EP1856786A2 - Akkumulator und verfahren zu dessen betrieb - Google Patents

Akkumulator und verfahren zu dessen betrieb

Info

Publication number
EP1856786A2
EP1856786A2 EP06723287A EP06723287A EP1856786A2 EP 1856786 A2 EP1856786 A2 EP 1856786A2 EP 06723287 A EP06723287 A EP 06723287A EP 06723287 A EP06723287 A EP 06723287A EP 1856786 A2 EP1856786 A2 EP 1856786A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
accumulator
voltage
output
lithium
charging
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.)
Withdrawn
Application number
EP06723287A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Axel Muntermann
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Publication of EP1856786A2 publication Critical patent/EP1856786A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H02J7/0068—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply

Definitions

  • the invention relates to accumulators with at least one chargeable electrochemical cell, in particular accumulators with high discharge current for use in medical devices such as defibrillators, and a method for charging and discharging of accumulators.
  • Batteries or accumulator cells are often used to power mobile electrical appliances.
  • Typical accumulator types are lead acid accumulators, which are used, for example, in car batteries, or alkaline accumulators, which include, among others, nickel cadmium (NiCd) and nickel metal hydride (NiMH) accumulators.
  • NiCd cells which include the so-called memory effect, self-discharge of the cells, low volume capacity, as well as the use of toxic
  • Components are owned by the more advanced NiMH cells only partially avoided. In particular, memory effect and self-discharge also occur in NiMH cells.
  • lithium ion (Li-ion) accumulators have significantly better properties. This accumulator type has no memory effect and minimal self-discharge. In addition, lithium-ion cells have a significantly higher specificity and therefore have a significantly lower weight.
  • the differential cell voltage of NiCd or NiMH cells presents another problem in switching to Li Ion accumulators.
  • the problem is that the voltage supplied by an accumulator is in principle defined by the number of cells connected in series and therefore only one Many times the cell voltage of the cells used can be and therefore usually does not match the voltage of the Li-ion battery with the voltage of the battery to be replaced. This is particularly problematic if in the device a power supply is integrated to charge the battery or existing chargers should continue to be used.
  • the invention is therefore based on the object to show a way how accumulators can be provided and used with better properties, especially in mobile electrical devices.
  • Another object of the invention is to provide a way to use accumulators in devices, which for the
  • Advantageous embodiments and further developments are described in the respective subclaims.
  • accumulator is understood in the following to mean an electrochemical energy store, which has a or more chargeable electrochemical cells.
  • a plurality of cells may be connected in parallel and / or in series within the accumulator, adapted to the values of the accumulator voltage and of the discharge current required for the respective intended use.
  • the accumulator comprises at least one chargeable electrochemical cell, an electrical connection at the output of the accumulator for supplying and / or dissipating electrical energy, a housing surrounding the at least one chargeable electrochemical cell, and a control circuit for controlling the charging process of the accumulator and / or the provision of the accumulator voltage at the output of the accumulator.
  • the control circuit is preferably disposed within the housing of the accumulator.
  • the accumulator is designed for operation, in which at least temporarily at the output of the accumulator an external voltage, for example from a power supply, is applied, which below the
  • control circuit is advantageously designed to monitor whether the external voltage is present, and depending on this, the charging process of the accumulator and / or the
  • the temporarily applied to the output of the accumulator external voltage is provided in particular by a temporarily connected to an electrical supply network power supply, which is integrated, for example, in the supplied from the accumulator electrical device.
  • the invention allows through the integrated control circuit, the use of a lithium-ion battery with a higher battery voltage in a manner that ensures the charging function without changes in To make the device itself.
  • control circuit advantageously comprises a corresponding controllable switch, by means of which the accumulator voltage can be switched to the output or separated from it.
  • control circuit further advantageously comprises a controllable charging circuit, which preferably has a
  • Voltage converter comprises, converts the external voltage in a higher, suitable for charging the battery voltage.
  • rechargeable battery voltage refers to the voltage which is supplied by the at least one electrochemical cell of the rechargeable battery and can be selectively applied to the output of the rechargeable battery by means of the controllable switch.
  • the control circuit For monitoring the voltage applied to the output of the accumulator, the control circuit preferably has at least one comparator, which is designed to compare the voltage present at the output of the accumulator with a reference voltage.
  • the first comparator responds when the monitored voltage is below a reference voltage and the second comparator when the monitored voltage is above a reference voltage. Since the charging process of the accumulator and / or the provision of the accumulator voltage at the output of the accumulator is controlled by the control circuit in dependence on whether the external voltage is present, the at least one comparator is preferably designed to control the controllable switch and / or the controllable charging circuit ,
  • control circuit is advantageously designed to set the accumulator voltage at the output of the accumulator when detecting a voltage applied to the output of the accumulator voltage below a reference voltage and to interrupt the charging of the accumulator by the charging circuit. Accordingly, the
  • Control circuit advantageously designed to separate the accumulator voltage from the output of the accumulator when detecting a voltage applied to the output of the accumulator above the reference voltage and to perform the charging of the accumulator by means of the charging circuit.
  • control circuit comprises at least one timer, which is connected between the at least one comparator and the controllable switch and / or the controllable charging circuit and is adapted to delay the control signal of the comparator by a predetermined delay time.
  • control signal of the comparator is delayed by a corresponding timer by a predetermined delay time, which serves to disconnect the accumulator voltage from the output of the accumulator and in particular controls the provided for this purpose controllable switch.
  • a predetermined delay time which serves to disconnect the accumulator voltage from the output of the accumulator and in particular controls the provided for this purpose controllable switch.
  • the charging of the battery or the activation of the charging circuit is preferably delayed by a second predetermined delay time by a second timer, wherein this delay time is preferably set so that the charging process is not started before detecting an external voltage applied to the output. Whether an external voltage is applied to the output is recognized by the fact that the detection of a voltage applied to the output of the accumulator voltage below the reference voltage is omitted when the battery voltage is disconnected from the output of the accumulator.
  • control circuit advantageously comprises an energy store for storing electrical energy, which is designed in particular as a capacitor.
  • the invention generally allows in a particularly advantageous manner, the operation of a battery in an electrical device which is at least temporarily connected to a power supply, wherein in the connected state, the power supply serves both to operate the electrical device and to charge the battery, however, the electrical device for charging the accumulator only provides a voltage which is at least below the maximum charging voltage of the accumulator. This application occurs especially when a new battery type higher voltage is to be used in an existing electrical device.
  • the accumulator according to the invention advantageously comprises at least two cells connected in series and / or at least two cells connected in parallel.
  • any other number in series and / or parallel connected accumulator cells is within the scope of the invention.
  • An inventive method for operating an accumulator with a switchable at the output of the accumulator accumulator voltage and an at least temporarily applied to the output of the accumulator external voltage, which is below the accumulator voltage at fully charged accumulator comprises the
  • the temporarily applied to the output of the battery external voltage is provided for example by a temporarily connected to an electrical power supply power supply.
  • the monitoring of the voltage applied to the output of the accumulator advantageously comprises the comparison with a predetermined reference voltage.
  • the method provides that the battery voltage is applied to the output of the battery and the charging of the battery is interrupted when the monitored voltage below a predetermined
  • Reference value falls. This is typically the case when the external voltage is disconnected from the output of the accumulator.
  • the accumulator voltage at cyclic intervals separated from the output of the accumulator.
  • the charging of the accumulator is preferably carried out only when the monitored voltage over a predetermined period of time is above a predetermined reference value or an applied external voltage has been detected. Accordingly, the predetermined voltage reference value is preferably below the voltage value of the external voltage.
  • the method advantageously provides that the charging of the accumulator by the voltage applied to the output of the accumulator external voltage comprises the conversion of a voltage. Furthermore, the method preferably provides for storing electrical energy, which is provided in particular by the accumulator, in an energy store, in particular a capacitor.
  • the method provides in a further embodiment that is automatically switched from the at least first accumulator to the at least second accumulator.
  • the inventor has further surprisingly found that accumulators based on certain lithium-ion cells can be operated without the protection circuit otherwise required for lithium-ion cells.
  • an accumulator which at least one
  • Lithium ion cell an electrical connection for the supply and / or discharge of electrical energy, a housing surrounding the at least one lithium-ion cell, and a communication interface for the communication between the accumulator and a to be supplied
  • the communication interface is adapted to the properties of the lithium-ion cell and the lithium-ion cell is adapted to be operated without protection circuit.
  • the invention thus provides a lithium ion cell based battery which can be operated without a protection circuit protecting the cells from overcharging, overdischarging, and short circuiting.
  • the communication interface may be preferred, for example be adapted to support the Smart Battery System (SBS), wherein the exchanged with the electrical equipment to be supplied protocol data on the properties of the lithium ion cells used, which can be operated without protection circuit adapted.
  • SBS Smart Battery System
  • At least one electrode of the lithium ion cell comprises manganese.
  • the positive electrode of the lithium-ion cell has a nickel / manganese mixture. The use of these materials significantly improves cell performance in terms of overcharging, overdischarging and short circuiting.
  • the lithium-ion cell is advantageously designed as a lithium-polymer cell.
  • Polymer-based accumulator cells for example with a solid or gelatinous polymer electrolyte layer, allow the production of thin foil batteries and thus a favorable shape design for installation in portable devices.
  • the lithium-ion cell has a maximum
  • an accumulator according to the invention advantageously comprises at least two series-connected and / or at least two lithium ion cells connected in parallel.
  • the at least one meets
  • Lithium ion cell meets the safety standard according to UL 1642.
  • a protection circuit integrated in the accumulator is not required.
  • the at least one lithium-ion cell is preferably for discharging in one
  • the lithium-ion cell is advantageous for charging in an operating temperature range of at least 10 ° to 40 ° C, in particular 5 ° to 45 ° C, in particular 0 ° to 50 0 C, suitable.
  • the lithium-ion cell preferably has a vibration resistance according to EN 1789.
  • the lithium-ion cell has an initial capacity of preferably at least 1400 mAh, in particular at least 1600 mAh, in particular at least 1800 mAh, in particular at least 2000 mAh, in order to ensure a sufficient operating time of the accumulator.
  • the lithium-ion cell preferably attains a high percentage of its initial capacity over a large number of charging and discharging cycles to ensure a long life of the battery.
  • the lithium-ion cell advantageously has a capacity of at least 60%, in particular 70%, in particular 80%, of the initial capacity after approximately 500 charge cycles with an average discharge current of 1.5 A and a discharge to a storage voltage of approximately 3V.
  • the lithium-ion cell advantageously has a capacity of at least 40%, in particular 50%, in particular 60%, of the initial capacity after approximately 500 charging cycles with an average discharge current of 4.5 A and a discharge to a battery voltage of approximately 3V.
  • the lithium-ion cell has a maximum discharge current of at least 10 A, in particular 30 A, in particular 50 A, on.
  • the invention provides an accumulator arrangement, which comprises at least a first and a second accumulator as described above, as well as a connection for the supply and / or discharge of electrical energy, and an electronic assembly, which is designed for unloading the accumulator arrangement to discharge the second accumulator only when the first accumulator is completely discharged.
  • an electronic assembly which is designed for unloading the accumulator arrangement to discharge the second accumulator only when the first accumulator is completely discharged.
  • An accumulator according to the invention can be used particularly advantageously in electrical appliances which require a high discharge current and high availability.
  • the invention therefore further comprises a medical device, in particular with a device for monitoring the
  • An inventive medical device advantageously comprises an integrated power supply which can be connected to an electrical supply network.
  • the accumulator according to the invention may already comprise at least one power supply.
  • the power supply is preferably integrated or arranged in or on the housing of the accumulator.
  • the invention provides a charger which is designed to charge an accumulator described above.
  • the above-described lithium ion cell based battery and the corresponding accumulator arrangement have a number of advantageous properties over conventional accumulators. These include an increased mechanical stability, a usability in a wider temperature range, an increased
  • an inventive accumulator and / or accumulator arrangement is particularly advantageous for use in a medical device, which in particular comprises a device for monitoring cardiac functions and / or a defibrillator.
  • a medical device which in particular comprises a device for monitoring cardiac functions and / or a defibrillator.
  • an accumulator according to the invention for example in a defibrillator / monitor system of Type LifePak 12 from Medtronic, the operating time of currently about 2.5 h when using a NiCd accumulator to about 5.5 h using a 3s3p accumulator according to the invention (3s3p: three lithium ion cells serially and three connected in parallel) and about 11 h be increased when using an accumulator arrangement with two batteries.
  • the medical device comprises means for determining the accumulator voltage and / or means for automatically switching from the at least first accumulator to the at least second accumulator.
  • the first accumulator for general operation of the medical device and the second is used as a spare or Notakkumulator.
  • the Notakkumulator is only used when the first accumulator for the operation of the medical device is not sufficient
  • the invention automatically switches over to the second accumulator.
  • a user of the medical device need not first check the state of the first accumulator or even make a manual change or a manual switching to the second accumulator.
  • the means for automatically switching from the at least first accumulator to the at least second accumulator may also already be included in the accumulator arrangement according to the invention.
  • the accumulator arrangement, the medical device and / or the charger preferably a signal color or a color that is clearly perceptible to the human eye is applied to the above-mentioned devices.
  • the applied color may be a luminous color which comprises corresponding phosphors as constituents.
  • the devices mentioned in the preceding paragraph can have at least one light source, for example an LED.
  • the light source can in this case continuously emit light or, in order to increase the signal effect, emit the light in the form of short, preferably periodic, light pulses or flashing.
  • said devices may comprise at least one sound source.
  • the sound source can continuously emit sound, in particular at least one sound, or, in order to increase the signal effect, emit the sound in the form of short, preferably periodic, sound pulses.
  • said sound source further comprises means for detecting an acoustic signal, preferably a tone sequence. The sound source starts transmitting only after detecting this acoustic Signal, which is transmitted for example by a user of the medical device.
  • the light source and / or the sound source has or have, in particular, at least one own accumulator for the supply, which, for example, can also be charged via the charging process according to the invention.
  • a medical device according to the invention can be advantageously used, for example, in public facilities, in off-shore facilities, in sports facilities, in railway stations or on airfields.
  • the larger temperature range comes into play, in which a medical device can be operated with a rechargeable battery according to the invention.
  • a rechargeable battery according to the invention Due to the long shelf life of a rechargeable battery according to the invention also the use in defibrillator and / or monitor devices is advantageous, which are installed for emergencies, for example, in sports facilities or train stations and are conventionally equipped with disposable batteries, for example dry batteries.
  • Fig. L a schematically a control circuit for controlling the loading and unloading of an inventive
  • Fig. L.b schematically a control circuit for controlling the
  • FIG. 1 c shows an extended embodiment of the control circuit from FIG. 1 b
  • FIG. 2 shows a schematic functional diagram of the control circuit shown in FIG. 1 a
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a first embodiment of a rechargeable battery according to the invention
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a second one
  • Embodiment of an accumulator according to the invention which for interconnecting a plurality
  • Fig. 6 is a schematic representation of a third embodiment of an inventive
  • FIG. 7 schematically shows a diagram of the charging characteristic of a lithium ion cell which is preferably used in a rechargeable battery according to the invention
  • FIG. 8 schematically shows a diagram of the discharge capacity as a function of the discharge current of a lithium ion cell preferably used in a rechargeable battery according to the invention
  • FIG. 9 shows schematically a diagram of the discharge capacity as a function of the temperature of a lithium ion cell which is preferably used in an inventive rechargeable battery;
  • FIG. 10 schematically shows a diagram with discharge curves at different discharge currents of a lithium ion cell preferably used in a rechargeable battery according to the invention
  • FIG. 11 shows schematically a diagram with discharge curves at different temperatures of a rechargeable battery preferably used in an inventive rechargeable battery
  • FIG. 12 schematically shows a diagram of the capacitance of a lithium ion cell preferably used in a rechargeable battery according to the invention as a function of the charging cycles at a discharge current of 1.5 A,
  • FIG. 13 schematically shows a diagram of the capacitance of a lithium ion cell preferably used in an accumulator according to the invention as a function of the charging cycles with a discharge current of 4.5 A.
  • FIG. 1 a shows a schematic block diagram of a control circuit for regulating the charging and discharging of a rechargeable battery according to the invention during operation with an external voltage 20 applied at least partially to the output 30 of the rechargeable battery, which is lower than the rechargeable battery voltage 10 at least when the rechargeable battery is fully charged.
  • control circuit shown in Fig. La in conjunction with the associated, in Fig. 2 described functional diagram described.
  • the external voltage 220, the voltage 210 present at the output of the accumulator, as well as the respective switching states 230 and 240 of the discharge switch 70 and the charging circuit 80 are shown as a function of time.
  • the discharge switch has the switching state ON, i. the accumulator voltage 10 is applied to the output 30 and therefore corresponds to the output voltage 210.
  • the charging circuit at this time has the switching state OFF, i. the accumulator will not charge.
  • the external voltage 20 is applied to the output 30, represented in FIG. 2 by the voltage curve 220 of the external voltage. For the external voltage, a desired range is shown in FIG.
  • the reference voltage 40 which is below the external voltage 20, is also shown in Fig. 2 by a corresponding line. At the start time, the voltage applied to the output is above the reference voltage.
  • the comparator 54 has already responded to this state at a time before the start time and generated a control signal. This
  • Control signal was delayed by the delay element 62 by the time Tl and forwarded in this example at time tl.
  • the control signal of the discharge switch 70 is switched to the switching state OFF and the output 30 is thus at the external voltage 20 at.
  • the control signal comparator 54 is delayed by a further delay time T2 and passed to the charging circuit 80 at time t2 and this switched to the switching state ON to to charge the accumulator by means of the applied external voltage 20.
  • the external voltage 20 is turned off and this falls to zero, a drop in the voltage applied to the output is buffered by an example designed as a capacitor energy storage 90. Nevertheless, the voltage 210 present at the output 30 drops below the reference voltage 40 at the time t4. As a result, the comparator 52 responds and instantaneously switches the discharge switch 70 to the switching state ON and the charging circuit to the switching state OFF. At time t5, therefore, the accumulator voltage 10 is again present at the output 30.
  • the comparator 54 is responsive and switches the discharge switch 70 after the delay time Tl in the switching state OFF, whereby the voltage at the output 30 falls again.
  • the comparator 54 switches the discharge switch 70 after the delay time Tl in the switching state OFF, whereby the voltage at the output 30 falls again.
  • the external voltage 220 is at zero or below the reference voltage 40
  • the output voltage again falls below the reference voltage 40 and again the comparator 52 switches, before the expiration of the delay time T2
  • the charging process of the accumulator is therefore not started.
  • 1 b schematically shows a further control circuit, in particular for charging a rechargeable battery according to the invention.
  • the control circuit comprises an integrated circuit 925 for monitoring the voltage during the charging process.
  • the circuit 925 shown has two channels by way of example, of which only one channel, the upper channel in the figure, is used.
  • the accumulator 102 or at least one cell of the accumulator 102 is connected to a power supply unit 980.
  • Voltage 20 is reduced via the acting as a voltage divider resistors 901, 902 and 903 or Rl, R2 and R3 to an adapted for a comparator 910 order of magnitude.
  • the comparator 910 compares the reduced voltage with a reference or comparison voltage 920, which, for example, has a value of about 1.3 V, as hereinbefore. As long as the reduced voltage is smaller than the comparison voltage 920, the output of the inverter is connected through a boosting inverter 930 and a MOS-FET 941
  • a transistor 950 is switched on or off via the base resistor or resistor 904 or R4, thus switching a relay 960.
  • the transistor 950 addresses the coil 960 belonging to the relay 960 and the transistor 950 Line 915 between power supply 980 and the cells of accumulator 102 is closed by relay 960.
  • the operating voltage is now also applied via relay contact 960 to the cells of accumulator 102 to be charged.
  • the operating voltage is preferably approximately 12.25 V. If the voltage rises to a value greater than 12.25 V, this is detected via the resistors R 1, R 2 and R 3 acting as voltage dividers and the output of the circuit 928 is set to "Low". so that the relay 960 switches and the line 915 and thus the loading is interrupted. As a result, damage to the cells of the accumulator 102 is avoided by an excessive operating voltage.
  • the diode 970 is formed as a reverse-biased Zener diode or Zener diode.
  • the diode 970 is selected such that its Z voltage matches the system or circuit 925 critical voltage. As soon as the operating voltage exceeds a voltage level detrimental to the circuit 925 or the system, the diode 970 exhibits a greatly reduced resistance, the operating voltage of the power supply 980 through resistor R5 to ground, thus protecting the circuit from potential damage.
  • the Zener diode has a Z voltage of about 15V.
  • Fig. Lc shows a further embodiment of the control circuit according to the invention.
  • the circuit corresponds to the circuit shown in Figure lb and is extended with the resistor 906 or R ⁇ and a diode 971, which are seconded parallel to the relay 960. Via the diode 971, the power supply 980 or a connected defibrillator, even with the switch open, here with the relay 960 open, determine whether the accumulator 102 is connected.
  • the relay 960 shown in FIGS. 1b and 1c another component with a suitable function for establishing the connection between the power supply unit 980 and the accumulator 102, such as, for example, a MOS-FET, may also be used.
  • 3 shows a schematic representation of a first embodiment of a rechargeable battery 102 according to the invention, which has three manganese-based lithium ion cells 110 connected in series. Are also advantageous to
  • the accumulator has in this embodiment, an electronic module 120, which is used for communication with the electrical device to be supplied.
  • the electronic assembly 120 may further include a control circuit as described above.
  • the connection plug 130 of the accumulator 102 comprises connection contacts 132 and 134 for supplying or discharging electrical energy, as well as a communication interface 136 for the unidirectional or bidirectional exchange of protocol data. As a result, individual information associated with the accumulator 102 can be retrieved and / or stored in a memory of the electronic module 120.
  • Communication interface or the exchanged protocol data are adapted to the properties of the lithium ion cells used, which can be operated without protection circuit.
  • 4 shows a schematic illustration of a second embodiment of an accumulator 104 according to the invention, which is designed to interconnect a plurality of accumulators.
  • the accumulator 104 additionally has a connection socket 140, comprising connection contacts 142 and 144 for supplying or removing electrical energy, as well as a communication interface 146 for the uni- or bidirectional exchange of data.
  • the terminal socket 140 is further configured to receive a terminal plug 130. In this way, at least two similar Accumulators 104 are connected to one another.
  • the accumulator 104 additionally has a further electronic module 150.
  • the assemblies 120 and 150 are designed to cascade the accumulators to be discharged and / or charged.
  • the assemblies 120 and 150 are each designed to discharge the accumulator 104' when discharging via the terminal of the accumulator 104 only when the accumulator 104 is already completely discharged is.
  • FIG. 6 shows a further advantageous embodiment of an accumulator according to the invention, which comprises a state of charge indicator 300 which is in this
  • Embodiment displays the current state of charge of the battery by means of LEDs 310.
  • the display may be activated via a pressure switch 320 as needed.
  • a further light-emitting diode 330 is provided as a wear indicator in this embodiment, which indicates, for example, the achievement of a predetermined number of charging cycles of the accumulator.
  • the wear indicator also several LEDs can be provided, which are activated depending on the completed charging cycles.
  • any other suitable type of optical or non-optical indication of the state of charge and / or the charging cycles of the accumulator is within the scope of the invention.
  • FIGS. 7 to 13 Various properties of manganese-based lithium-ion cells are shown in FIGS. 7 to 13, which are preferably used in an accumulator according to the invention.
  • Fig. 7 schematically shows a diagram of the charging characteristic of the lithium-ion cell. Depicted are charging voltage 410, charging capacity 420 and charging current 430.
  • FIG. 8 schematically shows a diagram of the discharge capacity 510 as a function of the discharge current of the lithium-ion cell at a temperature of 23 ° C., the cell being charged at a voltage of 4.2 V and a charging current of IA over 3 h and the discharging process at 3 , 0 V is canceled.
  • FIG. 9 shows schematically a diagram of the discharge capacity 520 as a function of the temperature of the lithium-ion cell, wherein the cell was charged at a voltage of 4.2 V and a charging current of IA over 3 h, and FIG
  • FIG. 10 schematically shows a diagram with discharge curves 610, 620 630, 640 and 650 of the lithium-ion cell at different discharge currents.
  • FIG. 11 schematically shows a diagram with discharge curves 710, 720, 730, 740 and 750 of the lithium-ion cell at different temperatures.
  • Fig. 12 shows schematically a diagram of the capacity 810 of the lithium-ion cell as a function of the number of charging cycles at a discharge current of 1.5 A.
  • FIG. 13 shows accordingly a schematic diagram of the capacity 820 of the lithium-ion cell as a function of the number of charge cycles at a discharge current of 4.5 A.
  • connection contacts for supplying or removing electrical energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)
  • Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)

Abstract

Um Akkumulatoren mit besseren Eigenschaften insbesondere für mobile elektrische Geräte bereitzustellen, sowie um Akkumulatoren in Geräten zu verwenden, welche für den Einsatz mit Akkumulatoren eines anderen Typs, insbesondere mit Zellen einer anderen Zellspannung, ausgelegt sind, sieht die Erfindung einen Akkumulator zum Betrieb mit einer zumindest zeitweise am Ausgang des Akkumulators anliegenden externen Spannung, welche unterhalb der Ausgangsspannung des Akkumulators in dessen voll aufgeladenem Zustand liegt, vor, welcher zumindest eine ladbare elektrochemische Zelle, einen elektrischen Anschluss am Ausgang des Akkumulators für das Zuführen und/oder Abführen von elektrischer Energie, ein die zumindest eine ladbare elektrochemische Zelle umgebendes Gehäuse, und eine Regelschaltung zum Regeln des Aufladevorgangs des Akkumulators und/oder des Bereitsteilens der Akkumulatorspannung am Ausgang des Akkumulators aufweist. Die Erfindung sieht ferner ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Akkumulators vor. Die Erfindung schlägt außerdem einen Akkumulator vor, welcher zumindest eine Lithiumionenzelle umfasst, sowie eine Kommunikationsschnittstelle für die Kommunikation zwischen dem Akkumulator und einem zu versorgenden Verbraucher, welche auf die Eigenschaften der Lithiumionenzelle angepasst ist, wobei die Lithiumionenzelle für einen Betrieb ohne Schutzschaltung geeignet ist. Weiterhin sieht die Erfindung eine Akkumulator-Anordnung, ein medizinisches Gerät, ein Ladegerät, sowie die Verwendung eines Akkumulators bzw. eines medizinischen Gerätes vor.

Description

Akkumulator und Verfahren zu dessen Betrieb
Beschreibung
Die Erfindung betrifft Akkumulatoren mit mindestens einer ladbaren elektrochemischen Zelle, insbesondere Akkumulatoren mit hohem Entladestrom zum Einsatz in medizinischen Geräten wie Defibrillatoren, sowie ein Verfahren zum Auf- und Entladen von Akkumulatoren.
Zur Energieversorgung mobiler elektrischer Geräte werden häufig Akkumulatoren oder Akkumulator-Zellen eingesetzt. Übliche Akkumulatortypen sind Blei-Säure-Akkumulatoren, welche beispielsweise in Autobatterien Anwendung finden, oder alkalische Akkumulatoren, zu denen unter anderem Nickel-Cadmium (NiCd)- und Nickel-Metall-Hydrid (NiMH)- Akkumulatoren zählen.
Große Bedeutung haben die eine negative Elektrode aus metallischem Cadmium aufweisenden Ni-Cd-Akkumulatoren erlangt, welche als kleine gasdichte gekapselte Knopf- und Rundzellen wegen ihrer Wartungsfreiheit häufig zur Stromversorgung in elektronischen Geräten, wie zum Beispiel Taschenrechnern, Rundfunkgeräten, Mobiltelefonen oder Blitzlichtgeräten eingesetzt werden.
Die bekannten Nachteile der NiCd-Zellen, zu denen der sogenannte Memory-Effekt, Selbstentladung der Zellen, geringe Volumenkapazität, sowie die Verwendung toxischer
Bestandteile gehören, werden durch die fortschrittlicheren NiMH-Zellen nur teilweise vermieden. Insbesondere Memory- Effekt und Selbstentladung treten auch bei NiMH-Zellen auf.
Wesentlich bessere Eigenschaften hingegen haben Lithium- Ionen (Li-Ion) -Akkumulatoren . Bei diesem Akkumulatortyp tritt kein Memory-Effekt und nur eine minimale Selbstentladung auf. Außerdem weisen Lithiumionenzellen eine deutlich höhere spezifische auf und haben daher ein deutlich geringeres Gewicht.
Herkömmliche Lithiumionenzellen benötigen jedoch eine aufwendige elektronische Schutzschaltung (Protection Circuit Module/ PCM) , welche die Zellen vor Überladen und Überentladen, sowie gegen Kurzschluß schützt, da sonst die Gefahr einer Zerstörung oder Explosion der Zellen besteht. Eine Schutzschaltung für Lithiumionenzellen wird beispielsweise in EP 0 871 273 Al bechrieben. Der Einsatz eines Akkumulators, welcher mit einer Schutzschaltung ausgestattet ist, birgt prinzipiell das Risiko einer Fehlfunktion und damit eines unerwarteten Ausfalls. Dies macht insbesondere den Einsatz in medizinischen Geräten, wie beispielsweise in der Rettungsmedizin eingesetzten Defibrillatoren, aufgrund der dort geforderten hohen Verfügbarkeit problematisch. Daher haben Lithiumionen- Akkumulatoren im Bereich medizinischer Geräte trotz ihrer besseren Eigenschaften bisher keine Verbreitung gefunden.
Ferner stellt die unterschiedliche Zellspannung von NiCd- bzw. NiMH-Zellen, welche beide eine Nominalspannung von etwa 1,25 V aufweisen, und Lithiumionenzellen mit einer Nominalspannung von etwa 3,6 V bis 3,7 V ein weiteres Problem bei der Umstellung auf Li-Ion-Akkumulatoren dar. Das Problem besteht darin, dass die Spannung, welche ein Akkumulator liefert, prinzipiell durch die Anzahl der in Reihe geschalteten Zellen definiert ist und demnach nur ein Vielfaches der Zellspannung der verwendeten Zellen sein kann und daher in der Regel die Spannung des Li-Ion- Akkumulators nicht mit der Spannung des zu ersetzenden Akkumulators übereinstimmt. Dies ist insbesondere dann problematisch, wenn im Gerät ein Netzteil zum Aufladen des Akkumulators integriert ist oder bestehende Ladegeräte weiter verwendet werden sollen. Wird in diesem Fall für den Li-Ion-Akkumulator eine Spannung gewählt, welche oberhalb des zu ersetzenden Akkumulators liegt, so wird der Li-Ion- Akkumulator nie voll aufgeladen. Wird hingegen für den Li- Ion-Akkumulator eine Spannung gewählt, welche unterhalb des zu ersetzenden Akkumulators liegt, ist möglicherweise kein korrekter Betrieb des Gerätes gewährleistet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie Akkumulatoren mit besseren Eigenschaften bereitgestellt und eingesetzt werden können, insbesondere in mobilen elektrischen Geräten. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Weg zum Einsatz von Akkumulatoren in Geräten aufzuzeigen, welche für den
Einsatz mit Akkumulatoren eines anderen Typs, insbesondere mit Zellen einer anderen Zellspannung, ausgelegt sind.
Diese Aufgabe wird in höchst überraschend einfacher Weise durch einen Akkumulator gemäß Anspruch 1 und 23, ein
Verfahren zum Betrieb eines Akkumulators gemäß Anspruch 14, sowie eine Akkumulator-Anordnung gemäß Anspruch 41, ein medizinisches Gerät gemäß Anspruch 43, ein Ladegerät gemäß Anspruch 50 und eine Verwendung gemäß einem der Ansprüche 51, 52 oder 53 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen umschrieben.
Unter dem Ausdruck Akkumulator wird im Folgenden ein elektrochemischer Energiespeicher verstanden, welcher eine oder mehrere ladbare elektrochemische Zellen aufweist. Mehrere Zellen können innerhalb des Akkumulators parallel und/oder in Reihe geschaltet sein, angepasst an die für den jeweiligen Einsatzzweck erforderlichen Werte der Akkumulatorspannung und des Entladestroms.
Der erfindungsgemäße Akkumulator umfasst zumindest eine ladbare elektrochemische Zelle, einen elektrischen Anschluss am Ausgang des Akkumulators für das Zuführen und/oder Abführen von elektrischer Energie, ein die zumindest eine ladbare elektrochemische Zelle umgebendes Gehäuse, und eine Regelschaltung zum Regeln des Aufladevorgangs des Akkumulators und/oder des Bereitsteilens der Akkumulatorspannung am Ausgang des Akkumulators. Zweckmäßigerweise ist die Regelschaltung vorzugsweise innerhalb des Gehäuses des Akkumulators angeordnet. Der Akkumulator ist für einen Betrieb ausgelegt, in dem zumindest zeitweise am Ausgang des Akkumulators eine externe Spannung, beispielsweise von einem Netzteil, anliegt, welche unterhalb der
Ausgangsspannung des Akkumulators in dessen voll aufgeladenem Zustand liegt. Die Regelschaltung ist dementsprechend vorteilhaft dazu ausgebildet zu überwachen, ob die externe Spannung anliegt, und in Abhängigkeit davon den Aufladevorgang des Akkumulators und/oder das
Bereitstellen der Akkumulatorspannung am Ausgang des Akkumulators zu regeln. Die zeitweise am Ausgang des Akkumulators anliegende externe Spannung wird dabei insbesondere von einem zeitweise an ein elektrisches Versorgungsnetz angeschlossenen Netzteil bereitgestellt, welches beispielsweise in das von dem Akkumulator zu versorgende elektrische Gerät integriert ist.
Für elektrische Geräte, welche bisher beispielsweise mit NiCd- oder NiMH-Akkumulatoren mit einer Akkumulatorspannung von zum Beispiel 10 V betrieben werden und mit einer integrierten Ladeeinrichtung zum Aufladen der Akkumulatoren ausgestattet sind, ermöglicht die Erfindung durch die integrierte Regelschaltung den Einsatz eines Lithium-Ionen- Akkumulators mit einer höher liegenden Akkumulatorspannung auf eine Weise, welche die Ladefunktion gewährleistet ohne Änderungen am Gerät selbst vornehmen zu müssen.
Zum Bereitstellen der Akkumulatorspannung am Ausgang des Akkumulators umfasst die Regelschaltung vorteilhaft einen entsprechenden steuerbaren Schalter, mittels dessen die Akkumulatorspannung auf den Ausgang geschaltet oder von diesem getrennt werden kann. Zum Aufladen des Akkumulators umfasst die Regelschaltung ferner mit Vorteil eine steuerbare Ladeschaltung, welche vorzugsweise einen
Spannungswandler umfasst, um die externe Spannung in eine höhere, zum Aufladen des Akkumulators geeignete Spannung wandelt .
Der Begriff Akkumulatorspannung bezeichnet die Spannung, welche von der zumindest einen elektrochemischen Zelle des Akkumulators geliefert wird und mittels des steuerbaren Schalters wahlweise auf den Ausgang des Akkumulators gelegt werden kann.
Zum Überwachen der am Ausgang des Akkumulators anliegenden Spannung weist die Regelschaltung bevorzugt zumindest einen Komparator auf, welcher dazu ausgebildet ist, die am Ausgang des Akkumulators anliegende Spannung mit einer Referenzspannung zu vergleichen. Es können insbesondere auch zwei Komparatoren vorgesehen sein, wobei der erste Komparator anspricht, wenn die überwachte Spannung unterhalb einer Referenzspannung liegt und der zweite Komparator, wenn die überwachte Spannung oberhalb einer Referenzspannung liegt. Da der Aufladevorgang des Akkumulators und/oder das Bereitstellen der Akkumulatorspannung am Ausgang des Akkumulators von der Regelschaltung in Abhängigkeit davon geregelt wird, ob die externe Spannung anliegt, ist der zumindest eine Komparator bevorzugt dazu ausgebildet, den steuerbaren Schalter und/oder die steuerbare Ladeschaltung anzusteuern .
Insbesondere ist die Regelschaltung vorteilhaft dazu ausgebildet, bei Erkennen einer am Ausgang des Akkumulators anliegenden Spannung unterhalb einer Referenzspannung die Akkumulatorspannung an den Ausgang des Akkumulators zu legen und den Aufladevorgang des Akkumulators durch die Ladeschaltung zu unterbrechen. Entsprechend ist die
Regelschaltung vorteilhaft dazu ausgebildet, bei Erkennen einer am Ausgang des Akkumulators anliegenden Spannung oberhalb der Referenzspannung die Akkumulatorspannung von dem Ausgang des Akkumulators zu trennen und den Aufladevorgang des Akkumulators mittels der Ladeschaltung auszuführen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Regelschaltung zumindest ein Zeitglied, welches zwischen den zumindest einen Komparator und den steuerbaren Schalter und/oder die steuerbare Ladeschaltung geschaltet und dazu ausgebildet ist, das Steuersignal des Komparators um eine vorgegebene Verzögerungszeit zu verzögern.
Insbesondere wird bei Erkennen einer am Ausgang des Akkumulators anliegenden Spannung oberhalb der Referenzspannung dasjenige Steuersignal des Komparators mittels eines entsprechenden Zeitglieds um eine vorgegebene Verzögerungszeit verzögert, welches zum Trennen der Akkumulatorspannung vom Ausgang des Akkumulators dient und insbesondere den zu diesem Zweck vorgesehenen steuerbaren Schalter ansteuert. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Akkumulatorspannung in zyklischen Abständen vom Ausgang des Akkumulators getrennt wird, um zu überprüfen, ob die unterhalb der Akkumulatorspannung liegende externe Spannung am Ausgang anliegt.
Vorzugsweise wird durch ein zweites Zeitglied das Ausführen des Aufladevorgangs des Akkumulators beziehungsweise das Aktivieren der Ladeschaltung um eine zweite vorgegebene Verzögerungszeit verzögert, wobei diese Verzögerungszeit bevorzugt so eingestellt ist, dass der Aufladevorgang nicht vor Erkennen einer am Ausgang anliegenden externen Spannung begonnen wird. Ob eine externe Spannung am Ausgang anliegt, wird dadurch erkannt, dass das Erkennen einer am Ausgang des Akkumulators anliegenden Spannung unterhalb der Referenzspannung ausbleibt, wenn die Akkumulatorspannung vom Ausgang des Akkumulators getrennt wird.
Um die Versorgung eines am Ausgang des Akkumulators angeschlossenen Verbrauchers zu gewährleisten, wenn die Akkumulatorspannung bei nicht anliegender externer Spannung vom Ausgang des Akkumulators getrennt wird, umfasst die Regelschaltung vorteilhaft einen Energiespeicher zum Speichern elektrischer Energie, welcher insbesondere als Kondensator ausgebildet ist.
Durch die beschriebene Regelschaltung ermöglicht die Erfindung generell in besonders vorteilhafter Weise das Betreiben eines Akkumulators in einem elektrischen Gerät, welches zumindest zeitweise an eine Spannungsversorgung angeschlossen wird, wobei im angeschlossenen Zustand die Spannungsversorgung sowohl zum Betreiben des elektrischen Gerätes als auch zum Aufladen des Akkumulators dient, das elektrische Gerät jedoch zum Aufladen des Akkumulators nur eine Spannung bereitstellt, welche zumindest unterhalb der maximalen Ladespannung des Akkumulators liegt. Dieser Anwendungsfall tritt insbesondere dann auf, wenn in einem bestehenden elektrischen Gerät ein neuer Akkumulatortyp höherer Spannung eingesetzt werden soll.
Ferner können die Anforderungen an Spannung und Kapazität des Akkumulators je nach Einsatzzweck unterschiedlich sein. Daher umfasst der erfindungsgemäße Akkumulator vorteilhaft zumindest zwei in Reihe geschaltete und/oder zumindest zwei parallel geschaltete Zellen. Selbstverständlich liegt auch jede andere Anzahl in Reihe und/oder parallel geschalteter Akkumulatorzellen im Rahmen der Erfindung.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb eines Akkumulators mit einer schaltbar am Ausgang des Akkumulators anliegenden Akkumulatorspannung und einer zumindest zeitweise am Ausgang des Akkumulators anliegenden externen Spannung, welche unterhalb der Akkumulatorspannung bei voll aufgeladenem Akkumulator liegt, umfasst das
Überwachen der am Ausgang des Akkumulators anliegenden Spannung, sowie das Anlegen der Akkumulatorspannung an den Ausgang des Akkumulators und das Aufladen des Akkumulators durch die am Ausgang des Akkumulators anliegende externe Spannung, wobei das Anlegen der Akkumulatorspannung und das Aufladen des Akkumulators in Abhängigkeit der überwachten Spannung erfolgt. Die zeitweise am Ausgang des Akkumulators anliegende externe Spannung wird beispielsweise von einem zeitweise an ein elektrisches Versorgungsnetz angeschlossenen Netzteil bereitgestellt wird.
Das Überwachen der am Ausgang des Akkumulators anliegenden Spannung umfasst vorteilhaft das Vergleichen mit einer vorgegebenen Referenzspannung. Vorzugsweise sieht das Verfahren vor, dass die Akkumulatorspannung an den Ausgang des Akkumulators gelegt wird und das Aufladen des Akkumulators unterbrochen wird, wenn die überwachte Spannung unter einen vorgegebenen
Referenzwert fällt. Dies ist typischerweise der Fall, wenn die externe Spannung vom Ausgang des Akkumulators getrennt wird.
Wird nun die externe Spannung wiederum an den Ausgang des Akkumulators angelegt, stellt es sich als problematisch dar, dies zu erkennen, wenn die Akkumulatorspannung einen höheren Wert aufweist, als die externe Spannung, da sich der am Ausgang anliegende Spannungspegel bei diesem Vorgang nicht ändert.
Vorteilhaft wird daher zur Überprüfung, ob die externe Spannung am Ausgang des Akkumulators anliegt, die Akkumulatorspannung in zyklischen Zeitabständen vom Ausgang des Akkumulators getrennt. Nach Trennen der
Akkumulatorspannung vom Ausgang des Akkumulators wird das Aufladen des Akkumulators vorzugsweise erst dann ausgeführt, wenn die überwachte Spannung über einen vorgegebenen Zeitraum oberhalb eines vorgegebenen Referenzwertes liegt beziehungsweise eine anliegende externe Spannung erkannt wurde. Dementsprechend liegt der vorgegebene Spannungs-Referenzwert vorzugsweise unterhalb des Spannungswertes der externen Spannung.
Da die externe Spannung zumindest unterhalb der maximalen Ladespannung des Akkumulators liegt, sieht das Verfahren vorteilhaft vor, dass das Aufladen des Akkumulators durch die am Ausgang des Akkumulators anliegende externe Spannung das Wandeln einer Spannung umfasst. Ferner sieht dass Verfahren vorzugsweise vor, elektrische Energie, welche insbesondere vom Akkumulator bereitgestellt wird, in einem Energiespeicher, insbesondere einem Kondensator, zu speichern.
Bei der Verwendung von zumindest zwei Akkumulatoren, insbesondere von zumindest einem ersten Akkumulator und zumindest einem zweiten Akkumulator, sieht das Verfahren in einer weiteren Ausführungsform vor, dass automatisch von dem zumindest ersten Akkumulator auf den zumindest zweiten Akkumulator umgeschaltet wird.
Der Erfinder hat ferner überraschend herausgefunden, dass Akkumulatoren auf Basis bestimmter Lithiumionenzellen ohne die sonst für Lithiumionenzellen erforderliche Schutzschaltung betrieben werden können.
Dementsprechend wird die Aufgabe ferner durch einen Akkumulator gelöst, welcher zumindest eine
Lithiumionenzelle, einen elektrischen Anschluß für das Zuführen und/oder Abführen von elektrischer Energie, ein die zumindest eine Lithiumionenzelle umgebendes Gehäuse, und eine Kommunikationsschnittstelle für die Kommunikation zwischen dem Akkumulator und einem zu versorgenden
Verbraucher, wobei die Kommunikationsschnittstelle an die Eigenschaften der Lithiumionenzelle angepasst ist und die Lithiumionenzelle dazu ausgebildet ist, ohne Schutzschaltung betrieben zu werden.
Die Erfindung stellt somit einen Akkumulator auf der Basis von Lithiumionenzellen bereit, der ohne eine Schutzschaltung, welche die Zellen vor Überladen, Überentladen, und Kurzschluß schützt, betrieben werden kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann beispielsweise bevorzugt dazu ausgebildet sein, das Smart Battery System (SBS) zu unterstützen, wobei die mit dem zu versorgenden elektrischen Gerät auszutauschenden Protokolldaten auf die Eigenschaften der verwendeten Lithiumionenzellen, welche ohne Schutzschaltung betrieben werden können, angepasst sind.
Selbstverständlich läßt sich auch mit diesem Akkumulator sowie den im folgenden beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen eines solchen Akkumulators das oben beschriebene Verfahren zum Betrieb eines Akkumulators ausführen .
Vorteilhaft umfasst zumindest eine Elektrode der Lithium- ionenzelle Mangan. Mit besonderem Vorteil weist die positive Elektrode der Lithiumionenzelle eine Nickel/Mangan-Mischung auf. Die Verwendung dieser Materialien verbessert signifikant die Eigenschaften der Zelle im Hinblick auf Überladen, Überentladen und Kurzschluß.
Ferner ist die Lithiumionenzelle vorteilhaft als Lithium- Polymer-Zelle ausgebildet. Akkumulatorzellen auf Polymerbasis, beispielsweise mit einer festen oder gelartigen, polymeren Elektrolytschicht, ermöglichen die Fertigung von dünnen Folienbatterien und damit eine günstige Formgestaltung für den Einbau in transportable Geräte.
Vorteilhaft weist die Lithiumionenzelle eine maximale
Spannung von etwa 4,2 V und eine Nominalspannung von etwa 3,7 V auf. Selbstverständlich können eine beliebige Anzahl von Lithiumionenzellen innerhalb des Akkumulators in Reihe und/oder parallel zusammengeschaltet werden, um den Akkumulator an verschiedene Anwendungszwecke anzupassen. Dementsprechend umfasst ein erfindungsgemäßer Akkumulator vorteilhaft zumindest zwei in Reihe geschaltete und/oder zumindest zwei parallel geschaltete Lithiumionenzellen.
Besonders bevorzugt erfüllt die zumindest eine
Lithiumionenzelle den Sicherheitsstandard gemäß UL 1642. Insbesondere bei Einhaltung dieses Sicherheitsstandards durch die Lithiumionenzelle ist eine in den Akkumulator integrierte Schutzschaltung nicht erforderlich.
Um den Akkumulator zur Versorgung mobiler elektrischer Geräte, insbesondere im Außenbereich, einzusetzen, muss der Akkumulator auch bei niedrigen Temperaturen einsetzbar sein. Dementsprechend ist die zumindest eine Lithiumionenzelle vorzugsweise zum Entladen in einem
Betriebstemperaturbereich von wenigstens 0° bis 40° C, insbesondere -10° bis 50° C, insbesondere -20° bis 60 °C, geeignet. Analog ist die Lithiumionenzelle vorteilhaft zum Aufladen in einem Betriebstemperaturbereich von wenigstens 10° bis 40° C, insbesondere 5° bis 45° C, insbesondere 0° bis 50 0C, geeignet.
Um den Akkumulator in Fahrzeugen, insbesondere vibrationsstarken Fahrzeugen wie beispielsweise Helikoptern oder Flugzeugen einzusetzen, weist die Lithiumionenzelle vorzugsweise eine Vibrationsbeständigkeit gemäß EN 1789 auf .
Ferner weist die Lithiumionenzelle eine Anfangskapazität von vorzugsweise wenigstens 1400 mAh, insbesondere wenigstens 1600 mAh, insbesondere wenigstens 1800 mAh, insbesondere wenigstens 2000 mAh, auf, um eine ausreichende Betriebsdauer des Akkumulators zu gewährleisten. Die Lithiumionenzelle erlangt vorzugsweise über eine hohe Anzahl von Lade- und Entladezyklen einen hohen Prozentsatz ihrer Anfangskapazität, um eine hohe Lebensdauer des Akkumulators zu gewährleisten. Dementsprechend weist die Lithiumionenzelle vorteilhaft nach etwa 500 Ladezyklen bei einem durchschnittlichen Entladestrom von 1,5 A und einer Entladung auf eine Akkumulatorspannung von etwa 3 V eine Kapazität von wenigstens 60%, insbesondere 70%, insbesondere 80%, der Anfangskapazität auf. Ferner weist die Lithiumionenzelle vorteilhaft nach etwa 500 Ladezyklen bei einem durchschnittlichen Entladestrom von 4,5 A und einer Entladung auf eine Akkumulatorspannung von etwa 3 V eine Kapazität von wenigstens 40%, insbesondere 50%, insbesondere 60%, der Anfangskapazität auf.
Um elektrische Geräte mit einem hohen Strombedarf, wie beispielsweise Defibrillatoren, zu versorgen, weist die Lithiumionenzelle einen maximalen Entladestrom von wenigstens 10 A, insbesondere 30 A, insbesondere 50 A, auf.
Des weiteren sieht die Erfindung eine Akkumulator-Anordnung vor, welche zumindest einen ersten und einen zweiten Akkumulator wie oben beschrieben umfasst, sowie einen Anschluss für das Zuführen und/oder Abführen von elektrischer Energie, und eine elektronische Baugruppe, welche dazu ausgebildet ist, bei Entladen der Akkumulator- Anordnung den zweiten Akkumulator nur zu entladen, wenn der erste Akkumulator vollständig entladen ist. Hierdurch wird eine deutlich höherer Lebensdauer des zweiten Akkumulators erreicht, da dieser typischerweise weniger Ladezyklen durchläuft als der erste Akkumulator. Damit erhöht sich die Gesamt-Verfügbarkeit des Gerätes, in dem die Akkumulator- Anordnung eingesetzt wird, erheblich. Ein erfindungsgemäßer Akkumulator ist besonders vorteilhaft einsetzbar in elektrischen Geräten, welche einen hohen Entladestrom und eine hohe Verfügbarkeit erfordern. Die Erfindung umfasst daher ferner ein medizinisches Gerät, insbesondere mit einer Einrichtung zur Überwachung der
Herzfunktionen und/oder einem Defibrillator, welches einen Akkumulator und/oder eine Akkumulator-Anordnung wie oben beschrieben umfasst. Ein erfindungsgemäßes medizinisches Gerät umfasst vorteilhaft ein integriertes Netzteil, welches an ein elektrisches Versorgungsnetz anschließbar ist. In einer weiteren Ausführungsform kann bereits der erfindungsgemäße Akkumulator zumindest ein Netzteil umfassen. Das Netzteil ist vorzugsweise in oder an dem Gehäuse des Akkumulators integriert bzw. angeordnet.
Weiterhin sieht die Erfindung ein Ladegerät vor, welches dazu ausgebildet ist, einen oben beschriebenen Akkumulator aufzuladen.
Der oben beschriebene auf Lithiumionenzellen basierende Akkumulator und die entsprechende Akkumulator-Anordnung weisen eine Reihe vorteilhafter Eigenschaften gegenüber herkömmlichen Akkumulatoren auf. Hierzu gehören eine erhöhte mechanische Stabilität, eine Einsatzfähigkeit in einem größeren Temperaturbereich, eine erhöhte
Lagerfähigkeit, eine längere Betriebszeit, sowie ein hoher konstanter Entladestrom.
Dementsprechend eignet sich ein erfindungsgemäßer Akkumulator und/oder Akkumulator-Anordnung besonders vorteilhaft zur Verwendung in einem medizinischen Gerät, welches insbesondere eine Einrichtung zur Überwachung der Herzfunktionen und/oder einen Defibrillator umfasst. Durch den Einsatz eines erfindungsgemäßen Akkumulators beispielsweise in einem Defibrillator/Monitor-System vom Typ LifePak 12 der Firma Medtronic kann die Betriebszeit von derzeit etwa 2,5 h bei Verwendung eines NiCd- Akkumulators auf etwa 5,5 h bei Verwendung eines erfindungsgemäßen 3s3p-Akkumulators (3s3p: Drei Lithiumionenzellen seriell und drei parallel geschaltet) und auf etwa 11 h bei Verwendung einer Akkumulator- Anordnung mit zwei Akkumulatoren erhöht werden.
Bei der Verwendung von zumindest zwei Akkumulatoren, insbesondere von zumindest einem ersten Akkumulator und zumindest einem zweiten Akkumulator, unαfasst das medizinische Gerät in einer Ausführungsform Mittel zum Feststellen der Akkumulatorspannung und/oder Mittel zum automatischen Umschalten von dem zumindest ersten Akkumulator auf den zumindest zweiten Akkumulator.
Beispielsweise wird der erste Akkumulator zum allgemeinen Betrieb des medizinischen Gerätes und der zweite als Ersatz- oder Notakkumulator verwendet. Der Notakkumulator wird erst dann eingesetzt, wenn der erste Akkumulator zum Betrieb des medizinisches Gerätes keine ausreichende
Leistung mehr bereitstellt. Ist der erste Akkumulator nicht in der Lage, die erforderliche Leistung bereitzustellen, weil er beispielsweise bereits in Benutzung war und nicht mehr ausreichend geladen ist, wird erfindungsgemäß automatisch auf den zweiten Akkumulator umgeschaltet. Ein Anwender des medizinischen Gerätes muß nicht erst den Zustand des ersten Akkumulators prüfen oder sogar einen manuellen Wechsel oder ein manuelles Schalten auf den zweiten Akkumulator vornehmen. Somit kann beispielsweise im Fall einer zeitkritischen Reanimation, welche die
Verwendung eines Defibrillators erfordert, durch das automatische Umschalten auf den geladenen Akkumulator wertvolle Zeit gewonnen werden. In einer Ausführungsform können die Mittel zum automatischen Schalten von dem zumindest ersten Akkumulator auf den zumindest zweiten Akkumulator auch bereits in der erfindungsgemäßen Akkumulator-Anordnung beinhaltet sein.
Um ein vereinfachtes Auffinden und/oder Identifizieren des Akkumulators, der Akkumulator-Anordnung, des medizinischen Geräts und/oder des Ladegeräts zu ermöglichen, ist vorzugsweise eine Signalfarbe bzw. eine für das menschliche Auge deutlich wahrzunehmende Farbe auf den vorstehend angegebenen Einrichtungen aufgebracht. Um das Auffinden und Identifizieren auch in Dunkelheit zu ermöglichen, kann die aufgebrachte Farbe eine Leuchtfarbe sein, welche entsprechende Leuchtstoffe als Bestandteile umfasst.
Als Alternative oder als Ergänzung können die im vorstehenden Absatz genannten Einrichtungen zumindest eine Lichtquelle, beispielsweise ein LED, aufweisen. Die Lichtquelle kann hierbei kontinuierlich Licht aussenden oder, um die Signalwirkung zu erhöhen, das Licht in Form kurzer, vorzugsweise periodischer, Lichtpulse oder blinkend aussenden.
Als weitere Alternative oder als weitere Ergänzung zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können die genannten Einrichtungen zumindest eine Schallquelle aufweisen. Die Schallquelle kann hierbei kontinuierlich Schall, insbesondere zumindest einen Ton, aussenden oder, um die Signalwirkung zu erhöhen, den Schall in Form kurzer, vorzugsweise periodischer, Schallpulse aussenden. In einer Ausführungsform weist die genannte Schallquelle zudem Mittel zum Erfassen eines akustischen Signals, vorzugsweise einer Tonfolge, auf. Die Schallquelle beginnt mit dem Aussenden erst nach dem Erfassen dieses akustischen Signals, welches beispielsweise von einem Anwender des medizinischen Gerätes ausgesendet wird.
Die Lichtquelle und/oder die Schallquelle weist bzw. weisen zur Versorgung insbesondere zumindest einen eigenen Akkumulator auf, der beispielsweise auch über den erfindungsgemäßen Ladevorgang geladen werden kann.
Durch die vorteilhaften Eigenschaften liegt ferner eine Verwendung eines oben beschriebenen medizinischen Gerätes in einem Rettungsfahrzeug, insbesondere einem Rettungswagen oder Rettungshubschrauber, ebenfalls im Rahmen der Erfindung.
Weiterhin kann ein erfindungsgemäßes medizinisches Gerät beispielsweise vorteilhaft in öffentlichen Einrichtungen, in Off-Shore-Einrichtungen, in Sportstätten, in Bahnhöfen oder auf Flugfeldern verwendet werden. Bei diesen Verwendungsmöglichkeiten kommt insbesondere der größere Temperaturbereich zum Tragen, bei dem ein medizinisches Gerät mit einem erfindungsgemäßen Akkumulator betrieben werden kann.
Durch die lange Lagerfähigkeit eines erfindungsgemäßen Akkumulators ist auch der Einsatz in Defibrillator- und/oder Monitor-Vorrichtungen von Vorteil, welche für Notfälle beispielsweise in Sportstätten oder Bahnhöfen installiert sind und herkömmlich mit Einwegbatterien, zum Beispiel Trockenbatterien, ausgerüstet sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen gleiche oder ähnliche Teile. Es zeigen :
Fig. l.a schematisch eine Regelschaltung zum Regeln des Auf- und Entladens eines erfindungsgemäßen
Akkumulators bei Betrieb mit einer zumindest teilweise am Ausgang des Akkumulators anliegenden externen Spannung,
Fig. l.b schematisch eine Regelschaltung zum Regeln des
Aufladens eines erfindungsgemäßen Akkumulators bei Betrieb mit einer zumindest teilweise am Ausgang des Akkumulators anliegenden externen Spannung,
Fig. l.c eine erweiterte Ausführungsform der Regelschaltung aus Fig. l.b,
Fig. 2 ein schematisches Funktionsdiagramm der in Fig. l.a dargestellten Regelschaltung , Fig. 3 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Akkumulators , Fig. 4 eine schematische Darstellung einer zweiten
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Akkumulators, welche zum Zusammenschalten mehrerer
Akkumulatoren ausgebildet ist,
Fig. 5 eine schematische Darstellung zweier zusammengeschalteter Akkumulatoren,
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Akkumulators, welche eine Verschleißanzeige umfasst, Fig. 7 schematisch ein Diagramm der Ladecharakteristik einer bevorzugt in einem erfindungsgemäßen Akkumulator eingesetzten Lithiumionenzelle, Fig. 8 schematisch ein Diagramm der Entladekapazität in Abhängigkeit des Entladestroms einer bevorzugt in einem erfindungsgemäßen Akkumulator eingesetzten Lithiumionenzelle, Fig. 9 schematisch ein Diagramm der Entladekapazität in Abhängigkeit der Temperatur einer bevorzugt in einem erfindungsgemäßen Akkumulator eingesetzten Lithiumionenzelle,
Fig. 10 schematisch ein Diagramm mit Entladekurven bei unterschiedlichen Entladeströmen einer bevorzugt in einem erfindungsgemäßen Akkumulator eingesetzten Lithiumionenzelle, Fig. 11 schematisch ein Diagramm mit Entladekurven bei unterschiedlichen Temperaturen einer bevorzugt in einem erfindungsgemäßen Akkumulator eingesetzten
Lithiumionenzelle, Fig. 12 schematisch ein Diagramm der Kapazität einer bevorzugt in einem erfindungsgemäßen Akkumulator eingesetzten Lithiumionenzelle in Abhängigkeit der Ladezyklen bei einem Entladestrom von 1,5 A,
Fig. 13 schematisch ein Diagramm der Kapazität einer bevorzugt in einem erfindungsgemäßen Akkumulator eingesetzten Lithiumionenzelle in Abhängigkeit der Ladezyklen bei einem Entladestrom von 4,5 A.
Fig. l.a zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Regelschaltung zum Regeln des Auf- und Entladens eines erfindungsgemäßen Akkumulators bei Betrieb mit einer zumindest teilweise am Ausgang 30 des Akkumulators anliegenden externen Spannung 20, welche zumindest bei voll aufgeladenem Akkumulator niedriger ist als die Akkumulatorspannung 10.
Im Folgenden wird die in Fig. l.a dargestellte Regelschaltung in Verbindung mit dem zugehörigen, in Fig. 2 dargestellten Funktionsdiagramm beschrieben. In dem Funktionsdiagramm in Fig. 2 sind in Abhängigkeit der Zeit die externe Spannung 220, die am Ausgang des Akkumulators anliegende Spannung 210, sowie die jeweiligen Schaltzustände 230 bzw. 240 des Entladeschalters 70 bzw. der Ladeschaltung 80 dargestellt.
Zum Anfangszeitpunkt des in Fig. 2 dargestellten Funktionsdiagramms hat der Entladeschalter den Schaltzustand AN, d.h. die Akkumulatorspannung 10 liegt am Ausgang 30 an und entspricht daher der Ausgangsspannung 210. Die Ladeschaltung hat zu diesem Zeitpunkt den Schaltzustand AUS, d.h. der Akkumulator wird nicht aufgeladen. Ferner liegt die externe Spannung 20 am Ausgang 30 an, in Fig. 2 dargestellt durch den Spannungsverlauf 220 der externen Spannung. Für die externe Spannung ist ein Sollbereich in Fig. 2 dargestellt.
Die Referenzspannung 40, welche unterhalb der externen Spannung 20 liegt, ist ebenfalls auch in Fig. 2 durch eine entsprechende Linie dargestellt. Zum Anfangszeitpunkt liegt die am Ausgang anliegende Spannung oberhalb der Referenzspannung. Der Komparator 54 hat bereits zu einem Zeitpunkt vor dem Anfangszeitpunkt auf diesen Zustand angesprochen und ein Steuersignal generiert. Dieses
Steuersignal wurde durch das Verzögerungsglied 62 um die Zeit Tl verzögert und in diesem Beispiel zum Zeitpunkt tl weitergeleitet. Durch das Steuersignal wird der Entladeschalter 70 in den Schaltzustand AUS geschaltet und am Ausgang 30 liegt somit die externe Spannung 20 an. Durch ein zweites Verzögerungsglied 64 wird das Steuersignal Komparators 54 um eine weitere Verzögerungszeit T2 verzögert und zum Zeitpunkt t2 zu der Ladeschaltung 80 geleitet und diese in den Schaltzustand AN geschaltet, um den Akkumulator mittels der anliegenden externen Spannung 20 aufzuladen.
Wird, wie in diesem Beispiel zum Zeitpunkt t3, die externe Spannung 20 abgeschaltet und fällt diese auf Null, wird ein Abfallen der am Ausgang anliegenden Spannung durch einen beispielweise als Kondensator ausgebildeten Energiespeicher 90 gepuffert. Dennoch fällt die am Ausgang 30 anliegende Spannung 210 zum Zeitpunkt t4 unter die Referenzspannung 40. Dadurch spricht der Komparator 52 an und schaltet unverzögert den Entladeschalter 70 in den Schaltzustand AN und die Ladeschaltung in den Schaltzustand AUS. Zum Zeitpunkt t5 liegt somit am Ausgang 30 wiederum die Akkumulatorspannung 10 an.
Sobald die Ausgangsspannung 210 wieder oberhalb der Referenzspannung 40 liegt, spricht wiederum der Komparator 54 an und schaltet den Entladeschalter 70 nach der Verzögerungszeit Tl in den Schaltzustand AUS, wodurch die Spannung am Ausgang 30 wiederum abfällt. Solange die externe Spannung 220 jedoch auf Null bzw. unterhalb der Referenzspannung 40 liegt, fällt die Ausgangsspannung wiederum unter die Referenzspannung 40 und es schaltet wiederum der Komparator 52, und zwar vor Ablauf der Verzögerungszeit T2, der Aufladevorgang des Akkumulators wird daher nicht gestartet.
Liegt die externe Spannung 20 aber wieder am Ausgang 30 an, wenn durch den Komparator 52 der Entladeschalter 70 zum Zeitpunkt t6 in den Schaltzustand AUS geschaltet wird, so fällt die Ausgangsspannung 210 nicht unter die Referenzspannung 40 und der Aufladevorgang wird nach der Verzögerungszeit T2 wieder aufgenommen. Fig. l.b zeigt schematisch eine weitere Regelschaltung insbesondere zum Aufladen eines erfindungsgemäßen Akkumulators. Die Regelschaltung umfasst einen integrierten Schaltkreis 925 zum Überwachen der Spannung beim Ladevorgang. Der gezeigte Schaltkreis 925 besitzt beispielhaft zwei Kanäle, von denen nur ein Kanal, in der Figur der obere Kanal, verwendet wird. Dazu wird der Akkumulator 102 oder zumindest eine Zelle des Akkumulators 102 mit einem Netzteil 980 verbunden. Die angelegte Betriebsspannung des Netzteils 980 oder die externe
Spannung 20 wird über die als Spannungsteiler wirkenden Widerstände 901, 902 und 903 oder Rl, R2 und R3 auf eine für einen Komparator 910 angepaßte Größenordnung reduziert.
Der Komparator 910 vergleicht die reduzierte Spannung mit einer Referenz- oder Vergleichsspannung 920, welche beispielsweise wie vorliegend einen Wert von etwa 1,3 V hat. Solange die reduzierte Spannung kleiner als die Vergleichsspannung 920 ist, wird über einen verstärkenden Inverter 930 und einen MOS-FET 941 der Ausgang des
Schaltkreises 925 auf „High" gesetzt. Dadurch wird über den Basiswiderstand bzw. den Widerstand 904 oder R4 ein Transistor 950 an- oder durchgesteuert und somit ein Relais 960 geschaltet. Im Detail spricht der Transistor 950 die zum Relais 960 gehörende Spule 960 an und die Leitung 915 zwischen dem Netzteil 980 und den Zellen des Akkumulators 102 wird durch das Relais 960 geschlossen. Die Betriebsspannung liegt nun über den Relaiskontakt 960 auch an den zu ladenden Zellen des Akkumulators 102 an.
Vorzugsweise beträgt die Betriebsspannung etwa 12,25 V. Steigt die Spannung auf einen Wert von größer als 12,25 V, wird dies über die als Spannungsteiler wirkenden Widerstände Rl, R2 und R3 detektiert und der Ausgang des Schaltkreises 928 auf „Low" gesetzt, so daß das Relais 960 schaltet und die Leitung 915 und somit das Laden unterbrochen wird. Dadurch wird eine Schädigung der Zellen des Akkumulators 102 durch eine überhöhte Betriebsspannung vermieden.
Der am MOS-FET 941 und an der Leitung 915 angeschlossene Widerstand 905 oder R5 bilden zusammen mit der Diode 970 eine Schutzschaltung für den gezeigten integrierten Schaltkreis 925 und/oder das gesamte gezeigte System. Vorzugsweise ist die Diode 970 als eine in Sperrrichtung betriebene sogenannte Zener-Diode oder Z-Diode ausgebildet. Die Diode 970 ist derart gewählt, dass deren Z-Spannung an die kritische Spannung des Systems oder des Schaltkreises 925 angepaßt ist. Sobald die Betriebsspannung einen für den Schaltkreis 925 oder das System schädlichen Spannungswert überschreitet, zeigt die Diode 970 einen stark verringerten Widerstand, führt die Betriebsspannung des Netzteils 980 über den Widerstand R5 auf Erdpotential und schützt somit den Schaltkreis vor einer möglichen Schädigung. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Z-Diode eine Z- Spannung von etwa 15 V auf.
Fig. l.c zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Regelschaltung. Die Schaltung entspricht der in Figur l.b gezeigten Schaltung und ist mit dem Widerstand 906 oder Rβ und einer Diode 971 erweitert, welche parallel zum Relais 960 abgeordnet sind. Über die Diode 971 kann das Netzteil 980 oder ein angeschlossener Defibrillator auch bei geöffnetem Schalter, hier bei geöffnetem Relais 960, feststellen, ob der Akkumulator 102 angeschlossen ist. Anstelle des in den Figuren l.b und l.c gezeigten Relais 960 kann auch ein anderes Bauteil mit geeigneter Funktion zum Herstellen der Verbindung zwischen Netzteil 980 und Akkumulator 102, wie beispielsweise ein MOS-FET, verwendet werden. Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Akkumulators 102, welcher drei in Serie geschaltete Lithiumionenzellen 110 auf Mangan-Basis aufweist. Vorteilhaft sind ferner zur
Erhöhung der Kapazität des Akkumulators jeweils drei Zellen parallel geschaltet, dies ist jedoch in Fig. 3 nicht dargestellt. Der Akkumulator weist in diesem Ausführungsbeispiel eine elektronische Baugruppe 120 auf, welche zur Kommunikation mit dem zu versorgenden elektrischen Gerät dient. Vorteilhaft kann die elektronische Baugruppe 120 ferner eine Regelschaltung wie oben beschrieben umfassen. Der Anschluss-Stecker 130 des Akkumulators 102 umfasst Anschlusskontakte 132 und 134 zum Zu- oder Abführen elektrischer Energie, sowie eine Kommunikationsschnittstelle 136 zum uni- oder bidirektionalen Austausch von Protokolldaten. Hierdurch sind individuelle, dem Akkumulator 102 zugeordnete Informationen abrufbar und/oder in einem Speicher der elektronischen Baugruppe 120 ablegbar. Die
Kommunikationsschnittstelle bzw. die ausgetauschten Protokolldaten sind auf die Eigenschaften der verwendeten Lithiumionenzellen angepasst, welche ohne Schutzschaltung betrieben werden können. Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Äusführungsform eines erfindungsgemäßen Akkumulators 104, welche zum Zusammenschalten mehrerer Akkumulatoren ausgebildet ist. Zu diesem Zweck weist der Akkumulator 104 zusätzlich eine Anschluss-Buchse 140 auf, umfassend Anschlusskontakte 142 und 144 zum Zu- oder Abführen elektrischer Energie, sowie eine Kommunikationsschnittstelle 146 zum uni- oder bidirektionalen Austausch von Daten. Die Anschluss-Buchse 140 ist ferner dazu ausgebildet, einen Anschluss-Stecker 130 aufzunehmen. Auf diese Weise können zumindest zwei gleichartige Akkumulatoren 104 zu einer zusammengeschaltet werden. Der Akkumulator 104 weist zusätzlich eine weitere elektronische Baugruppe 150 auf. Im Zusammenwirken sind die Baugruppen 120 und 150 dazu ausgebildet, die zusammengeschalteten Akkumulatoren kaskadierend zu entladen und/oder aufzuladen. Beispielsweise bei zwei zusammengeschalteten Akkumulatoren 104 und 104', wie in Fig. 5 dargestellt, sind die Baugruppen 120 und 150 jeweils dazu ausgebildet, bei Entladen über den Anschluss des Akkumulators 104 den Akkumualtor 104' nur zu entladen, wenn der Akkumulator 104 bereits vollständig entladen ist.
Fig. 6 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Akkumulators, welche eine Ladezustandsanzeige 300 umfasst, die in diesem
Ausführungsbeispiel den aktuellen Ladezustand des Akkumulators mittels Leuchtdioden 310 anzeigt. Optional kann die Anzeige über einen Druckschalter 320 bei Bedarf aktiviert werden. Zusätzlich zur Anzeige des aktuellen Ladezustands des Akkumulators ist in diesem Ausführungsbeispiel eine weitere Leuchtdiode 330 als Verschleißanzeige vorgesehen, welche beispielsweise das Erreichen einer vorgegebenen Anzahl von Ladezyklen des Akkumulators anzeigt. Für die Verschleißanzeige können auch mehrere Leuchtdioden vorgesehen sein, welche in Abhängigkeit der bereits absolvierten Ladezyklen aktiviert werden. Selbstverständlich liegt auch jede andere geeignete Art der optischen oder nicht-optischen Anzeige des Ladezustands und/oder der Ladezyklen des Akkumulators im Rahmen der Erfindung.
In den Fig. 7 bis 13 sind verschiedene Eigenschaften von Lithiumionenzellen auf Manganbasis dargestellt, welche bevorzugt in einem erfindungsgemäßen Akkumulator verwendet werden. Fig. 7 zeigt schematisch ein Diagramm der Ladecharakteristik der Lithiumionenzelle. Dargestellt sind Ladespannung 410, Ladekapazität 420 sowie Ladestrom 430.
Fig. 8 zeigt schematisch ein Diagramm der Entladekapazität 510 in Abhängigkeit des Entladestroms der Lithiumionenzelle bei einer Temperatur von 23° C, wobei die Zelle bei einer Spannung von 4,2 V und einem Ladestrom von IA über 3 h aufgeladen wurde und der Entladevorgang bei 3,0 V abgebrochen wird.
Fig. 9 zeigt schematisch ein Diagramm der Entladekapazität 520 in Abhängigkeit der Temperatur der Lithiumionenzelle, wobei die Zelle bei einer Spannung von 4,2 V und einem Ladestrom von IA über 3 h aufgeladen wurde und der
Entladevorgang mit einem Entladestrom von 1,5 A erfolgt und bei 3,0 V abgebrochen wird.
Fig. 10 zeigt schematisch ein Diagramm mit Entladekurven 610, 620 630, 640 und 650 der Lithiumionenzelle bei unterschiedlichen Entladeströmen .
Fig. 11 zeigt schematisch ein Diagramm mit Entladekurven 710, 720 730, 740 und 750 der Lithiumionenzelle bei unterschiedlichen Temperaturen.
Fig. 12 zeigt schematisch ein Diagramm der Kapazität 810 der Lithiumionenzelle in Abhängigkeit der Anzahl der Ladezyklen bei einem Entladestrom von 1,5 A, Fig. 13 zeigt entsprechend ein schematisches Diagramm der Kapazität 820 der Lithiumionenzelle in Abhängigkeit der Anzahl der Ladezyklen bei einem Entladestrom von 4,5 A. Bezugszeichenliste
10 Akkumulatorspannung
20 Externe Spannung 30 Ausgangsspannung
40 Referenzspannung
52 Erster Komparator
54 Zweiter Komparator
62 Erstes Verzögerungsglied 64 Zweites Verzögerungsglied
70 Entladeschalter
80 Ladeschaltung
90 Energiespeicher
102 Akkumulator 104, 104' erweiterbarer Akkumulator
106 Akkumulator mit Verschleißanzeige
110 Lithiumionenzelle
120 Elektronische Baugruppe
130 Anschluß-Stecker 132, 134 Anschlußkontakte zum Zu- oder Abführen elektrischer Energie
136 Kommunikationsschnittstelle
141 Anschluß-Buchse
142, 144 Anschlußkontakte zum Zu- oder Abführen elektrischer Energie
146 Kommunikationsschnittstelle
150 Elektronische Baugruppe
210 Ausgangsspannung des Akkumulators
220 Externe Spannung 230 Schaltzustand des Entladeschalters
240 Schaltzustand der Ladeschaltung
300 Ladezustandsanzeige
310 Leuchtdiode
320 Schalter 330 Leuchtdiode zur Verschleißanzeige
410 Ladespannung
420 Ladekapazität
430 Ladestrom 510, 520 Entladekapazität
610 - 650 Entladekurven
710 - 750 Entladekurven
810, 820 Kapazität
901 - 906 Widerstände Rl bis R6 910 Komparator
915 Leitung
920 Vergleichsspannung
925 Schaltkreis oder integrierter Schaltkreis
930 Inverter 940, 941 MOS-FET
950 Transistor
960 Relais
970, 971 Diode
980 Netzteil tl-tδ Zeitpunkte
Tl, T2 Verzögerungszeiten

Claims

Patentansprüche
1. Akkumulator zum Betrieb mit einer zumindest zeitweise am Ausgang des Akkumulators anliegenden externen Spannung, welche unterhalb der Ausgangsspannung des Akkumulators in dessen voll aufgeladenem Zustand liegt, umfassend
- zumindest eine ladbare elektrochemische Zelle,
- einen elektrischen Anschluss am Ausgang des Akkumulators für das Zuführen und/oder Abführen von elektrischer Energie,
- ein die zumindest eine ladbare elektrochemische Zelle umgebendes Gehäuse, und
- eine Regelschaltung zum Regeln des Aufladevorgangs des Akkumulators und/oder des Bereitstellens der Akkumulatorspannung am Ausgang des Akkumulators.
2. Akkumulator nach Anspruch 1, wobei die zumindest zeitweise am Ausgang des Akkumulators anliegende externe Spannung von einem zumindest zeitweise an ein elektrisches Versorgungsnetz angeschlossenes Netzteil bereitgestellt wird.
3. Akkumulator nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Regelschaltung innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
4. Akkumulator nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Regelschaltung einen steuerbaren Schalter zum Bereitstellen der Akkumulatorspannung am Ausgang des Akkumulators umfasst.
5. Akkumulator nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Regelschaltung eine steuerbare Ladeschaltung zum Aufladen des Akkumulators umfasst.
6. Akkumulator nach Anspruch 5, wobei die Ladeschaltung einen Spannungswandler umfasst.
7. Akkumulator nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Regelschaltung zumindest einen Komparator umfasst, welcher dazu ausgebildet ist, die am Ausgang des Akkumulators anliegende Spannung mit einer Referenzspannung zu vergleichen.
8. Akkumulator nach Anspruch 7, wobei der zumindest eine Komparator dazu ausgebildet ist, den steuerbaren Schalter und/oder die steuerbare Ladeschaltung anzusteuern.
9. Akkumulator nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Regelschaltung dazu ausgebildet ist, bei Erkennen einer am Ausgang des Akkumulators anliegenden Spannung unterhalb der Referenzspannung die Akkumulatorspannung an den Ausgang des Akkumulators zu legen und den Aufladevorgang des Akkumulators durch die Ladeschaltung zu unterbrechen .
10. Akkumulator nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Regelschaltung dazu ausgebildet ist, bei Erkennen einer am Ausgang des Akkumulators anliegenden Spannung oberhalb der Referenzspannung die Akkumulatorspannung von dem Ausgang des Akkumulators zu trennen und den Aufladevorgang des Akkumulators mittels der Ladeschaltung auszuführen .
11. Akkumulator nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend zumindest ein Zeitglied, welches zwischen den zumindest einen Komparator und den steuerbaren Schalter und/oder die steuerbare Ladeschaltung geschaltet ist, und dazu ausgebildet ist, das Steuersignal des Komparators um eine vorgegebene Verzögerungszeit zu verzögern.
12. Akkumulator nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Regelschaltung einen Energiespeicher zum
Speichern elektrischer Energie umfasst, welcher insbesondere als Kondensator ausgebildet ist.
13. Akkumulator nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend zumindest zwei in Reihe geschaltete und/oder zumindest zwei parallel geschaltete Zellen.
14. Verfahren zum Betrieb eines Akkumulators mit einer schaltbar am Ausgang des Akkumulators anliegenden Akkumulatorspannung und einer zumindest zeitweise am
Ausgang des Akkumulators anliegenden externen Spannung, welche unterhalb der Akkumulatorspannung bei voll aufgeladenem Akkumulator liegt, umfassend die Schritte
- Überwachen der am Ausgang des Akkumulators anliegenden Spannung,
- Anlegen der Akkumulatorspannung an den Ausgang des Akkumulators in Abhängigkeit der überwachten Spannung, und
- Aufladen des Akkumulators durch die am Ausgang des Akkumulators anliegende externe Spannung in Abhängigkeit der überwachten Spannung.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Überwachen der am Ausgang des Akkumulators anliegenden Spannung das Vergleichen mit einer vorgegebenen Referenzspannung umfasst.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die
Akkumulatorspannung an den Ausgang des Akkumulators gelegt wird und das Aufladen des Akkumulators unterbrochen wird, wenn die überwachte Spannung unter einen vorgegebenen Referenzwert fällt.
17. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zur Überprüfung, ob die externe Spannung am Ausgang des
Akkumulators anliegt, die Akkumulatorspannung in zyklischen Zeitabständen vom Ausgang des Akkumulators getrennt wird, und das Aufladen des Akkumulators ausgeführt wird, wenn die überwachte Spannung über einen vorgegebenen Zeitraum oberhalb eines vorgegebenen Referenzwertes liegt.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei der vorgegebene Referenzwert unterhalb des Spannungswertes der externen Spannung liegt.
19. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Aufladen des Akkumulators durch die am Ausgang des Akkumulators anliegende externe Spannung das Wandeln einer Spannung umfasst.
20. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend den Schritt des Speicherns elektrischer Energie in einem Energiespeicher, insbesondere einem Kondensator .
21. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zumindest zeitweise am Ausgang des Akkumulators anliegende externe Spannung von einem zumindest zeitweise an ein elektrisches Versorgungsnetz angeschlossenen Netzteil bereitgestellt wird.
22. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass automatisch von zumindest einem ersten Akkumulator auf zumindest einen zweiten Akkumulator geschaltet wird.
23. Akkumulator, insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend
- zumindest eine Lithiumionenzelle, - einen elektrischen Anschluß für das Zuführen und/oder Abführen von elektrischer Energie,
- ein die zumindest eine Lithiumionenzelle umgebendes Gehäuse, und
- eine Kommunikationsschnittstelle für die Kommunikation zwischen dem Akkumulator und einem zu versorgenden
Verbraucher, welche an die Eigenschaften der zumindest einen Lithiumionenzelle angepasst ist, wobei die zumindest eine Lithiumionenzelle für einen Betrieb ohne Schutzschaltung geeignet ist.
24. Akkumulator nach Anspruch 23, wobei zumindest eine Elektrode der Lithiumionenzelle Mangan umfasst.
25. Akkumulator nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die positive Elektrode der Lithiumionenzelle eine
Nickel/Mangan-Mischung aufweist.
26. Akkumulator nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend zumindest zwei in Reihe geschaltete und/oder zumindest zwei parallel geschaltete Lithiumionenzellen.
27. Akkumulator nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Lithiumionenzelle den Sicherheitsstandard gemäß UL 1642 erfüllt.
28. Akkumulator nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Lithiumionenzelle zum Entladen in einem Betriebstemperaturbereich von wenigstens 0° bis
40° C, insbesondere -10° bis 50° C, insbesondere -20° bis 60 0C, geeignet ist.
29. Akkumulator nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Lithiumionenzelle zum Aufladen in einem Betriebstemperaturbereich von wenigstens 10° bis 40° C, insbesondere 5° bis 45° C, insbesondere 0° bis 50 °C, geeignet ist.
30. Akkumulator nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Lithiumionenzelle eine Vibrationsbeständigkeit gemäß EN 1789 aufweist.
31. Akkumulator nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Lithiumionenzelle eine Anfangskapazität von wenigstens 1400 mAh, insbesondere wenigstens 1600 mAh, insbesondere wenigstens 1800 mAh, insbesondere wenigstens 2000 mAh, aufweist.
32. Akkumulator nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Lithiumionenzelle nach etwa 500 Ladezyklen bei einem durchschnittlichen Entladestrom von
1,5 A und einer Entladung auf eine Akkumulatorspannung von etwa 3 V eine Kapazität von wenigstens 60%, insbesondere 70%, insbesondere 80%, der Anfangskapazität aufweist.
33. Akkumulator nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Lithiumionenzelle nach etwa 500 Ladezyklen bei einem durchschnittlichen Entladestrom von 4,5 A und einer Entladung auf eine Akkumulatorspannung von etwa 3 V eine Kapazität von wenigstens 40%, insbesondere 50%, insbesondere 60%, der Anfangskapazität aufweist.
34. Akkumulator nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Lithiumionenzelle einen maximalen Entladestrom von wenigstens 10 A, insbesondere 30 A, insbesondere 50 A, aufweist.
35. Akkumulator nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Verschleißanzeige, welche insbesondere eine optische Anzeige in Abhängigkeit der Ladezyklen des Akkumulators generiert.
36. Akkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 13 oder 23 bis 35, umfassend zumindest ein Netzteil, welches vorzugsweise in dem Gehäuse integriert ist.
37. Akkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 13 oder 23 bis 36 dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Gehäuses zumindest abschnittsweise eine Signalfarbe aufweist .
38. Akkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 13 oder 23 bis 37 dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Gehäuses zumindest abschnittsweise eine Leuchtfarbe aufweist .
39. Akkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 13 oder 23 bis 38, umfassend zumindest eine Lichtquelle, welche Licht vorzugsweise kontinuierlich und/oder in Pulsen emittiert.
40. Akkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 13 oder 23 bis 39, umfassend zumindest eine Schallquelle, welche insbesondere Mittel zum Erfassen eines akustischen Signals aufweist .
41. Akkumulator-Anordnung, umfassend
- zumindest einen ersten und einen zweiten Akkumulator nach einem der vorstehenden Ansprüche,
- einen Anschluss für das Zuführen und/oder Abführen von elektrischer Energie, und - eine elektronische Baugruppe, welche dazu ausgebildet ist, bei Entladen der Akkumulator-Anordnung den zweiten Akkumulator nur zu entladen, wenn der erste Akkumulator vollständig entladen ist.
42. Akkumulator-Anordnung nach vorstehendem Anspruch, umfassend Mittel zum automatischen Umschalten von dem zumindest ersten Akkumulator auf den zumindest zweiten Akkumulator .
43. Medizinisches Gerät, insbesondere mit einer Einrichtung zur Überwachung der Herzfunktionen und/oder einem Defibrillator, umfassend einen Akkumulator und/oder eine Akkumulator-Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche.
44. Medizinisches Gerät nach Anspruch 43, ferner umfassend ein integriertes Netzteil, welches an ein elektrisches Versorgungsnetz anschließbar ist.
45. Medizinische Gerät nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche, umfassend Mittel zum automatischen Umschalten von zumindest einem ersten Akkumulator auf zumindest einen zweiten Akkumulator.
46. Medizinisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine Gehäuseoberfläche zumindest abschnittsweise eine Signalfarbe aufweist.
47. Medizinisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine Gehäuseoberfläche zumindest abschnittsweise eine Leuchtfarbe aufweist.
48. Medizinisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend zumindest eine Lichtquelle, welche Licht vorzugsweise kontinuierlich und/oder in Pulsen emittiert.
49. Medizinisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend zumindest eine Schallquelle, welche insbesondere Mittel zum Erfassen eines akustischen Signals aufweist.
50. Ladegerät, welches dazu ausgebildet ist, zumindest einen Akkumulator nach einem der vorstehenden Ansprüche aufzuladen .
51. Verwendung eines Akkumulators und/oder einer Akkumulator-Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche in einem medizinischen Gerät, welches insbesondere eine Einrichtung zur Überwachung der Herzfunktionen und/oder einen Defibrillator umfasst.
52. Verwendung eines medizinischen Gerätes nach einem der vorstehenden Ansprüche in
- Fahrzeugen, - öffentlichen Einrichtungen,
- Off-Shore-Einrichtungen,
- Sportstätten,
- Bahnhöfen, oder
- Flugfeldern.
53. Verwendung eines medizinischen Gerätes nach einem der vorstehenden Ansprüche in einem Rettungsfahrzeug, insbesondere einem Rettungswagen oder Rettungshubschrauber.
EP06723287A 2005-03-08 2006-03-08 Akkumulator und verfahren zu dessen betrieb Withdrawn EP1856786A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005011081A DE102005011081A1 (de) 2005-03-08 2005-03-08 Akkumulator und Verfahren zu dessen Betrieb
PCT/EP2006/002130 WO2006094785A2 (de) 2005-03-08 2006-03-08 Akkumulator und verfahren zu dessen betrieb

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1856786A2 true EP1856786A2 (de) 2007-11-21

Family

ID=36888905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP06723287A Withdrawn EP1856786A2 (de) 2005-03-08 2006-03-08 Akkumulator und verfahren zu dessen betrieb

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8049464B2 (de)
EP (1) EP1856786A2 (de)
AU (1) AU2006222162B2 (de)
CA (1) CA2599804A1 (de)
DE (1) DE102005011081A1 (de)
IL (1) IL185783A0 (de)
NO (1) NO20075045L (de)
NZ (1) NZ561062A (de)
WO (1) WO2006094785A2 (de)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8540493B2 (en) 2003-12-08 2013-09-24 Sta-Rite Industries, Llc Pump control system and method
US7845913B2 (en) 2004-08-26 2010-12-07 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Flow control
US8469675B2 (en) 2004-08-26 2013-06-25 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Priming protection
US8480373B2 (en) 2004-08-26 2013-07-09 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Filter loading
US8019479B2 (en) 2004-08-26 2011-09-13 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Control algorithm of variable speed pumping system
US7874808B2 (en) 2004-08-26 2011-01-25 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Variable speed pumping system and method
US8602745B2 (en) 2004-08-26 2013-12-10 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Anti-entrapment and anti-dead head function
US7854597B2 (en) 2004-08-26 2010-12-21 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Pumping system with two way communication
US7686589B2 (en) 2004-08-26 2010-03-30 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Pumping system with power optimization
US8029187B2 (en) * 2007-02-21 2011-10-04 Kyocera Corporation Apparatus, system and method for high resolution identification with temperature dependent resistive device
DE102007017980A1 (de) * 2007-04-05 2008-10-16 Andreas Stihl Ag & Co. Kg Energiespeichereinheit, Arbeitsgerät, Ladegerät und Arbeitskit für den Landschaftsbau
US8579600B2 (en) 2008-03-28 2013-11-12 Sta-Rite Industries, Llc System and method for portable battery back-up sump pump
US8313306B2 (en) 2008-10-06 2012-11-20 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Method of operating a safety vacuum release system
CN101752828B (zh) * 2008-12-05 2012-07-18 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 低压保护装置
US9556874B2 (en) 2009-06-09 2017-01-31 Pentair Flow Technologies, Llc Method of controlling a pump and motor
US8564233B2 (en) 2009-06-09 2013-10-22 Sta-Rite Industries, Llc Safety system and method for pump and motor
DE102010012854A1 (de) 2010-03-25 2011-09-29 Diehl Aerospace Gmbh Akkumulatoreinheit und Ladeverfahren
US8415923B2 (en) 2010-04-23 2013-04-09 Psion Inc. External battery charging unit
EP2561594A4 (de) * 2010-04-23 2015-05-06 Psion Inc System und verfahren zur externen steuerung des aufladevorgangs einer batteriegesteuerten vorrichtung
US9130376B2 (en) 2010-04-23 2015-09-08 Psion Inc. System and method for externally controlling the charging of a battery powered device
US8508183B2 (en) 2010-04-23 2013-08-13 Psion Inc. System and method for compensating for impedance loss associated with an external charging unit
BR112013014476A2 (pt) 2010-12-08 2016-09-20 Pentair Water Pool & Spa Inc válvula de descarga de alívio de vácuo para um sistema de segurança de liberação de vácuo
JP2014529848A (ja) * 2011-08-17 2014-11-13 シンベット・コーポレイションＣｙｍｂｅｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ マルチセル薄膜マイクロバッテリー装置
DE102011111993A1 (de) 2011-08-31 2013-02-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Laden eines Energiespeichers eines Fahrzeugs
JP5977943B2 (ja) 2011-12-28 2016-08-24 矢崎総業株式会社 電池パック
WO2014026112A1 (en) * 2012-08-09 2014-02-13 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Li-ion battery electrodes having nanoparticles in a conductive polymer matrix
US9383244B2 (en) 2012-10-25 2016-07-05 Pentair Flow Technologies, Llc Fluid level sensor systems and methods
US9885360B2 (en) 2012-10-25 2018-02-06 Pentair Flow Technologies, Llc Battery backup sump pump systems and methods
US9638193B2 (en) 2012-10-25 2017-05-02 Pentair Flow Technologies, Llc Sump pump remote monitoring systems and methods
KR101462730B1 (ko) * 2012-11-15 2014-11-17 삼성전기주식회사 충전 장치 및 무선 충전 장치
US9778293B1 (en) * 2014-09-25 2017-10-03 Western Digital Technologies, Inc. Monitoring voltage levels for data storage devices
WO2016053385A1 (en) * 2014-10-03 2016-04-07 Elitise Llc Battery module architecture with horizontal and vertical expandability
US10502572B1 (en) * 2016-08-25 2019-12-10 The Government Of The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy System and methods for network routing and data repackaging
JP6779317B2 (ja) * 2017-01-26 2020-11-04 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント 電気機器
CN108143289A (zh) * 2018-03-06 2018-06-12 江苏建筑职业技术学院 一种可充电便携式饮水机

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2135856A5 (de) 1971-04-30 1972-12-22 Accumulateurs Fixes
US4764856A (en) * 1987-01-23 1988-08-16 U.S. Philips Corporation Power-supply arrangement
DE3830016A1 (de) * 1988-01-29 1989-08-10 Philips Patentverwaltung Schaltungsanordnung zu speisung einer last
US5796238A (en) * 1992-10-13 1998-08-18 Sony Corporation Battery pack
JP3172095B2 (ja) * 1996-06-14 2001-06-04 セイコーインスツルメンツ株式会社 充放電制御回路と充電式電源装置
JP3731951B2 (ja) 1996-09-24 2006-01-05 ローム株式会社 リチウムイオン電池保護回路
SE515366C2 (sv) * 1996-11-20 2001-07-23 Ericsson Telefon Ab L M Batteripaket för en portabel elektrisk apparat samt sätt vid uppladdning av detsamma
US6118254A (en) 1999-07-30 2000-09-12 Compaq Computer Corporation Battery charge control architecture for constant voltage maximum power operation
US6735096B2 (en) * 2002-01-10 2004-05-11 Digipower Manufacturing Inc. Uninterruptible DC power system
TWI293825B (de) * 2002-07-03 2008-02-21 Benq Corp

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2006094785A2 *

Also Published As

Publication number Publication date
IL185783A0 (en) 2008-01-06
DE102005011081A1 (de) 2006-09-14
AU2006222162B2 (en) 2011-05-19
AU2006222162A1 (en) 2006-09-14
CA2599804A1 (en) 2006-09-14
NZ561062A (en) 2011-02-25
US20090051320A1 (en) 2009-02-26
US8049464B2 (en) 2011-11-01
WO2006094785A3 (de) 2006-11-16
WO2006094785A2 (de) 2006-09-14
NO20075045L (no) 2007-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1856786A2 (de) Akkumulator und verfahren zu dessen betrieb
EP2534726B1 (de) Hochstrombatteriesystem und Verfahren zur Steuerung eines Hochstrombatteriesystems
EP3209518B1 (de) Verfahren zum betrieb einer energiespeichereinrichtung in einem kraftfahrzeug und kraftfahrzeug
WO2014005676A1 (de) Hybrider elektrochemischer energiespeicher
DE2719301A1 (de) Einrichtung zum feststellen des ladezustandes einer batterie bzw. zelle
EP3800726A1 (de) Konfigurierbares akkupack
DE102015219589A1 (de) Fahrzeugbatterievorrichtung
EP2774193A1 (de) Energiespeicherzelle und energiespeichervorrichtung mit mehreren solchen energiespeicherzellen
DE69710702T2 (de) Batteriegespeistes elektrisches gerät
EP0114871B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum überwachen der jeweils eingeladenen kapazität von akkumulatoren
DE102011015829A1 (de) Elektrochemische Energiespeicherzelle mit Stromunterbrechungseinrichtung
EP2886388B1 (de) Steuerungsverfahren für eine Traktionsbatterie
DE102013005104A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Auf- und Entladen eines Energiespeichers
DE102013009991A1 (de) Fremdstartfähige Integration einer Batterie in ein Kraftfahrzeug-Bordnetz
DE2313958C3 (de) Notstromversorgungsgerät für batteriegespeiste elektrische Verbraucher, besonders für Notleuchten
EP0843396B1 (de) Vorrichtung zur Stromversorgung eines elektronischen Gerätes
EP2719053A1 (de) Notfallsystem für stromausfälle
DE102012020544A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Aufladen eines Energiespeichers
WO2010115658A1 (de) Batteriesystem mit externem stromkreis
DE102016224005A1 (de) Elektrische Energiespeichereinrichtung
EP1282213A2 (de) Elektrische Verbrauchseinheit
WO2021099204A1 (de) Überbrückung eines batteriemanagementsystems in einem unterseeboot im gefahrenfall
DE102019220422A1 (de) Elektrischer Energiespeicher, System zum Lagern eines elektrischen Energiespeichers und Verfahren zum Lagern eines elektrischen Energiespeichers
DE102020123864A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum aktiven Balancieren von Batteriezellen mehrzelliger Energiespeicherr
DE102009030961A1 (de) Ladevorrichtung, wiederaufladbare Batterie und Verfahren zum Laden einer wiederaufladbaren Batterie

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20070827

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20090921

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20121001