieder an. Darüber hinaus ist der Innenwiderstand von Batterien auch stark abhängig von der Betriebstemperatur und vom Alter der Batterie .

Übliche Batterieladevefahren nehmen auf den jeweiligen Ladezustand der Batterie und den momentanen Innenwiderstand keine Rücksicht, weshalb keine optimale und schonende Ladung der Bat ^¬ terie resultiert und damit auch die Lebensdauer der Batterie herabgesetzt wird. Häufig werden die Batterien mit konstantem Ladestrom geladen. Beispielsweise beschreibt die EP 2 244 329 AI ein Ladeverfahren zum Laden einer Batterie einer unterbrechungsfreien Spannungsversorgung, wobei die Ladeparameter bei Tempera- turänderungen und dem Batteriealter entsprechend dynamisch ange- passt werden.

Während des Ladens mit konstantem Ladestrom bei einer entladenen Batterie ist anfangs der Innenwiderstand der Batterie groß, wes ^¬ halb es zu einer erhöhten Erwärmung der Batterie und in der Folge zu einer Alterung derselben kommt.

Verbesserungen können erzielt werden, wenn die aktuelle Ladespannung der Batterie beim Ladevorgang berücksichtigt wird. Bei ^¬ spielsweise beschreiben die WO 96/16460 AI oder die DE 10 2009 051 731 AI derartige Batterieladeverfahren und -Vorrichtungen.

Insbesondere beim Laden der Batterien von Flurförderzeugen steht meist eine definierte Ladezeit zum Laden der Batterien zwischen den einzelnen Arbeitsschichten verschiedener Schichtmodelle zur Verfügung. Dadurch, dass jedoch weder auf den aktuellen Ladezustand noch auf das Alter der Batterie Rücksicht genommen wird, kommt es regelmäßig zu einer übermäßigen Erwärmung der Batterie und somit zu erhöhter Alterung (Arrhenius-Gesetz ) . Die in der Batterie ablaufenden chemischen Reaktionen werden daher nicht optimal ausgenützt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher in der Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Laden einer Batterie, insbesondere Blei-Säure-Batterie, durch welche die

Effizienz der Ladung und somit der Wirkungsgrad gesteigert und die Lebensdauer der Batterie verlängert werden kann. Insbesonde ^¬ re soll bei ausreichender Ladezeit eine optimale Ladung der Bat ^¬ terie ermöglicht werden. Nachteile bekannter Ladesysteme sollen verhindert oder zumindest reduziert werden.

Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein oben genann ^¬ tes Verfahren zum Laden einer Batterie, wobei vor dem Ladevorgang der Ladezustand der Batterie festgestellt wird, und die Batterie während des Ladevorgangs mit einem Ladestrom oder einer Ladespannung beaufschlagt wird, der oder die so geregelt wird, dass die Ladespannung während einer vorgegebenen Ladezeit zwischen einer Ladestartspannung gemäß dem Ladezustand der Batterie und der Ladeschlussspannung erhöht wird. Vor dem eigentlichen Ladevorgang wird also der aktuelle Ladezustand der Batterie er ^¬ mittelt und danach der Ladestrom oder die Ladespannung an diesen Ladezustand der Batterie und die eingestellte oder vorgegebene Ladezeit angepasst. Anstatt, dass mit konstantem Ladestrom unab ^¬ hängig vom Ladezustand der Batterie geladen wird, nimmt das er ^¬ findungsgemäße Verfahren auf den tatsächlichen Ladezustand der Batterie und die mögliche Ladezeit Rücksicht und passt die La ^¬ dung an diese beiden Parameter entsprechend an. Dadurch, dass die Erhöhung der Ladespannung zwischen der Ladestartspannung und der Ladeschlussspannung der Batterie während der Ladezeit durch entsprechende Regelung des Ladestromes oder der Ladespannung erfolgt, wird indirekt auf den aktuellen Innenwiderstand der Bat ^¬ terie Rücksicht genommen. Somit erfolgt eine schonende Ladung der Batterie unter optimaler Ausnützung der zur Verfügung stehenden Ladezeit. In der Folge kommt es nur zu einer minimalen Erwärmung der Batterie und somit zu einer Minimierung der Alterung, wodurch die Lebensdauer der Batterie erhöht werden kann. Durch das erfindungsgemäße Verfahren sind Steigerungen des Lade ^¬ wirkungsgrades im Bereich zwischen 5 und 15 % erreichbar. Das Verfahren lässt sich relativ leicht realisieren. Insbesondere moderne Batterieladegeräte mit integrierten Mikroprozessoren zur Steuerung der Ladevorgänge und entsprechender Regelgenauigkeit können im Wesentlichen durch bloße Software-Updates entsprechend umgerüstet werden. Die Ladestartspannung kann im einfachsten Fall der LeerlaufSpannung der Batterie entsprechen oder einer Spannung, welche die Batterie aufweist, nachdem sie einen Pro- zess vor Durchführung des Ladeverfahrens, beispielsweise ein De- polarisationsverfahren, durchlaufen hat.

Vorteilhafterweise wird der Ladestrom oder die Ladespannung derart geregelt, dass die Ladespannung während der Ladezeit zwi ^¬ schen der Ladestartspannung und der Ladeschlussspannung linear erhöht wird. Dies ermöglicht eine einfache Realisierung des La ^¬ deverfahrens, indem eine Rampe der Ladespannung zwischen der Ladestartspannung und der Ladeschlusspannung über die vorgegebene Ladezeit erzeugt wird. Ist die Batterie beispielsweise zu Beginn mehr geladen, weist sie also eine höhere Spannung auf, wird die Steigung der Spannungsrampe reduziert, aber dennoch im Wesentli ^¬ chen die volle Ladezeit ausgenützt. Dadurch dass die Spannungs ^¬ rampe durch entsprechende Regelung des Ladestromes oder der Ladespannung realisiert wird, erfolgt auch eine automatische Einstellung auf den jeweiligen Innenwiderstand der Batterie. Ab ^¬ weichungen vom linearen Verlaufs der Ladespannung können für bestimmte Anwendungen von Vorteil sein und eventuell noch weitere Effizienzsteigerungen mit sich bringen. Die Regelung kann auch vorsehen, dass die Spannungsrampe in mehrere Teilrampen mit un ^¬ terschiedlicher Steigung unterteilt wird, um beispielsweise das Auftreten eines zu hohen Ladestromes in der Phase des minimalen Innenwiderstands der Batterie auszugleichen.

Wenn der Ladestrom oder die Ladespannung derart geregelt wird, dass die Ladespannung während der Ladezeit kontinuierlich erhöht wird, braucht praktisch keine Messung des Innenwiderstands der Batterie durchgeführt werden, sondern nur die Spannungsrampe während der Ladezeit durch entsprechende Regelung des Ladestro ^¬ mes oder der Ladespannung erzeugt werden. Das Erhöhen der Ladespannung über die Ladezeit erfolgt üblicherweise stetig, könnte aber auch in diskreten Schritten durchgeführt werden.

Anstelle einer kontinuierlichen Erhöhung der Ladespannung kann der Ladestrom oder die Ladespannung während der Ladezeit auch schrittweise erhöht werden, wobei mittels Strom- und Span ^¬ nungspulsen der Innenwiderstand der Batterie gemessen und der Ladestrom oder die Ladespannung an den gemessenen Innenwiderstand entsprechend angepasst wird. Bei einem derartigen diskon ^¬ tinuierlichen Ladeverfahren kann noch besser auf den

tatsächlichen Zustand der Batterie Rücksicht genommen und die Ladung mit optimaler Effizienz vorgenommen werden. Grundsätzlich kann der Ladevorgang sowohl durch eingeprägte Strompulse als auch durch eingeprägte Spannungspulse erfolgen, wobei die resul ^¬ tierende Ladespannung während der vorgegebenen Ladezeit zwischen der Ladestartspannung gemäß dem Ladezustand der Batterie und der Ladeschlussspannung erhöht wird. In den Pulspausen erfolgt die Messung des Innenwiderstands der Batterie. Beim Einprägen von Strompulsen kann dies durch Messung der Spannungsantwort, welche beim Reduzieren des Stromwerts auf einen vorgegebenen Wert oder auf Null resultiert, erfolgen.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird eine Meldung ausgegeben, wenn der zur Erzielung der Ladespannung während der Ladezeit notwendige Ladestrom oberhalb eines maximal möglichen Ladestroms liegt. Reicht für die vorgegebene Ladezeit der Ladestrom nicht aus, würde die Batterie in dieser Ladezeit nicht vollgeladen werden können. Durch die Meldung kann der Benutzer darauf Rücksicht nehmen und beispielsweise die Ladezeit entsprechend erhö ^¬ hen .

Dabei ist es von Vorteil, wenn ein entsprechender unterer Grenzwert für die Ladezeit angezeigt wird, innerhalb welchem das La ^¬ den der Batterie mit dem maximal möglichen Ladestrom bis zum Erreichen der Ladeschlussspannung möglich ist. Durch die Anzeige des unteren Ladezeit-Grenzwerts weiß der Benutzer, in welcher minimalen Zeit die Batterie wieder in vollgeladenem Zustand zur Verfügung stehen kann. Dies ist insbesondere bei der laufenden Verwendung von Batterien in einem Schichtbetrieb, beispielsweise beim Einsatz in Flurförderzeugen, von Relevanz.

Der Ladezustand der Batterie kann im einfachsten Fall durch Messung der aktuellen LeerlaufSpannung festgestellt werden. Die aktuelle LeerlaufSpannung kann dann als Ladestartspannung

verwendet werden, oder es können Verfahren angewendet werden, welche die Batterie auf den Ladevorgang vorbereiten (beispiels ^¬ weise Depolarisationsverfahren) und die dann resultierende Spannung der Batterie als Ladestartspannung herangezogen werden. Anstelle der Messung der aktuellen LeerlaufSpannung zur Feststellung des Ladezustands der Batterie, kann dieser auch über Säuredichtebestimmung, Amperestundenbilanzierung oder Impedanzmessung durchgeführt werden.

Vorteile können erzielt werden, wenn die Batterie vor dem Lade ^¬ vorgang depolarisiert wird, wenn die LeerlaufSpannung unter einem vorgegeben Grenzwert liegt, indem der Ladestrom oder die Ladespannung derart geregelt wird, dass eine Spannungsrampe zwi ^¬ schen der LeerlaufSpannung der Batterie und einer definierten Depolarisationsspannung erzeugt wird. Durch eine derartige Depo- larisation kann ein „verschobenes" Elektrodenpotential einer Batterie wieder ins Gleichgewicht gerückt werden. Die nach dem Depolarisationsvorgang resultierende Spannung der Batterie entspricht dann der Ladestartspannung des Ladeverfahrens. Die Depolarisations-Spannungsrampe kann zumindest einmal wieder ^¬ holt werden. Die Dauer des Depolarisationsvorgangs wird als Bruchteil der zur Verfügung stehenden gesamten Ladezeit gewählt. Beispielsweise kann die Dauer der Depolarisation bei einer Ladedauer von einigen Studen im Bereich weniger Minuten gewählt werden .

Nach erfolgtem Ladevorgang mit Erreichen der Ladeschlussspannung kann eine Nachladung zur Vollladung der Batterie vorgenommen werden. Für das Nachladen bzw. Vollladen der Batterie können verschiedene übliche Verfahren verwendet werden.

Anstelle der Eingabe der gewünschten Ladezeit kann auch die ge ^¬ wünschte Uhrzeit, zu welcher die Batterie vollgeladen sein soll, eingegeben oder vorgegeben werden und die Ladezeit als Differenz dieses vorgegebenen Endzeitpunkts des Ladevorgangs und der aktu ^¬ ellen Zeit ermittelt werden. Dies erleichtert die Handhabung des Ladegeräts, da der Benutzer die verfügbare Ladezeit nicht mehr berechnen muss, sondern bloß angeben muss, wann er die vollgeladene Batterie benötigt. Insbesondere bei einem Schichtbetrieb ist eine derartige Möglichkeit von Vorteil.

Die vorgegebene Ladezeit kann auf einen Bruchteil, insbesondere auf 50% bis 90% der vorgegebenen Ladezeit reduziert werden, um noch ausreichend Zeit für den allfälligen Depolarisationsvorgang oder andere Prozeduren zu haben. Auch wird durch eine derartige Verkürzung der definitiven Ladezeit sichergestellt, dass bereits vor dem vereinbarten Zeitpunkt die Batterie vollgeladen ist und beispielsweise vor einem Schichtbeginn rechtzeitig in ein Flurförderzeug eingebaut werden kann.

Wenn der Beginn des Ladevorgangs um eine Zeitspanne verzögert wird, kann beispielsweise ein wirtschaftlicher Vorteil durch Ausnützung billigeren Nachtstroms erzielt werden.

Dabei kann eine maximal mögliche Zeitspanne für die Verzögerung des Ladevorgangs vorgeschlagen und angezeigt werden. Dadurch kann dem Benutzer zum Beispiel die Möglichkeit der Ausnützung billigeren Nachtstroms angeboten werden. Dieser muss die Verzögerung dann durch entsprechende Betätigung an der Batterielade- Vorrichtung einstellen.

Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe auch durch eine oben genannte Batterieladevorrichtung, bei der eine Einrichtung zur Feststellung des Ladezustands der Batterie vorgesehen ist, wei ^¬ ters an der Ein-/Ausgabeeinrichtung die Ladezeit vorgebbar ist, und die Steuervorrichtung zur Regelung des Ladestromes oder der Ladespannung ausgebildet ist, dass die Ladespannung während der vorgegebenen Ladezeit der Batterie zwischen einer Ladestartspannung gemäß dem Ladezustand der Batterie und der Ladeschlussspannung erhöht wird. Eine derartige Batterieladevorrichtung ist besonders einfach und kostengünstig realisierbar. Beispielsweise kann eine derartige Batterieladevorrichtung mit gegebener Regelgenauigkeit durch ein entsprechendes Update der Software der Steuervorrichtung realisiert werden. Die Eingabe der gewünschten Ladezeit kann über die übliche Ein-/Ausgabeeinrichtung erfolgen.

Für eine optimale Ein- und Ausgabemöglichkeit und flexible An ^¬ passungsfähigkeit an die jeweiligen Erfordernisse ist es von Vorteil, wenn die Ein-/Ausgabeeinrichtung durch einen Touchs- creen gebildet ist.

Zu weiteren Merkmalen und Vorteilen einer Batterieladevorrichtung zur Ausführung des obigen Batterieladeverfahrens wird auf die obige Beschreibung des Ladeverfahrens und die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen verwiesen.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Laden einer

Batterie ;

Fig. 2 der übliche Verlauf des Innenwiderstands einer Blei-Säu ^¬ re-Batterie in Abhängigkeit des Ladezustands und Alters der Batterie;

Fig. 3 ein schematisches Zeitdiagramm eines erfindungsgemäßen

Ladeverfahrens ;

Fig. 4 die Verläufe des Ladestroms, der Ladespannung und des In ^¬ nenwiderstands einer Batterie in Abhängigkeit des Ladezu ^¬ stands bei einem konventionellen Ladeverfahren mit konstantem Strom;

Fig. 5 die Verläufe des Ladestroms, der Ladespannung und des In ^¬ nenwiderstands eine Batterie in Abhängigkeit des Ladezu ^¬ stands beim erfindungsgemäßen Ladeverfahren;

Fig. 6 eine Variante des Ladeverfahrens mit einer Spannungsrampe mit unterschiedlichen Steigungen;

Fig. 7 die Verläufe des Ladestroms, der Ladespannung und des In ^¬ nenwiderstands eine Batterie in Abhängigkeit des Ladezu ^¬ stands bei verschiedenen Alterungszuständen der Batterie;

Fig. 8 eine Alternative des Ladeverfahrens mit Strompulsen; und

Fig. 9 die zeitlichen Verläufe des Ladestroms und der Ladespan ^¬ nung der Batterie bei einem Beispiel des erfindungsgemä ^¬ ßen Ladeverfahrens.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 1 zum Laden einer Batterie 10. Die Batterieladevorrichtung 1 umfasst Anschlüsse 2 und 3 zur Verbindung mit der aufzuladenden Batterie 10. Üblicherweise wird die Batterieladevorrichtung 1 mit dem Wechselspannungsnetz 4 verbunden und die Wechselspannung des Wechselspannungsnetzes 4 in einem entsprechenden Wandler 5 umgewandelt. In einer Ladeschaltung 6, die verschiedenartig ausge ^¬ bildet sein kann, wird der für die Batterie 10 erforderliche Ladestrom I _L und die Ladespannung U _L erzeugt. Eine Steuervorrichtung 7, welche beispielsweise durch einen Mikroprozessor gebildet sein kann, übernimmt die Steuerung der Ladeschaltung 6. Über eine Ein-/Ausgabeeinrichtung 8, welche beispielsweise durch einen Touchscreen gebildet sein kann, erfolgt die Eingabe erforderlicher Parameter und die Ausgabe bzw. Anzeige von Informatio ^¬ nen über den Ladevorgang. Über eine Schnittstelle 9, welche mit der Steuervorrichtung 7 verbunden ist, können Daten ausgelesen bzw. in die Batterieladevorrichtung 1 geladen werden. Beispielsweise kann die Schnittstelle 9 durch eine USB (Universal Serial Bus ) -Schnittstelle gebildet sein, über welche auch Updates der Software der Steuervorrichtung 7 vorgenommen werden können.

Ebenso kann die Schnittstelle 9 durch ein Ethernet-Schnittstelle oder dergleichen gebildet sein, über welche die Batterieladevorrichtung 1 mit einem Netzwerk, insbesondere dem Internet, verbunden werden kann.

Fig. 2 zeigt den üblichen Verlauf des Innenwiderstands R _± einer Blei-Säure-Batterie in Abhängigkeit des Ladezustands und Alters der Batterie. Die Kurve A zeigt den Innenwiderstand R _± einer Blei-Säure-Batterie in Abhängigkeit des Ladezustands für eine neue Batterie. Bei einem mittleren Ladezustand (hier etwa 40%) weist der Innenwiderstand R _± ein Minimum auf. Sowohl bei einem niedrigeren Ladezustand als auch höheren Ladezustand steigt der Innenwiderstand R _± aufgrund verschiedener chemischer Reaktionen in der Batterie an. Wird die Batterie, wie üblich, mit einem konstanten Strom geladen, ohne auf den jeweiligen Innenwiderstand R _± der Batterie Rücksicht zu nehmen, entstehen beim Lade ^¬ vorgang relativ hohe Verluste und die Batterie wird in einem erhöhten Ausmaß erwärmt. Die Erwärmung der Batterie führt wie ^¬ derum zu erhöhter Korrosion der Batterie und zu einer Verringerung deren Lebensdauer (Arrhenius-Gesetz ) . Die Kurve B zeigt den Verlauf des Innenwiderstands R _± einer älteren Batterie in Abhän ^¬ gigkeit des Ladezustands, die über der Kurve A der neuen Batte ^¬ rie angeordnet ist, da der Innenwiderstand R _± mit dem Alter der Batterie steigt. Darüber hinaus existiert eine starke Abhängig ^¬ keit des Innenwiderstands R _± von Batterien von der jeweiligen Erwärmung. Mit steigender Temperatur sinkt der Innenwiderstand R _± der Batterie üblicherweise.

Fig. 3 zeigt ein schematisches Zeitdiagramm des Ladestroms I _L und der Ladespannung U _L eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Laden von Batterien. Das Ladeverfahren umfasst beispielsweise vier Phasen, die mit römischen Ziffern gekennzeichnet sind. In Phase I erfolgt die Ermittlung des Ladezustands der Batterie, indem beispielsweise die LeerlaufSpannung U _LL ermittelt wird. Darüber hinaus wird in der Testprozedur überprüft, ob die Batterielade ^¬ vorrichtung den benötigten Ladestrom I _L zum Laden der Batterie über die eingestellte bzw. vorgegebene Ladezeit t ' _Lade n überhaupt zur Verfügung stellen kann. Dies geschieht durch Anlegen von Spannungsrampen vor Beginn der Ladephase III. Die Dauer der Spannungsrampen steht in einem gewissen Verhältnis zur vorgegebenen Ladezeit t' _Lad en- Die Spannungsrampen können ein- oder mehr ^¬ mals wiederholt werden und am Ende der Spannungsrampe wird der Strom gemessen. Anhand des gemessenen Stroms lässt sich der maximale Ladestrom I _L in der Ladephase III abschätzen. Kann der Ladestrom I _L von der Batterieladevorrichtung nicht zur Verfügung gestellt werden, muss die definitive Ladezeit t ' _Lade n entsprechend erhöht werden. Dies kann beispielsweise durch Anzeigen eines un ^¬ teren Grenzwerts für die Ladezeit t _Lade n,min an der Batterieladevor ^¬ richtung vorgegeben werden.

Vor der eigentlichen Ladephase III (Hauptladephase) kann eine Depolarisation der Batterie gemäß Phase II vorgenommen werden. Diese Phase wird insbesondere dann durchgeführt, wenn die Leer ^¬ laufspannung U _LL der Batterie unter einem bestimmten Grenzwert U _LLG liegt. Während der Depolarisationsphase II werden Spannungsram ^¬ pen an die Batterie angelegt, wodurch ein verschobenes Elektro ^¬ denpotential der Batterie ins Gleichgewicht gerückt werden kann. Die Dauer der Depolarisationsphase II wird als Bruchteil der ef ^¬ fektiven Ladezeit t ' _Lade n gewählt. Nach Abschluss der Depolarisati ^¬ onsphase II beginnt der eigentliche Ladevorgang III. Die nach der Depolarisationsphase II resultierende Spannung der Batterie ist nunmehr die Ladestartspannung U _M der Ladephase III. Wird keine Depolarisationsphase II vorgenommen, würde die Leerlauf ^¬ spannung U _LL der Batterie als Ladestartspannung U _M herangezogen.

Erfindungsgemäß wird die Ladespannung U _L während der Ladezeit t ' _Lad en zwischen der Ladestartspannung U _LA und der durch die Batte ^¬ rie festgelegten Ladeschlussspannung U _LS erhöht. Die Ladeschlusss ^¬ pannung U _LS ist abhängig von der verwendeten Batterietechnologie, der Anzahl der Zellen sowie der Batterietemperatur. Im dargestellten Beispiel wird die Ladespannung U _L kontinuierlich und linear zwischen der Ladestartspannung U _LA und der

Ladeschlussspannung U _LS während der Ladezeit t ' _Lade n erhöht. Um einen derartigen linearen Verlauf der Ladespannung U _L zu erreichen, muss der Ladestrom I _L oder die Ladespannung U _L entsprechend geregelt werden, sodass sich der gewünschte Verlauf der Lade ^¬ spannung U _L , wie dargestellt, ergibt. Durch die entsprechende Re ^¬ gelung erfolgt indirekt eine Berücksichtigung des

Innenwiderstands R _± der Batterie, ohne dass dieser aber wirklich gemessen wird. Durch die Berücksichtigung des sich ändernden Innenwiderstands R _T während des Ladevorgangs III können die La ^¬ dungsverluste und somit die Erwärmung der Batterie deutlich reduziert werden. In der Folge kann die Batterielebensdauer entsprechend erhöht werden. Die definitive Zeit t ' _Lade n des Hauptlade ^¬ vorgangs III ist ein Bruchteil der insgesamt zur Verfügung stehenden Ladezeit t _Lade n, beispielsweise 50-80% davon. Die Netto- zeit für den Ladevorgang III wird mit t ' _Lade n gekennzeichnet.

Nach Abschluss des Hauptladeverfahrens in Phase III kann noch ein Nachladevorgang IV zur Vollladung angeschlossen werden. Hier können verschiedene bekannte Verfahren zur Nachladung bzw. Vollladung der Batterie angewendet werden.

Fig. 4 zeigt die Verläufe des Ladestroms I _L der Ladespannung U _L und des Innenwiderstands R _± einer Batterie in Abhängigkeit des Ladezustands bei einem konventionellen Ladeverfahren mit konstantem Ladenstrom I _L . Bei einem derartigen Standardladeverfahren wird die Batterie mit einem konstanten Ladestrom I _L geladen, weshalb sich ein entsprechender Verlauf für die Ladespannung U _L in Abhängigkeit des komplexen Innenwiderstands R _± der Batterie er ^¬ gibt. Während der Ladephase wird der sich ändernde Innenwider ^¬ stand R _± der Batterie nicht berücksichtigt. Bis zu einer gewissen Ladespannung U _L bleibt der Ladestrom I _L konstant (stromkonstant) oder im Wesentlichen konstant (leistungskonstant) . In der Folge entstehen während der Ladung unterschiedliche Ladungsverluste, die zu unterschiedlicher Erwärmung der Batterie führen, insbesondere zu erhöhter Erwärmung, welche die Lebensdauer der Batterie reduziert.

Im Vergleich dazu zeigt Fig. 5 die Verläufe des Ladestroms I _L der Ladespannung U _L und des Innenwiderstands R _± einer Batterie in Ab ^¬ hängigkeit des Ladezustands beim erfindungsgemäßen Ladeverfahren. Nach der Testprozedur und allenfalls dem

Depolarisationsvorgang, wird die Ladespannung U _L von der Ladestartspannung U _LA der Batterie bis zur Ladeschlussspannung U _LS erhöht. Um einen derartigen Verlauf der Ladespannung U _L zu

erzielen, muss der Ladestrom I _L entsprechend geregelt werden, wodurch eine Berücksichtigung des sich ändernden Innenwiderstands Ri automatisch erfolgt. Somit resultiert ein Verlauf des Lade ^¬ stroms I _L , der bei einem im Wesentlichen mittleren Ladezustand (hier etwa 30-40%) ein Maximum aufweist. Durch dieses Ladeverfahren können die Verluste während des Ladens reduziert und so ^¬ mit auch die Batterieerwärmung reduziert werden, was positiven Einfluss auf die Batterielebensdauer hat. Während des Ladevor ^¬ gangs wird der Innenwiderstand R _± der Batterie nicht gemessen. Im Gegensatz zu einem kontinuierlichen Anstieg der Ladespannung U _L kann diese aber auch über Strompulse oder Spannungspulse erhöht werden und zwischen den Strom- oder Spannungspulsen der Innenwiderstand R _± der Batterie gemessen oder berechnet und der nächste Strompuls oder Spannungspuls an den gemessenen Innenwiderstand R _± angepasst werden (siehe Fig. 8) .

Fig. 6 zeigt eine Variante gegenüber dem Ladeverfahren gemäß Fig. 5, bei dem die Regelung des Ladestromes I _L oder der Lade ^¬ spannung U _L derart erfolgt, dass die rampenförmige Ladespannung U _L verschiedene Teilabschnitte mit verschiedenen Steigungen auf ^¬ weist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beginnt das Ladever ^¬ fahren mit einem steileren Anstieg der Ladespannung U _L , geht dann in einen Teilabschnitt mit geringerer Steigung über und endet wieder mit einem Abschnitt mit steilerem Anstieg der Ladespannung U _L bis zur Ladeschlussspannung U _LS . Durch eine derartige Ab ^¬ flachung der Rampe der Ladespannung U _L kann das Maximum des

Ladestromes I _L bei minimalem Innenwiderstand R _± reduziert werden. Dadurch ist ein Ladegerät mit geringerem maximalen Ladestrom I _L ausreichend .

Fig. 7 zeigt die Verläufe des Ladestroms I _L , der Ladespannung U _L und des Innenwiderstands R _± einer Batterie in Abhängigkeit des Ladezustands beim erfindungsgemäßen Ladeverfahren bei unterschiedlichem Alterungszustand der Batterie. Während bei einer neuwertigen Batterie der Innenwiderstand R _± niedriger ist, steigt dieser im Laufe des Alters der Batterie entsprechend an. Die Kurve R' i zeigt den Verlauf des Innenwiderstands R _± einer geal ^¬ terten Batterie. Beim erfindungsgemäßen Ladeverfahren wird nun die Ladespannung U _L entsprechend eingeprägt und bleibt somit un ^¬ verändert, egal wie alt die Batterie ist. Der Ladestrom I _L hinge ^¬ gen, der zur Erzielung des wunschgemäßen Verlaufs der

Ladespannung U _L entsprechend geregelt wird, ist bei einer geal ^¬ terten Batterie aufgrund des höheren Innenwiderstands R' _± ent ^¬ sprechend reduziert. Dies wird durch den Verlauf des Ladestroms I' _L veranschaulicht.

Fig. 8 zeigt die Verläufe des Ladestromes I _L , der Ladespannung U _L und des Innenwiderstands R _± einer Batterie in Abhängigkeit des Ladezustands beim erfindungsgemäßen Ladeverfahren unter Anwendung von Strompulsen, welche zur Erzielung des rampenförmigen Verlaufs der Ladespannung U _L entsprechend geregelt werden. Dabei ist der Verlauf der Ladespannung U _L nur schematisch dargestellt. In der Realität wird die Ladespannung U _L nicht linear ansteigen, sondern entsprechend der Pulse des Ladestromes I _L Veränderungen aufweisen. In den Pausen zwischen zwei Strompulsen wird der Innenwiderstand Ri gemessen und in die Regelung des Ladestromes I _L miteinbezogen, indem der Ladestrom I _L in Abhängigkeit des gemessenen Innenwiderstands R _± geregelt wird. Zur Messung des Innenwi ^¬ derstands R _± ist eine Absenkung des Stroms auf einen bestimmten Wert ausreichend; es ist nicht erforderlich den Strom auf Null zu reduzieren. Zur Erfassung des komplexen Innenwiderstands R _± der Batterie wird die Spannungsantwort während einer bestimmten Zeit erfasst und daraus der Innenwiderstand R _± berechnet. Anstel ^¬ le von Strompulsen können auch Spannungspulse eingeprägt werden. Diese Variante ist jedoch von der Regelung aufwendiger.

Schließlich zeigt Fig. 9 noch die zeitlichen Verläufe des Ladestroms I _L und der Ladespannung U _L der Batterie bei einem Beispiel des erfindungsgemäßen Ladeverfahrens. Während der Ladephase III sinkt der Ladestrom allmählich ab, wodurch die Verluste während der Ladung reduziert werden können.

Das erfindungsgemäße Ladeverfahren bewirkt einen erhöhten Ge ^¬ samtwirkungsgrad und aufgrund der dadurch verringerten Tempera ^¬ turerhöhung, eine Verlängerung der Batterielebensdauer und somit eine Verlängerung der Einsatzfähigkeit der Batterie, beispiels ^¬ weise in einem Flurförderzeug. In der Folge kommt es in der Bat ^¬ terie auch zu weniger Wasserverlust. Durch die optimale

Ausnutzung der gesamten Ladezeit t _Lade n bzw. Nettoladezeit t ' _Lade n kann die Batterie schonend geladen werden. Durch Ausnutzung von Zeiten, in welchen Energie billiger ist, beispielsweise Nacht ^¬ strom, kann es auch zu weiteren wirtschaftlichen Vorteilen kommen. Beispielsweise kann auch vor Einleitung der Ladephase eine Verzögerung um eine Zeitspanne At _v vorgenommen werden (nicht dargestellt) .