CN113567502A - 电子开关电路中的湿气检测 - Google Patents

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Abstract

电子开关电路(1)的湿气探测装置(2)具有在能导电的第一参考结构(4a)的周围环境中的能导电的探测结构(3)。所述湿气探测装置(2)具有电压传感器(5),该电压传感器能与探测结构(3)连接并且与能导电的第二参考结构(4b)连接。所述电压传感器(5)设计用于根据其传感器端子(6a、6b)之间的电压产生传感器信号。所述湿气探测装置(2)的开关装置(8、10)设计用于将电压传感器(5)选择性地与第二参考结构(4b)分离并且与该第二参考结构连接。所述湿气探测装置(2)的评估单元(7)设计用于根据所述传感器信号探测湿气。

Description

电子开关电路中的湿气检测
技术领域
本发明涉及一种电子开关电路,其具有湿气探测装置、用于给电子装置供应这种电子开关电路的蓄电池组、具有这种电子开关电路或蓄电池组的电子装置以及用于探测电子开关电路中的湿气的方法。
背景技术
进入电子开关电路中的湿气可能导致电子开关电路或者说包括该电子开关电路的装置的故障和损坏。当示例性的受损的锂离子蓄电池单元与水接触时,这可能具有特别戏剧性的作用,这可能导致剧烈的反应并且因此也导致人员伤害。
发明内容
本发明的任务是,能够实现简单且可靠地检测电子开关电路中的湿气。
所述任务通过独立权利要求的相应主题来解决。有利的进一步改进方案和优选的实施方式是从属权利要求的主题。
本发明基于如下构思,即除了两个与电开关电路的相应的参考电位端子连接的参考结构之外还设置有探测结构并且测量在探测结构与其中一个参考结构之间的电压,以便探测所述探测结构与另一个参考结构之间的湿气。
根据本发明的一个方面,给出一种包括湿气探测装置的电子开关电路。所述湿气探测装置具有能导电的探测结构,该探测结构设置在所述电子开关电路的能导电的第一参考结构的周围环境中,其中,该第一参考结构与所述电子开关电路的第一参考电位端子连接。所述湿气探测装置具有电压传感器,该电压传感器具有第一传感器端子和第二传感器端子,所述第一传感器端子与探测结构连接,所述第二传感器端子可与电子开关电路的能导电的第二参考结构连接。在此,第二参考结构与电子开关电路的第二参考电位端子连接。所述电压传感器设计用于根据第一传感器端子与第二传感器端子之间的电压产生传感器信号。所述湿气探测装置具有开关装置,该开关装置设计用于将第二传感器端子选择性地与第二参考结构分离并且与第二参考结构连接。换句话说,所述开关装置设计用于将第二传感器端子可切换地与第二参考结构连接或者将第二传感器端子与第二参考结构连接以及断开连接。所述湿气探测装置具有评估单元,该评估单元设计用于根据在第二传感器端子与第二参考结构通过开关装置电连接期间尤其是产生的传感器信号来探测湿气,该湿气使第一参考结构与探测结构电耦合。
所述第一和第二参考电位端子尤其是处于不同的电位上。电子开关电路的第一和第二参考电位端子例如可以用于将电子开关电路连接到电压源上、例如一个或多个蓄电池单元上。替代地,第一参考电位端子可以与用于电子开关电路的供应电压连接,并且第二参考电位端子可以与接地端子连接,或反之亦然。第一参考结构与第一参考电位端子直接地或间接地电连接,同样如第二参考结构与第二参考电位端子直接地或间接地电连接。所述参考结构例如可以是线连接、导体电路、电子部件的端子或引脚、电极等等。通过各个参考结构与相应的参考电位端子的直接或间接连接,尤其是确保了参考结构相应地处于限定的电位上。
所述探测结构例如同样可以是导体电路、线结构或其它能导电的结构,该结构尤其是除了湿气探测之外对于电子开关电路的功能性没有意义。尤其是,探测结构在电子开关电路的干燥状态下、即当湿气不将探测结构与第一或第二参考结构耦合并且第二传感器端子与第二参考结构分离时,既不直接也不间接地与其中一个参考电位端子连接。因此,所述探测结构的电位通常不固定或浮动。
所述传感器信号尤其是用于第一与第二传感器端子之间的电压的直接量度。因此,如果开关装置将第二传感器端子与第二参考结构电连接,则传感器信号是用于探测结构与第二参考结构之间的电压的直接量度。
湿气使第一参考结构与探测结构电耦合尤其是可以理解为,使得湿气至少暂时建立第一参考结构与探测结构之间的电连接。
由于在电路处于干燥状态时探测结构的浮动电位,在通过开关装置将探测结构与第二参考结构电连接的时刻,在所述传感器端子之间存在电压,电压的数值通常是未知的。然而,由于电压传感器强制地具有有限的内电阻,所以在持续的电连接的情况下在探测结构与第二参考结构之间进行电荷平衡。这导致在特征时间之后在所述传感器端子之间的电压下降到可预先给定的值。简单地说,所述传感器端子之间的电压在一定时间内下降到零或基本上下降到零。
然而,当湿气使探测结构与第一参考结构耦合时,以不同的方式描述情况。在这种情况下,探测结构从第一参考结构获得或多或少限定的电位位置。换句话说,当电荷从探测结构经由电压传感器流向第二参考结构时,第一参考结构对探测结构进行再充电,或者反之亦然。这导致所述传感器端子之间的电压或者如果其已经相应地下降,则再次升高,或者根本不下降到对于干燥状态所期望的值,或者比对于干燥状态所期望的更缓慢地下降。与此对应地,评估单元可以通过评估传感器信号、尤其时通过评估传感器信号的时间变化曲线、通过与在电子开关电路的干燥状态下的预先确定的目标行为进行比较来确定在第一参考结构与探测结构之间是否有湿气。
为此有利地不需要探测结构的专用的电压供应。此外,本身不需要准确地知道探测结构的固有电阻。同样,不需要产生通过探测结构的电流并且测量该电流的变化,以便探测湿气。因此,与外加专用的电压和相应的电流测量相比,需要更少的部件,即尤其是仅一个电压传感器代替电流传感器和电压源。也不会出现相应的附加的电连接。这也可以在结构空间或者电子开关电路的电路载体上的面积需求方面具有优点。
将第一参考结构与探测结构耦合的湿气例如可以是从外部进入的水。但是也可以涉及一种液体,该液体设置在电子开关电路之内或者设置在电子装置或蓄电池组之内,电子开关电路可以在该电子装置或蓄电池组中或与其一起使用。例如,电子开关电路可以是具有多个蓄电池单元的蓄电池组的一部分。在这种情况下,湿气例如可以相当于从受损的蓄电池单池中溢出的液态的电解质。
如果借助通过所述评估单元对传感器信号的评估确定存在湿气,那么评估单元例如可以采取相应的措施、尤其是降低风险的措施,比如将所述电子开关电路去激活,中断相应的通过电流和/或产生警告信号等等。为此,评估单元必要时也可以控制电子开关电路的或必要时电子装置的或蓄电池组的其它部件。
电子开关电路或湿气探测装置例如可以具有模数转换器ADC,其包含电压传感器或者是电压传感器。因此,传感器端子可以对应于 ADC的输入。
根据所述电子开关电路的至少一种实施方式,当第二传感器端子通过开关装置与第二参考结构分离时,探测结构在电子开关电路的干燥状态下与第一参考结构并且与第二参考结构电分离。
电子开关电路的干燥状态在此尤其是对应于第一参考结构和第二参考结构都不通过湿气与探测结构耦合的状态。电子开关电路的干燥状态例如也可以理解为额定状态。
由此,所述探测结构在干燥状态中的电位位置与在第一参考电位端子处的第一参考电位和在第二参考电位端子处的第二参考电位无关。通过湿气消除了这种不相关性,这如所述地导致了湿气的可探测性。
根据至少一种实施方式,所述评估单元设计用于在第二传感器端子与第二参考结构连接期间检测传感器信号,以便探测湿气。
对传感器信号的评估可以在电子开关电路的不同的设计方案形式中是不同的。例如,开关装置可以将第二参考结构与第二传感器端子基本上持久地电连接,使得在一定的衰变时间之后所述传感器端子之间的电压等于零。所述评估单元然后可以如下地监控传感器信号,即传感器信号或传感器端子之间的电压的上升是否超过预先给定的极限值。如果是这种情况,则可以推断出存在湿气。
在其它实施方式中,所述评估单元可以周期性地建立和重新消除在第二传感器端子与第二参考结构之间的电连接,从而在干燥状态下在第二传感器端子与第二参考结构的每次重新连接时可以观察到相应电压的下降。现在,评估单元可以将电压的变化过程与额定变化过程进行比较,以便例如确定:电压是否比在干燥状态下所期望的下降得更慢和/或电压在预先给定的时间之后是否至少下降到预先给定的相应的极限值上,以便探测湿气。
根据至少一种实施方式,所述评估单元设计用于在第二传感器端子与第二参考结构连接期间尤其是借助开关装置检测传感器信号的时间变化曲线并且根据该时间变化曲线来探测湿气。
根据至少一种实施方式,所述开关装置设计用于在第一开始时刻将第二参考结构与第二传感器端子连接,其中,第二参考结构直接在第一开始时刻之前尤其是不与第二传感器端子连接。
根据至少一种实施方式,所述评估单元设计用于将传感器信号在第一测量时刻与预先给定的极限值进行比较,其中,预先给定的第一时间间隔位于第一开始时刻与第一测量时刻之间。所述评估单元设计用于根据比较的结果来探测湿气。
为此,所述开关装置尤其是具有开关元件,该开关元件设置在第二参考结构与第二传感器端子之间并且可以被断开,以便将第二参考结构与第二传感器端子分离,并且该开关元件可以被闭合,以便将第二参考结构与第二传感器端子连接。开关装置还具有控制单元,该控制单元可以相应地控制开关元件。在此,评估单元可以包含控制单元或者反之亦然,或者所述两个单元可以彼此独立地构造。
如果评估单元根据对传感器信号的评估、尤其是根据与极限值的比较确定在第一测量时刻在第一与第二传感器端子之间的电压没有至少下降到极限值,则可以推断出存在湿气。替代地,评估单元也可以确定电压是否首先下降到低于极限值并且在第一测量时刻已经再次超过该极限值。这也可以显示存在湿气。
根据至少一种实施方式,所述评估单元设计用于将在第一开始时刻之后的传感器信号的时间变化曲线与预先给定的额定变化曲线进行比较并且根据该比较的结果来探测湿气。
根据至少一种实施方式,所述湿气探测装置包括另一个能导电的探测结构,所述另一个探测结构设置在电子开关电路的第二参考结构的周围环境中。所述湿气探测装置具有另一个电压传感器,所述另一个电压传感器具有另一个第一传感器端子,所述另一个第一传感器端子与所述另一个探测结构连接。所述另一个电压传感器的所述另一个第二传感器端子可以与第一参考结构连接。所述另一个电压传感器设计用于根据在所述另一个第一传感器端子与所述另一个第二传感器端子之间的电压产生另一个传感器信号。所述开关装置设计用于将所述另一个第二传感器端子可选地与第一参考结构分离并且与第一参考结构连接。所述评估单元设计用于根据在所述另一个第二传感器端子与第一参考结构连接期间所产生的所述另一个传感器信号来探测湿气,该湿气使第二参考结构与所述另一个探测结构电耦合。
在此,评估单元因此可以评估传感器信号和第二传感器信号。可选地,评估单元为此可以具有两个相互独立的评估子单元,所述评估子单元必要时也可以在空间上相互分隔开。所述评估子单元中的第一个可以获得所述传感器信号,并且所述评估子单元中的第二个可以获得所述另一个控制信号。
所述开关装置例如可以具有另一个开关元件,所述另一个开关元件设置在第一参考结构与所述另一个第二传感器端子之间,以便建立或断开第一参考结构与所述另一个第二传感器端子之间的连接。
关于探测结构和电压传感器的实施方式可以类似地被转用到具有所述另一个探测结构和所述另一个电压传感器的实施方式上,其中,第一参考结构和第二参考结构的角色与此相关地互换。
根据至少一种实施方式、尤其是其中湿气探测装置不具有所述另一个探测结构和所述另一个电压传感器的实施方式,所述开关装置设计用于,例如借助开关装置的相应设置的另一个开关元件将第二传感器端子选择性地与第一参考结构分离并且与所述第一参考结构连接。
所述开关装置尤其是设计用于将第二传感器端子与第一参考结构连接或者与第二参考结构连接。
由此,上述用于探测湿气的实施方式(该实施方式使第一参考结构与探测结构电耦合)可以被转用到对湿气的探测上,该湿气使第二参考结构与探测结构电耦合。因此,可以有利地使用唯一的探测结构用于探测两种情况。
根据至少一种实施方式,所述开关装置设计用于在第一测量周期期间将第二传感器端子与第一参考结构分离并且将第二传感器端子与第二参考结构连接。
根据至少一种实施方式,所述开关装置设计用于在第一测量周期之后的第二测量周期期间例如直接在第一测量周期之后将第二传感器端子与第二参考结构分离并且将第二传感器端子与第一参考结构连接。
换句话说,第二传感器端子在第一测量周期期间与第二参考结构连接并且与第一参考结构分离和/或第二传感器端子在第二测量周期期间与第二参考结构分离并且与第一参考结构连接。
因此,评估单元可以通过在第一测量周期期间评估传感器信号来探测湿气,该湿气使第一参考结构与探测结构耦合,并且在第二测量周期期间探测湿气,该湿气使第二参考结构与探测结构耦合。其它类似的第一和第二测量周期可以彼此交替地跟随,使得可以交替地探测两种情况。
第一测量周期例如从第一开始时刻持续直至第一结束时刻,其中,第一测量时刻在第一开始时刻与第一结束时刻之间。相应地,第二测量周期可以从第二开始时刻持续直至第二结束时刻,其中,第二测量时刻位于第二开始时刻与第二结束时刻之间,其中,尤其是在第二开始时刻与第二测量时刻之间存在预先给定的第二时间间隔。
例如,评估单元可以将传感器信号在第二测量时刻与预先给定的另一个极限值进行比较,并且根据该比较的结果来探测湿气,该湿气使第二参考结构与探测结构耦合。
用于探测将第一参考结构与探测结构耦合的湿气的其它可能性也可以相应地被转用到用于探测将第二参考结构与探测结构耦合的湿气上。
根据至少一种实施方式,所述评估单元设计用于在第二传感器端子与第一参考结构连接期间、尤其是在第二测量周期期间检测传感器信号,以便探测湿气,该湿气使第二参考结构与探测结构电耦合。尤其是,评估单元可以设计用于在第二传感器端子与第二参考结构连接期间检测传感器信号的时间变化曲线并且根据时间变化曲线来探测相应的湿气。
根据至少一种实施方式,所述评估单元设计用于当检测到将第一参考结构与探测结构电耦合的湿气时,采取降低风险的措施。
根据至少一种实施方式,所述评估单元设计用于当检测到将第二参考结构与探测结构或所述另一个探测结构电耦合的湿气时,采取降低风险的措施。
采取降低风险的措施例如可以包括产生或引起警告信号和/或产生或引起用于另一个开关元件的控制信号,以便中断通过电子开关电路的电流等。采取降低风险的措施还可以包括去激活电子开关电路、电子装置和/或与电子开关电路连接或包括电子开关电路的蓄电池组。
根据至少一种实施方式,所述评估单元设计用于引入第一参考电位端子与第一参考结构的电连接的中断和/或第二参考电位端子与第二参考结构的电连接的中断,以便采取降低风险的措施。
为此,电子开关电路、湿气探测装置或开关装置可以相应地具有可由评估单元操控的开关元件。
根据本发明的另一方面给出一种用于为电子装置供应电能的蓄电池组。所述蓄电池组具有至少一个蓄电池单元、尤其是锂离子蓄电池单元。所述至少一个蓄电池单元具有第一电极和第二电极。所述蓄电池组具有根据本发明的电子开关电路。在此,电子开关电路的第一参考电位端子与第一电极直接或间接地连接,并且第二参考电位端子与蓄电池组的第二电极直接或间接地连接。
根据所述蓄电池组的至少一种实施方式,所述电子开关电路包括用于蓄电池组的电池管理系统。
根据至少一种实施方式,所述电子开关电路包括至少一个用于中断从所述至少一个蓄电池单元到电子装置的放电电流的开关元件和/ 或至少一个用于中断从充电装置到所述至少一个蓄电池单元的充电电流的开关元件。
所述降低风险的措施例如可以包含中断放电电流和/或充电电流。
根据本发明的另一方面给出一种具有根据本发明的电子开关电路和/或具有根据本发明的蓄电池组的电子装置。
所述电子装置例如可以设计成电动工具或家用电器。所述电子装置也可以设计成可电驱动的车辆、尤其是小型车辆,例如设计成可电驱动的自行车或可电驱动的摩托车等。
根据本发明的另一方面给出一种用于探测电子开关电路中的湿气的方法。在此,尤其是借助电子开关电路的开关装置将电压传感器的、尤其是电子开关电路的第二传感器端子与电子开关电路的能导电的第二参考结构连接,其中,第二参考结构与电子开关电路的第二参考电位端子连接。借助电压传感器,根据在电压传感器的第一传感器端子与第二传感器端子之间的电压产生传感器信号。在此,第一传感器端子与电子开关电路的能导电的探测结构连接并且探测结构设置在电子开关电路的能导电的第一参考结构的周围环境中。根据传感器信号,尤其是借助电子开关电路的评估单元来探测湿气,该湿气使第一参考结构与探测结构电耦合。
根据本发明的方法的其它实施方式直接由根据本发明的电子开关电路、根据本发明的蓄电池组和根据本发明的电子装置的不同的设计方式得出,并且相应地反之亦然。根据本发明的电子开关电路尤其是可以设计用于执行根据本发明的方法或者其执行这样的方法。
附图说明
接下来借助具体的实施例和所属的示意性附图详细阐述本发明。在附图中,相同的或功能相同的元件可以设有相同的附图标记。对相同的或功能相同的元件的描述必要时不必关于不同的附图进行重复。
在附图中:
图1示出根据本发明的电子开关电路的一种示例性实施方式的示意图;
图2示出电压变化曲线的示意图;
图3示出根据本发明的电子开关电路的另一种示例性实施方式的示意图;
图4示出其它电压变化曲线的示意图;
图5示出根据本发明的电子开关电路的另一种示例性实施方式的示意图。
具体实施方式
在图1中示意性地示出根据本发明的电子开关电路1。该开关电路1具有第一参考电位端子9a和第二参考电位端子9b,它们例如可以与电压源的相应的电极连接。例如,电子开关电路1可以是具有多个蓄电池单元18的蓄电池组15的一部分。蓄电池单元18例如能够串联连接和/或并联连接并且具有用于输出电压的共同的第一电极以及共同的第二电极。在所述情况下,所述第一电极可以与第一参考电位端子9a连接并且所述第二电极可以与第二参考电位端子9b连接。然而,电子开关电路1也可以在其它情况下被使用,其中,参考电位端子9a、9b处于不同的电位上。
开关电路1具有能导电的第一参考结构4a和能导电的第二参考结构4b,所述第一参考结构4a与第一参考电位端子9a连接,所述第二参考结构4b与第二参考电位端子9b连接。所述参考结构4a、4b 例如可以对应于开关电路1的导体电路或布线。在此,开关电路1可以具有多个另外的电子部件,这些电子部件为了清晰起见在图1中未示出。电子开关电路1还具有湿气探测装置2。在这种情况下,湿气探测装置2的功能独立于开关电路1的其余部件的具体设计方案,从而接下来将仅参考结构4a、4b以及参考电位端子9a、9b。
湿气探测装置2包含能导电的探测结构3,该探测结构例如同样能够构造成线或导体电路并且设置在第一参考结构4a的周围环境中。此外,湿气探测装置2具有电压传感器5,该电压传感器具有第一传感器端子6a和第二传感器端子6b,所述第一传感器端子与探测结构3连接,所述第二传感器端子可以通过开关元件8与第二参考结构4b连接或者可以与其分离。为此,湿气探测装置2具有控制单元 10,该控制单元可以相应地操控开关元件8,以便建立或取消连接。开关元件8可以包含晶体管、例如场效应晶体管。
此外,湿气探测装置2具有评估单元7,该评估单元与电压传感器5连接或者在一些实施方式中可以包含电压传感器5。评估单元7 和控制单元10在不同的实施方式中也可以构造成共同的控制和评估单元。
电压传感器5可以产生传感器信号,该传感器信号再现在所述两个传感器端子6a、6b之间的电压。因此,如果开关元件8闭合,使得第二参考结构4b与第二传感器端子6b连接,则传感器信号因此再现探测结构3与第二参考结构4b之间的电压U。电压U的相应的变化曲线示意性地在图2中作为时间t的函数示出。
在图2的示例中,开关元件8例如首先断开并且在起始时刻t0 借助控制单元10闭合。在电子开关电路1的干燥状态中,只要开关元件8断开,探测结构3就与第一参考结构4a并且与第二参考结构 4b电分离。因此,探测结构3的电位通常是不确定的,即是浮动的。与此对应地,因此在时刻t0出现探测结构3和第二参考结构4b之间的电压降。然而,由于电压传感器5的有限的内电阻,该电压随着时间下降并且在电子开关电路1的干燥状态下在稍后的时刻t1例如近似达到零。
然而,如果湿气11位于电子开关电路1中,该湿气如在图1中所示出的那样使第一参考结构4a与探测结构3电连接,则可以在探测结构3与第一参考结构4a之间发生至少部分电荷平衡。因为参考结构4a、4b处于不同的电位上,这引起在传感器端子6a、6b之间的大于零的电压。与此对应地,电压U可以在时刻t1之后再次升高,如在图2中所示。如果当已经存在湿气11时,通过闭合开关元件8 建立第二传感器端子6b与第二参考结构4b的连接,则电压U必要时不像在图2中示出的那样下降到零,而是保持在更高的值。电压U 的相应的变化过程或值可以借助评估单元7与电压的期望的额定变化过程或额定值比较,以便探测湿气11。
在图3中示意性地示出根据本发明的电子开关电路1的另一种示例性实施方式,其基于图1的实施方式。
在图3的实施方式中,为了清楚起见没有示出评估单元7和控制单元10。开关元件8例如能够构造成或起到换向开关的作用。控制单元10然后可以控制开关元件8,使得第二传感器端子6b与第一参考结构4a连接并且与第二参考结构分离或者反之。替代地,湿气探测装置2可以具有如关于图1所阐述的开关元件8以及另一开关元件 (未示出),所述另一开关元件同样可以由控制单元10来操控并且设置在第一参考结构4a和探测结构3之间。与此对应地,控制单元10 可以这样操控开关元件8和所述另一个开关元件,使得开关元件8闭合并且所述另一个开关元件断开或者反之亦然。
因此,控制单元10可以将探测结构3选择性地与第一参考结构 4a和第二参考结构4b连接。如果探测结构3与第二参考结构4b连接并且与第一参考结构4a分离,则评估单元7可以如关于图1所描述的那样探测在第一参考结构4a与探测结构3之间的湿气11。相反,如果探测结构3与第一参考结构4a连接并且与第二参考结构4b分离,则评估单元7可以探测湿气11,该湿气使第二参考结构4b与探测结构3电连接。关于图1和图2的实施方式在此类似地适用。
在各实施方式中,控制单元10可以周期性地控制开关元件8和所述另一个开关元件,使得在连续测量周期期间,第一参考结构4a 或第二参考结构4b交替地与探测结构3连接,以便交替地执行相应的湿气探测。在所述两个传感器连接端6a、6b之间的相应的电压变化示意性地在图4中示出。在此,作为时间t的函数的电压变化曲线 U对应于第二参考结构4b和探测结构3之间的电压的变化曲线,并且作为时间t的函数的电压变化曲线U最短对应于第一参考结构4a 和探测结构3之间的电压变化曲线。如关于图2所实施的那样,第二参考结构4b在时刻t0与探测结构3连接,使得电压U从有限的值直至时刻t1下降到近似零的值。在时刻t1,第二参考结构4b例如与探测结构3分离并且探测结构3与第一参考结构4a连接。与此对应地,电压U’具有有限的值,所述有限的值在时间的进程中直至另一时刻 t2例如下降到接近零的值。在时刻t2,探测结构3又与第一参考结构 4a分离并且与第二参考结构4b连接,使得电压U的电压变化曲线在 t2和随后的时间t3之间如所描述的那样重复。应当指出,电压U、U’的概略的变化曲线对应于开关电路1的干燥状态。如关于图2所描述的相应的偏差,评估单元7因此可以推断出探测结构3与其中一个参考结构4a、4b之间的湿气11。
在图3中示出可选的电阻14,该电阻与电压传感器5的内电阻串联连接。由此可以进一步提高传感器端子6a、6b之间的电阻,以便由此延迟所述的电压下降。以这种方式,电压变化曲线能够根据具体的需求来匹配。这样的电阻14也可以在根据图1的实施方式中提供。
此外,在图3中,可选的电感元件12a和可选的电阻13a串联连接在第一参考结构4a与探测结构3之间。通过相应地选择电感元件 12a的电感和电阻13a的欧姆电阻,可以相应地调整耦合,以便调整在用于探测湿气11的测量间隔期间电压随时间的变化。这也可以在根据图1的实施方式中可选地设置。此外,如图3中所示,另一电感元件12b可以与探测结构3和第二参考结构4b之间的另一电阻13b 串联连接。这些电感元件具有与关于电感元件12a和电阻13a所实施的功能类似的功能。
在图5中示出根据本发明的电子开关电路1的另一种示例性的实施方式,其基于图1的实施方式。为了清晰起见,传感器端子6a、 6b以及控制单元10和评估单元7同样如开关元件8那样未示出。
在图5的实施方式中,湿气探测装置2具有另一个探测结构3’,所述另一个探测结构设置在第二参考结构4b的周围环境中。湿气探测装置2此外包含另一个电压传感器5’,所述另一个电压传感器具有另一个第一传感器端子以及第二传感器端子,所述第一传感器端子与所述另一个探测结构3’连接,所述第二传感器端子与第一参考结构 4a可切换地连接。为此,湿气探测装置2具有另一个开关元件(未示出),所述另一个开关元件可以由控制单元10控制,以便将第一参考结构4a与另一个第二传感器端子连接或与其分离。探测结构3’的或者电压传感器5’的功能方式类似于探测结构3和电压传感器5的功能方式,如关于图1所描述的那样。
因此,根据图5的实施方式,将探测结构3与第一参考结构4a 耦合的湿气11可以通过评估电压传感器5的传感器信号如所描述的那样被探测。将所述另一个探测结构3’与第二参考结构4b耦合的湿气11可以以类似的方式通过评估所述另一个电压传感器5的所述另一个传感器信号由评估单元7探测到。
蓄电池组具有根据本发明的电子开关电路1,如其例如关于图1 至图5所阐述的那样,具有至少一个蓄电池单元18,其中,蓄电池单元的第一电极与第一参考电位接口连接并且蓄电池单元的第二电极与第二参考电位接口连接。
此外,蓄电池组可具有两个或更多个外部触点,用于将蓄电池组与电子装置连接。在此,外部触点中的第一外部触点与第一参考电位端子9a连接,并且外部触点中的第二外部触点与第二参考电位端子 9b连接。外部触点是用于湿气进入到蓄电池组中并且由此进入到开关电路1中的潜在部位。
开关电路1的探测结构3关于外部触点的可能的布置结构,探测结构3的一部分能够设置在外部触点中的相邻的外部触点之间,以便能够相应地探测湿气。
根据本发明的蓄电池组的另一种示例性实施方式。蓄电池组可以包含电路板,该电路板例如承载用于蓄电池组的电池管理系统。此外,电路板可以部分地支承电子开关电路1或湿气探测装置2。探测结构 3例如可具有一个或多个线材环,其被引导通过蓄电池组的设置有蓄电池单元的区域。探测结构3例如可以曲折形地在各个蓄电池单元之间延伸。以这种方式能够探测湿气,该湿气进入到蓄电池单元的区域中并且因此具有特别的安全性重要性。
根据本发明的蓄电池组的蓄电池单元,该蓄电池单元具有壳体,该壳体形成蓄电池单元的负电极并且例如与第一参考电位端子9a连接。此外,蓄电池具有电流中断元件,该电流中断元件也称为CID(英语:“Current Interruption Device”并且借助蓄电池单元的绝缘元件由壳体电绝缘。电流中断元件可以相当于蓄电池单元的正电极,并且例如与第二参考电位端子9b连接。
探测结构3的另一种示例性的布置结构,其在此也可以构造成线环结构。探测结构3例如被引导为在电流中断元件与壳体之间的例如壳体与电流中断元件之间的附近延伸。因此,可在蓄电池组的特别关键的部位处探测到湿气。
例如探测结构3为此可以嵌入到另一个绝缘元件中,该绝缘元件例如多孔地或海绵式地构造,使得湿气可以通过电绝缘元件渗入到探测结构3,但是探测结构3仍与壳体和电流中断元件电绝缘。
附图标记列表:
1 开关电路
2 湿气探测装置
3、3’ 探测结构
4a、4b 参考结构
5、5’ 电压传感器
6a、6b 传感器端子
7 评估单元
8 开关元件
9a、9b 参考电位端子
10 控制器
11 湿气
12a、12b 感应元件
13a、13b、14 电阻

Claims (14)

1.具有湿气探测装置(2)的电子开关电路(1),所述湿气探测装置(2)具有:
—能导电的探测结构(3),该探测结构设置在所述电子开关电路(1)的能导电的第一参考结构(4a)的周围环境中,其中,该第一参考结构(4a)与所述电子开关电路(1)的第一参考电位端子(9a)连接,
—电压传感器(5),其具有与探测结构(3)连接的第一传感器端子(6a)并且具有能与电子开关电路(1)的能导电的第二参考结构(4b)连接的第二传感器端子(6b),所述第二参考结构与开关电路(1)的第二参考电位端子(9b)连接,其中,所述电压传感器(5)设计用于根据第一传感器端子(6a)与第二传感器端子(6b)之间的电压产生传感器信号;
—开关装置(8、10),该开关装置设计用于将第二传感器端子(6b)选择性地与第二参考结构(4b)分离并且与该第二参考结构连接,以及
—评估单元(7),该评估单元设计用于根据传感器信号来探测湿气(11),该湿气使第一参考结构(4a)与探测结构(3)电耦合。
2.根据权利要求1所述的电子开关电路(1),其中,所述评估单元(7)设计用于在第二传感器端子(6b)与第二参考结构(4b)连接期间检测传感器信号,以便探测湿气(11)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电子开关电路(1),其中,所述评估单元(7)设计用于在第二传感器端子(6b)与第二参考结构(4b)连接期间检测传感器信号的时间变化曲线并且根据该时间变化曲线来探测相应的湿气(11)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电子开关电路(1),其中,
—所述开关装置(8、10)设计用于在第一开始时刻将第二参考结构(4b)与第二传感器端子(6b)连接;
—所述评估单元(7)设计用于将传感器信号在第一测量时刻与预先给定的极限值进行比较,其中,预先给定的第一时间间隔位于第一开始时刻与第一测量时刻之间;并且
—所述评估单元(7)设计用于根据比较的结果来探测湿气(11)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电子开关电路(1),其中,
—所述湿气探测装置(2)包括另一个能导电的探测结构(3’),所述另一个探测结构设置在电子开关电路(1)的第二参考结构(4b)的周围环境中;
——所述湿气探测装置(2)具有另一个电压传感器(5’),所述另一个电压传感器具有与所述另一个探测结构(3’)连接的另一个第一传感器端子并且具有能与第一参考结构(4a)连接的另一个第二传感器端子,其中,所述另一个电压传感器(5’)设计用于根据在所述另一个第一传感器端子与所述另一个第二传感器端子之间的电压产生传感器信号;
—开关装置(8、10),将所述另一个第二传感器端子选择性地与第一参考结构(4a)分离并且与该第一参考结构连接,以及
—评估单元(7)设计用于根据所述另一个传感器信号来探测湿气(11),该湿气使第一参考结构(4a)与所述另一个探测结构(3’)电耦合。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的电子开关电路(1),其中,所述开关装置(8、10)设计用于将第二传感器端子(6b)选择性地与第一参考结构(4a)分离并且与该第一参考结构连接。
7.根据权利要求6所述的电子开关电路(1),其中,所述开关装置(8、10)设计用于
—在第一测量周期期间将第二传感器端子(6b)与第一参考结构(4a)分离并且将其与第二参考结构(4b)连接;和/或
—在第二测量周期期间将第二传感器端子(6b)与第二参考结构(4b)分离并且将其与第一参考结构(4a)连接。
8.根据权利要求6或7中任一项所述的电子开关电路(1),其中,所述评估单元(7)设计用于在第二传感器端子(6b)与第一参考结构(4a)连接期间检测传感器信号,以便探测湿气(11),该湿气使第二参考结构(4b)与探测结构(3)电耦合。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电子开关电路(1),其中,所述评估单元(7)设计用于当检测到将第一参考结构(4a)与探测结构(3)电耦合的湿气(11)时,采取降低风险的措施。
10.根据权利要求9所述的电子开关电路(1),其中,所述评估单元(7)设计用于引入第一参考电位端子(9a)与第一参考结构(4a)的电连接的中断和/或第二参考电位端子(9b)与第二参考结构(4b)的电连接的中断,以便采取降低风险的措施。
11.用于为电子装置供应电能的蓄电池组(15),该蓄电池组(15)具有:
—至少一个带有第一电极(19)和第二电极(20)的蓄电池单元(18);
—根据前述权利要求中任一项所述的电子开关电路(1),其中,所述第一参考电位端子(9a)与所述第一电极(19)连接并且所述第二参考电位端子(9b)与所述第二电极(20)连接。
12.电子装置,其具有根据权利要求1至10中任一项所述的电子开关电路(1)或具有根据权利要求11所述的蓄电池组(15)。
13.用于在电子开关电路(1)中探测湿气(11)的方法,其中,
—将电压传感器(5)的第二传感器端子(6a)与电子开关电路(1)的能导电的第二参考结构(4b)连接,其中,第二参考结构与电子开关电路(1)的第二参考电位端子(9b)连接;
—借助电压传感器(5)根据在与开关电路(1)的能导电的探测结构(3)连接的电压传感器(5)的第一传感器端子(6a)与第二传感器端子(6b)之间的电压产生传感器信号,其中,所述探测结构(3)设置在开关电路(1)的能导电的第一参考结构(4a)的周围环境中;并且
—根据所述传感器信号来探测湿气(11),该湿气使第一参考结构(4a)与探测结构(3)电耦合。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,
—在第一测量周期期间将第二传感器端子(6b)与第一参考结构(4a)分离并且将其与第二参考结构(4b)连接并且根据在所述第一测量周期期间检测到的传感器信号探测到湿气,该湿气使第一参考结构(4a)与探测结构(3)电耦合;和/或
—在第二测量周期期间将第二传感器端子(6b)与第二参考结构(4b)分离并且将其与第一参考结构(4a)连接并且根据在所述第二测量周期期间检测到的传感器信号探测到湿气,该湿气使第二参考结构(4b)与探测结构(3)电耦合。
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