DE102011005420A1 - Memory device for storing electrical energy, has monitoring device with controllable grounding electrode for diverting charging current of memory cell based on mass of monitored physical quantity of memory cell - Google Patents

Memory device for storing electrical energy, has monitoring device with controllable grounding electrode for diverting charging current of memory cell based on mass of monitored physical quantity of memory cell Download PDF

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Abstract

A memory device (101) has rechargeable memory cell (103) which is charged by using electric current. A monitoring device (105) monitors a physical parameter of the memory cell. The monitoring device is comprised of controllable grounding electrode (107) for diverting the charging current of memory cell based on mass of the monitored physical quantity. The grounding electrode is comprised of shift element (209) for providing electrical short circuit between memory cell and charging circuit. An independent claim is included for method for operating memory device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Speichervorrichtung zum Speichern von elektrischer Energie. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Speichervorrichtung zum Speichern von elektrischer Energie.The invention relates to a storage device for storing electrical energy. The invention further relates to a method for operating a storage device for storing electrical energy.

Stand der TechnikState of the art

Lithium-Ionen-Akkupacks dürfen nicht überladen werden, um Beschädigungen zu vermeiden. Um eine Überladung zu verhindern, gibt es im Ladegerät verschiedene Schutzmaßnahmen, um einen Stromfluss zu unterbrechen. Sollten diese Schutzmaßnahmen aber nicht ausreichen, ist der Stromfluss im Akkupack selbst zu unterbrechen. Dazu werden jedoch teure und komplexe Schaltelemente benötigt. Zudem haben diese Schaltelemente auch im geschlossenen Zustand immer einen Widerstand, so dass eine Effizienz beim Laden bzw. Entladen beeinträchtigt wird.Lithium ion battery packs must not be overcharged to prevent damage. In order to prevent overcharging, there are various protective measures in the charger to interrupt a current flow. However, if these protective measures are not sufficient, the current flow in the battery pack itself must be interrupted. However, this requires expensive and complex switching elements. In addition, these switching elements always have a resistance in the closed state, so that efficiency during charging or discharging is impaired.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann daher darin gesehen werden, eine Speichervorrichtung zum Speichern von elektrischer Energie anzugeben, wobei eine Überladung verhindert wird, ohne dass eine Effizienz beim Laden bzw. Entladen beeinträchtigt wird.The object underlying the invention can therefore be seen to provide a storage device for storing electrical energy, wherein an overcharge is prevented, without an efficiency during charging or discharging is impaired.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann auch darin gesehen werden, ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer Speichervorrichtung zum Speichern von elektrischer Energie anzugeben.The object underlying the invention can also be seen in providing a corresponding method for operating a memory device for storing electrical energy.

Diese Aufgaben werden mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.These objects are achieved by means of the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of each dependent subclaims.

Nach einem Aspekt wird eine Speichervorrichtung zum Speichern von elektrischer Energie bereitgestellt. Die Speichervorrichtung ist vorzugsweise als ein Akkumulator (Akku) gebildet. Ein solcher Akku kann auch als ein Akkupack bezeichnet werden. Beispielsweise kann der Akkumulator als ein Bleiakkumulator, ein Lithium-Ionen-Akkumulator, ein Lithium-Polymer-Akkumulator, ein Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator, ein Lithium-Titanat-Akkumulator, ein Lithium-Schwefel-Akkumulator, ein Natrium-Nickel-Chlorid-Akkumulator, ein Natrium-Schwefel-Akkumulator, ein Nickel-Eisen-Akkumulator, ein Nickel-Kadmium-Akkumulator, ein Nickel-Metallhydrid-Akkumulator, ein Nickel-Wasserstoff-Akkumulator, ein Nickel-Zink-Akkumulator oder als ein Zinn-Schwefel-Lithium-Akkumulator gebildet sein.In one aspect, a storage device for storing electrical energy is provided. The storage device is preferably formed as a rechargeable battery. Such a battery can also be referred to as a battery pack. For example, the rechargeable battery may be in the form of a lead-acid battery, a lithium-ion rechargeable battery, a lithium-polymer rechargeable battery, a lithium-iron-phosphate rechargeable battery, a lithium titanate rechargeable battery, a lithium-sulfur rechargeable battery, a sodium-nickel rechargeable battery. Chloride accumulator, a sodium-sulfur accumulator, a nickel-iron accumulator, a nickel-cadmium accumulator, a nickel-metal hydride accumulator, a nickel-hydrogen accumulator, a nickel-zinc accumulator or as a tin-accumulator Sulfur lithium accumulator may be formed.

Die Speichervorrichtung umfasst eine Speicherzelle, welche mittels eines elektrischen Ladestroms aufgeladen werden kann. Bei der Speicherzelle handelt es sich vorzugsweise um eine galvanische Zelle. Im Zusammenhang mit Akkumulatoren kann eine solche galvanische Zelle auch als eine Sekundärzelle bezeichnet werden. Des Weiteren weist die Speichervorrichtung eine Überwachungsvorrichtung auf, welche eine physikalische Größe in der Speicherzelle überwachen kann. Vorzugsweise handelt es sich bei der physikalischen Größe um eine Temperatur in der Speicherzelle und/oder eine elektrische Spannung in der Speicherzelle. Eine solche Temperatur kann vorzugsweise auch als eine Speicherzellentemperatur bezeichnet werden. Eine solche Spannung kann vorzugsweise auch als eine Speicherzellenspannung bezeichnet werden.The memory device comprises a memory cell which can be charged by means of an electrical charging current. The memory cell is preferably a galvanic cell. In the context of accumulators, such a galvanic cell may also be referred to as a secondary cell. Furthermore, the memory device has a monitoring device which can monitor a physical quantity in the memory cell. The physical variable is preferably a temperature in the memory cell and / or an electrical voltage in the memory cell. Such a temperature may also be referred to as a storage cell temperature. Such a voltage may also be referred to as a memory cell voltage.

Die Speichervorrichtung umfasst ferner einen Masseableiter, welcher mittels der Überwachungsvorrichtung steuerbar ist. Der Masseableiter ist derart gebildet, dass er abhängig von der überwachten physikalischen Größe den Ladestrom auf Masse ableiten kann.The memory device further comprises a ground conductor, which is controllable by means of the monitoring device. The ground arrester is formed so that it can derive the charging current to ground depending on the monitored physical quantity.

Gemäß einem anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben einer Speichervorrichtung zum Speichern von elektrischer Energie bereitgestellt, wobei die Speichervorrichtung eine Speicherzelle aufweist. In einem ersten Schritt wird die Speicherzelle mittels eines elektrischen Ladestroms aufgeladen, wobei eine physikalische Größe in der Speicherzelle überwacht wird. Abhängig von der überwachten Größe wird der elektrische Ladestrom auf Masse abgeleitet.According to another aspect, there is provided a method of operating a memory device for storing electrical energy, wherein the memory device comprises a memory cell. In a first step, the memory cell is charged by means of an electrical charging current, wherein a physical quantity in the memory cell is monitored. Depending on the monitored size, the electrical charging current is dissipated to ground.

Die Erfindung umfasst also den Gedanken, dass abhängig von der überwachten physikalischen Größe der Speicherzelle der elektrische Ladestrom während eines Ladevorgangs auf Masse abgeleitet wird. Nachdem der Ladestrom auf Masse abgeleitet ist, kann insofern die Speicherzelle nicht weiter aufgeladen werden. Somit wird in vorteilhafter Weise eine Überladung der Speicherzelle wirksam vermieden. Weiterhin führt auch ein defektes Ladegerät, welches einen Ladestrom nicht selbstständig automatisch abschalten kann, nicht zu einer Überladung der Speicherzelle, da ein Unterbrechen des Ladevorgangs in der Speichervorrichtung selber durchgeführt wird, also unabhängig von einem Ladegerät.The invention thus includes the idea that, depending on the monitored physical size of the memory cell, the electrical charging current is discharged to ground during a charging process. Since the charging current is derived to ground, the memory cell can not be charged further in this respect. Thus, an overload of the memory cell is effectively avoided in an advantageous manner. Furthermore, even a defective charger, which can not automatically turn off a charging current automatically, does not lead to an overcharge of the memory cell, since an interruption of the charging process is carried out in the storage device itself, ie independent of a charger.

Vorzugsweise wird der elektrische Ladestrom auf Masse abgeleitet, wenn die elektrische Speicherzellenspannung über einem vorbestimmten Spannungswert liegt bzw. ansteigt. Vorzugsweise wird der elektrische Ladestrom auf Masse abgeleitet, wenn die Speicherzellentemperatur über einem vorbestimmten Temperaturwert liegt bzw. ansteigt.Preferably, the electrical charging current is dissipated to ground when the electric storage cell voltage is above a predetermined voltage value. Preferably, the electrical charging current is dissipated to ground when the memory cell temperature is above a predetermined temperature value.

In einer anderen Ausführungsform sind mehrere Speicherzellen gebildet. Die Speicherzellen können zur Erhöhung einer mittels der Speicherzellen bereitgestellten Spannung insbesondere in Reihe geschaltet werden oder zur Erhöhung einer Gesamtkapazität der Speicherzellen parallel geschaltet werden. Vorzugsweise kann auch vorgesehen sein, dass einige Speicherzellen parallel geschaltet sind und einige Speicherzellen in Reihe geschaltet sind, wobei die parallel geschalteten Speicherzellen zu den in Reihe geschalteten Speicherzellen wiederum parallel oder in Reihe geschaltet sind. Insbesondere reicht es bei mehreren Speicherzellen aus, dass eine physikalische Größe in einer Speicherzelle über einen vorbestimmten Wert liegt, um den Ladevorgang abzubrechen und den elektrischen Ladestrom auf Masse abzuleiten. In another embodiment, a plurality of memory cells are formed. In order to increase a voltage provided by the memory cells, the memory cells can be connected in particular in series or connected in parallel to increase a total capacitance of the memory cells. Preferably, it can also be provided that some memory cells are connected in parallel and some memory cells are connected in series, wherein the memory cells connected in parallel to the series-connected memory cells are in turn connected in parallel or in series. In particular, it is sufficient for a plurality of memory cells that a physical quantity in a memory cell is above a predetermined value in order to stop the charging process and to derive the electrical charging current to ground.

In einer anderen Ausführungsform umfasst der Masseableiter ein Schaltelement zum elektrischen Kurzschließen eines mit der Speicherzelle verbundenen Ladestromkreises. An einen solchen Ladestromkreis wird insbesondere zum Laden der Speicherzelle ein elektrisches Ladegerät angeschlossen. Ein solcher Ladestromkreis umfasst beispielsweise einen oder mehrere Kontakte zum Kontaktieren bzw. Anschließen des elektrischen Ladegeräts. Dadurch also, dass der Ladestromkreis kurzgeschlossen wird, fließt kein Ladestrom mehr zur Speicherzelle, so dass diese in vorteilhafter Weise nicht überladen werden kann.In another embodiment, the ground conductor comprises a switching element for electrically shorting a charging circuit connected to the memory cell. To such a charging circuit, an electric charger is connected in particular for charging the memory cell. Such a charging circuit comprises, for example, one or more contacts for contacting or connecting the electric charger. As a result, that is, that the charging circuit is short-circuited, no charging current flows to the memory cell, so that they can not be overloaded in an advantageous manner.

Vorzugsweise ist das Schaltelement ein Transistor, insbesondere ein Feldeffekttransistor (FET), ein Relais oder ein steuerbares Kurzschlusselement.Preferably, the switching element is a transistor, in particular a field effect transistor (FET), a relay or a controllable short-circuit element.

Insbesondere ist das Schaltelement parallel zum Ladestromkreis geschaltet.In particular, the switching element is connected in parallel to the charging circuit.

Ein Schaltelement im Sinne der vorliegenden Erfindung weist insbesondere zwei Schaltzustände auf: Einen offenen Schaltzustand, in welchem der Ladestromkreis nicht kurzgeschlossen ist, sodass ein elektrischer Ladestrom zum Aufladen der Speicherzelle fließen kann und nicht auf Masse abgeleitet wird, und einen geschlossenen Schaltzustand, in welchem der Ladestromkreis kurzgeschlossen ist, sodass kein elektrischer Ladestrom zum Aufladen der Speicherzelle in die Speicherzelle fließen kann, sondern auf Masse abgeleitet wird. Wenn sich das Schaltelement in dem offenen Schaltzustand befindet, kann das Schaltelement auch als ein offenes Schaltelement bezeichnet werden. Wenn sich das Schaltelement in dem geschlossenen Schaltzustand befindet, kann das Schaltelement auch als ein geschlossenes Schaltelement bezeichnet werden.In particular, a switching element in the sense of the present invention has two switching states: an open switching state in which the charging circuit is not short-circuited, so that an electrical charging current for charging the memory cell can flow and is not dissipated to ground, and a closed switching state, in which Charging circuit is short-circuited, so that no electric charging current for charging the memory cell can flow into the memory cell, but is derived to ground. When the switching element is in the open switching state, the switching element may also be referred to as an open switching element. When the switching element is in the closed switching state, the switching element may also be referred to as a closed switching element.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Schaltelement ein reversibles Schaltelement. Reversibel bedeutet hier insbesondere, dass das Schaltelement zwischen dem offenen Schaltzustand und dem geschlossenen Schaltzustand hin- und hergeschaltet werden kann. Somit kann also in vorteilhafter Weise die Speicherzelle weiter geladen werden bzw. neu aufgeladen werden, wenn die physikalische Größe wieder einem zulässigen Wert entspricht, da das reversible Schaltelement wieder geöffnet werden kann, so dass der elektrische Ladestrom nicht weiter auf Masse abgeleitet wird, sondern zum Aufladen der Speicherzelle zu dieser hinfließt.According to a further embodiment, the switching element is a reversible switching element. Reversible here means in particular that the switching element between the open switching state and the closed switching state can be switched back and forth. Thus, advantageously, the memory cell can be further charged or recharged when the physical size again corresponds to a permissible value, since the reversible switching element can be opened again, so that the electric charging current is not further derived to ground, but for Charging the memory cell to this flows.

Während eines Ladevorgangs der Speicherzelle ist das Schaltelement offen, so dass kein elektrischer Strom durch das Schaltelement fließen kann. Der elektrische Ladestrom fließt also zur Speicherzelle, um diese aufzuladen. Erst wenn die überwachte physikalische Größe über einem bestimmten Wert liegt, wird das Schaltelement mittels der Überwachungsvorrichtung geschlossen, so dass ein Kurzschluss in dem Ladestromkreis gebildet wird. Der Ladestrom fließt nun nicht mehr zu der Speicherzelle, sondern wird auf Masse abgeleitet. Hierbei wird insbesondere eine mittels des Ladegeräts bereitgestellte Ladespannung über das Schaltelement mit Masse derart verbunden, dass mindestens der maximal mögliche Ladestrom abgeleitet wird.During charging of the memory cell, the switching element is open, so that no electric current can flow through the switching element. The electric charging current thus flows to the memory cell in order to charge it. Only when the monitored physical variable is above a certain value, the switching element is closed by means of the monitoring device, so that a short circuit is formed in the charging circuit. The charging current now no longer flows to the memory cell, but is derived to ground. In this case, in particular, a charging voltage provided by means of the charging device is connected to ground via the switching element such that at least the maximum possible charging current is dissipated.

In einer anderen Ausführungsform ist ein Entladestromkreis gebildet, welcher mit der Speicherzelle verbunden ist, so dass hierüber die Speicherzelle entladen werden kann. Vorzugsweise sind der Ladestromkreis und der Entladestromkreis getrennt voneinander gebildet. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass der Ladestromkreis gleich dem Entladestromkreis ist. Die Speichervorrichtung weist insofern einen gemeinsamen Lade/Entladestromkreis auf.In another embodiment, a discharge circuit is formed, which is connected to the memory cell, so that over this the memory cell can be discharged. Preferably, the charging circuit and the discharge circuit are formed separately. But it can also be provided that the charging circuit is equal to the discharge circuit. The memory device thus has a common charge / discharge circuit.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert. Hierbei zeigenThe invention will be explained below with reference to preferred embodiments with reference to figures. Show here

1 eine Speichervorrichtung zum Speichern von elektrischer Energie, 1 a storage device for storing electrical energy,

2 eine weitere Speichervorrichtung zum Speichern von elektrischer Energie, 2 another storage device for storing electrical energy,

3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Speichervorrichtung zum Speichern von elektrischer Energie und 3 a flowchart of a method for operating a storage device for storing electrical energy and

4 eine weitere Speichervorrichtung zum Speichern von elektrischer Energie. 4 another storage device for storing electrical energy.

1 zeigt eine Speichervorrichtung 101 zum Speichern von elektrischer Energie. Die Speichervorrichtung 101 umfasst eine Speicherzelle 103 und eine Überwachungsvorrichtung 105, welche eine physikalische Größe in der Speicherzelle 103 überwacht. Bei der physikalischen Größe handelt es sich vorzugsweise um eine Speicherzellentemperatur und/oder eine Speicherzellenspannung. In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel können auch mehrere Speicherzellen vorgesehen sein, welche parallel und/oder in Reihe geschaltet sind. Abhängig von der überwachten physikalischen Größe steuert die Überwachungsvorrichtung 105 einen Masseableiter 107, welcher einen elektrischen Ladestrom auf Masse ableiten kann. 1 shows a storage device 101 for storing electrical energy. The storage device 101 includes a memory cell 103 and a monitoring device 105 which is a physical quantity in the memory cell 103 supervised. The physical variable is preferably a memory cell temperature and / or a memory cell voltage. In an embodiment, not shown, a plurality of memory cells may be provided, which are connected in parallel and / or in series. Depending on the monitored physical quantity, the monitoring device controls 105 a ground conductor 107 , which can derive an electrical charging current to ground.

2 zeigt eine weitere Speichervorrichtung 201 zum Speichern von elektrischer Energie. Die Speichervorrichtung 201 umfasst zwei Speicherzellen 203a und 203b, wobei jeweilige physikalische Größen in den Speicherzellen 203a und 203b mittels einer Überwachungsvorrichtung 205 überwacht werden. Ferner ist ein Masseableiter 207 zum Ableiten eines elektrischen Ladestroms auf Masse gebildet. Der Masseableiter 207 ist mittels der Überwachungsvorrichtung 205 steuerbar, wobei die Steuerung abhängig von der überwachten physikalischen Größe durchgeführt wird. Der Masseableiter 207 umfasst ein Schaltelement 209, welches derart gebildet ist, einen mit den Speicherzellen 203a und 203b verbundenen Ladestromkreis (nicht gezeigt) elektrisch kurzzuschließen. Bei dem Schaltelement 209 handelt es sich vorzugsweise um einen Transistor, insbesondere einen Feldeffekttransistor, ein Relais oder ein steuerbares Kurzschlusselement. 2 shows another storage device 201 for storing electrical energy. The storage device 201 includes two memory cells 203a and 203b , wherein respective physical quantities in the memory cells 203a and 203b by means of a monitoring device 205 be monitored. Furthermore, a ground arrester 207 for deriving an electrical charging current to ground. The ground conductor 207 is by means of the monitoring device 205 controllable, wherein the control is performed depending on the monitored physical quantity. The ground conductor 207 includes a switching element 209 thus formed, one with the memory cells 203a and 203b electrically connected charging circuit (not shown). In the switching element 209 it is preferably a transistor, in particular a field effect transistor, a relay or a controllable short-circuit element.

3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Speichervorrichtung zum Speichern von elektrischer Energie. In einem ersten Schritt 301 wird eine Speicherzelle der Speichervorrichtung mittels eines elektrischen Ladestroms aufgeladen. Während des Ladevorgangs wird eine physikalische Größe in der Speicherzelle überwacht. Abhängig von der überwachten Größe wird in einem Schritt 303 der elektrische Ladestrom auf Masse abgeleitet. Somit kann also in vorteilhafter Weise ein Überladen der Speicherzelle wirksam vermieden werden, wenn eine physikalische Größe der Speicherzelle, beispielsweise eine Temperatur oder eine Spannung, über einem kritischen Wert liegt. 3 shows a flowchart of a method for operating a memory device for storing electrical energy. In a first step 301 For example, a memory cell of the memory device is charged by means of an electric charging current. During the charging process, a physical quantity in the memory cell is monitored. Depending on the monitored size will be in one step 303 the electrical charging current derived to ground. Thus, advantageously, overcharging of the memory cell can be effectively avoided if a physical size of the memory cell, for example a temperature or a voltage, is above a critical value.

4 zeigt eine andere Speichervorrichtung 401 zum Speichern von elektrischer Energie. Die Speichervorrichtung 401 umfasst mehrere Speicherzellen 403, welche elektrisch in Reihe geschaltet sind. Es kann in einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel auch vorgesehen sein, dass die Speicherzellen 403 parallel geschaltet sind. In einem weiteren nicht gezeigten Ausführungsbeispiel sind zumindest einige der Speicherzellen 403 in Reihe und die weiteren Speicherzellen parallel geschaltet. Die Speicherzellen 403 können mittels eines elektrischen Ladestroms aufgeladen werden. 4 shows another storage device 401 for storing electrical energy. The storage device 401 includes several memory cells 403 , which are electrically connected in series. It may also be provided in an embodiment, not shown, that the memory cells 403 are connected in parallel. In another embodiment, not shown, at least some of the memory cells 403 in series and the other memory cells connected in parallel. The memory cells 403 can be charged by means of an electric charging current.

Ferner umfasst die Speichervorrichtung 401 eine Überwachungsvorrichtung 405, welche jeweils eine physikalische Größe in den Speicherzellen 403 überwacht. Vorzugsweise überwacht die Überwachungsvorrichtung 405 eine Speicherzellenspannung und/oder eine Speicherzellentemperatur. Die Überwachungsvorrichtung 405 steuert abhängig von den überwachten physikalischen Größen ein Schaltelement 407, welches parallel zu den Speicherzellen 403 geschaltet ist. Das Schaltelement 407 ist insofern parallel zu einem Ladestromkreis 409 umfassend zwei Ladekontakte 409a und 409b geschaltet. Bei dem Schaltelement 407 handelt es sich vorzugsweise um einen Transistor, insbesondere einen Feldeffekttransistor, ein Relais oder ein steuerbares Kurzschlusselement.Furthermore, the storage device comprises 401 a monitoring device 405 which each have a physical size in the memory cells 403 supervised. Preferably, the monitoring device monitors 405 a memory cell voltage and / or a memory cell temperature. The monitoring device 405 controls a switching element depending on the monitored physical quantities 407 which is parallel to the memory cells 403 is switched. The switching element 407 is in this respect parallel to a charging circuit 409 comprising two charging contacts 409a and 409b connected. In the switching element 407 it is preferably a transistor, in particular a field effect transistor, a relay or a controllable short-circuit element.

Mit dem Ladestromkreis 409 ist mittels der zwei Ladekontakte 409a und 409b ein Ladegerät 411 verbunden, so dass das Ladegerät 411 die Speicherzellen 403 mittels eines elektrischen Ladestroms aufladen kann.With the charging circuit 409 is by means of the two charging contacts 409a and 409b a charger 411 connected, so the charger 411 the memory cells 403 can charge by means of an electric charging current.

Solange die physikalischen Größen in den Speicherzellen 403 unter einem vorbestimmten Wert liegen, ist das Schaltelement 407 offen, d. h. es kann kein Strom durch das Schaltelement 407 fließen. Der gesamte elektrische Ladestrom fließt zu den Speicherzellen 403, um diese aufzuladen. Der Ladestromkreis 407 ist insofern nicht kurzgeschlossen.As long as the physical quantities in the memory cells 403 are below a predetermined value, the switching element 407 open, ie there is no current through the switching element 407 flow. The entire electric charging current flows to the memory cells 403 to charge these. The charging circuit 407 is not shorted so far.

Sobald aber in einer der Speicherzellen 403 die physikalische Größe den vorbestimmten Wert übersteigt, ist der Ladevorgang abzubrechen. In der Regel sollte das Ladegerät 411 dieses automatisch durchführen. Sollte aber die Spannung in dieser Speicherzelle bzw. der Speichervorrichtung 401 weiter ansteigen, ist davon auszugehen, dass das Ladegerät 411 den Ladevorgang nicht beenden kann, beispielsweise weil es defekt ist oder weil es gar keine Abschaltautomatik aufweist. In diesem Fall wird dann insbesondere das Schaltelement 407 geschlossen, so dass der Ladestromkreis 409 kurzgeschlossen wird. Insbesondere wird hierbei eine mittels des Ladegeräts 411 bereitgestellte Ladespannung über das Schaltelement 407 mit Masse derart verbunden, dass mindestens der maximal mögliche Ladestrom abgeleitet wird.But once in one of the memory cells 403 the physical quantity exceeds the predetermined value, the charging process is to be aborted. In general, the charger should 411 to do this automatically. But should the voltage in this memory cell or the storage device 401 continue to increase, it is assumed that the charger 411 can not end the charging, for example because it is defective or because it has no automatic shutdown. In this case, then in particular the switching element 407 closed, leaving the charging circuit 409 shorted. In particular, this is a means of the charger 411 Provided charging voltage via the switching element 407 connected to ground in such a way that at least the maximum possible charging current is derived.

Da diese Schaltung nur im Fehlerfall zum Einsatz kommt, ist ein Entladen der Speichervorrichtung 401 in vorteilhafter Weise nicht kritisch.Since this circuit is used only in case of failure, is a discharge of the storage device 401 advantageously not critical.

In einer nicht gezeigten Ausführungsform umfasst die Überwachungsvorrichtung 405 einen Mikrocontroller, der eine Gesamtspannung der Speicherzellen 403 über einen Analog-/Digital(A/D)-Kanal überwacht. In einer anderen nicht gezeigten Ausführungsform können die Speicherzellenspannungen digital direkt an den Mikrocontroller ausgegeben werden. Dies gilt analog für die Temperatur.In an embodiment not shown, the monitoring device comprises 405 a microcontroller, which has a total voltage of the memory cells 403 monitored via an analogue / digital (A / D) channel. In another embodiment, not shown, the memory cell voltages can be digitally output directly to the microcontroller. This applies analogously to the temperature.

In einer weiteren nicht gezeigten Ausführungsform können die Speicherzellenspannungen und/oder die Speicherzellentemperaturen auch analog mittels eines Überwachungsbausteins überwacht werden, welcher im Fehlerfall, insbesondere bei einer Überladung, entweder ein Signal an einen Mikrocontroller sendet, welcher den steuerbaren Kurzschluss, also das Schaltelement, schaltet, oder den steuerbaren Kurzschluss direkt ansteuert.In a further embodiment not shown, the memory cell voltages and / or the memory cell temperatures can also be monitored analogously by means of a monitoring module, which in the event of an error, in particular in the event of an overload, either sends a signal to a microcontroller which switches the controllable short circuit, that is to say the switching element. or directly drives the controllable short circuit.

Die Erfindung bietet insbesondere den Vorteil, dass weder in einem Ladestromkreis noch in einem Entladestromkreis ein zusätzlicher Widerstand durch ein zusätzliches Schaltelement hinzukommt, so dass eine Effizienz im Normalbetrieb, also insbesondere wenn der Ladestromkreis nicht kurzgeschlossen ist und die Speichervorrichtung geladen bzw. entladen wird, nicht beeinträchtigt wird. Insbesondere ist keine Änderung an den Ladekontakten bzw. Entladekontakten erforderlich, so dass die Speichervorrichtung voll rückwärtskompatibel bleibt und trotzdem aktuelle Normen erfüllt. Weiterhin ist bei der Auslegung der Schutzschaltung nur ein maximaler Ladestrom und nicht noch ein deutlich höherer Entladestrom zu berücksichtigen.The invention offers the particular advantage that neither in a charging circuit nor in a discharge circuit added an additional resistance by an additional switching element, so that efficiency in normal operation, ie in particular when the charging circuit is not short-circuited and the storage device is charged or discharged, not is impaired. In particular, no change to the charging contacts or discharge contacts is required, so that the memory device remains fully backward compatible and still meets current standards. Furthermore, in the design of the protection circuit, only a maximum charging current and not a significantly higher discharge current must be considered.

Zusammenfassend stellt die Erfindung eine Möglichkeit bereit, ein Überladen einer Speicherzelle einer Speichervorrichtung aufgrund eines defekten Ladegeräts zu verhindern. Eine Kompatibilität zu alten Akkupacks wird in vorteilhafter Weise nicht beeinträchtigt.In summary, the invention provides a way to prevent overcharging a memory cell of a memory device due to a defective charger. Compatibility with old battery packs is not compromised in an advantageous manner.

Claims (6)

Speichervorrichtung (101) zum Speichern von elektrischer Energie, mit einer mittels eines elektrischen Ladestroms aufladbaren Speicherzelle (103) und einer Überwachungsvorrichtung (105) zum Überwachen einer physikalischen Größe in der Speicherzelle (103), dadurch gekennzeichnet, dass ein mittels der Überwachungsvorrichtung (105) steuerbarer Masseableiter (107) zum Ableiten des Ladestroms auf Masse abhängig von der überwachten physikalischen Größe gebildet ist.Storage device ( 101 ) for storing electrical energy, with a rechargeable by means of an electrical charging current memory cell ( 103 ) and a monitoring device ( 105 ) for monitoring a physical quantity in the memory cell ( 103 ), characterized in that a means of the monitoring device ( 105 ) controllable ground arrester ( 107 ) for deriving the charging current to ground depending on the monitored physical quantity. Speichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Masseableiter (107) ein Schaltelement (209) zum elektrischen Kurzschließen eines mit der Speicherzelle (103) verbundenen Ladestromkreises (409) umfasst.A memory device according to claim 1, wherein the ground conductor ( 107 ) a switching element ( 209 ) for electrically shorting one with the memory cell ( 103 ) connected charging circuit ( 409 ). Speichervorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Schaltelement (209) ein Transistor, ein Feldeffekttransistor, ein Relais oder ein steuerbares Kurzschlusselement ist.Memory device according to claim 2, wherein the switching element ( 209 ) is a transistor, a field effect transistor, a relay or a controllable short-circuit element. Speichervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Schaltelement (209) parallel zum Ladestromkreis (409) geschaltet ist.Memory device according to claim 2 or 3, wherein the switching element ( 209 ) parallel to the charging circuit ( 409 ) is switched. Verfahren zum Betreiben einer Speichervorrichtung (101) zum Speichern von elektrischer Energie mit einer Speicherzelle (103), wobei die Speicherzelle (103) mittels eines elektrischen Ladestroms aufgeladen und eine physikalische Größe in der Speicherzelle (103) überwacht werden, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Ladestrom abhängig von der überwachten Größe auf Masse abgeleitet wird.Method for operating a storage device ( 101 ) for storing electrical energy with a memory cell ( 103 ), wherein the memory cell ( 103 ) is charged by means of an electric charging current and a physical quantity in the memory cell ( 103 ) are monitored, characterized in that the electrical charging current is derived depending on the monitored size to ground. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Ableiten des elektrischen Ladestroms ein Kurzschließen eines mit der Speicherzelle (103) verbundenen Ladestromkreises (409) umfasst.The method of claim 5, wherein deriving the electrical charging current includes shorting a capacitor to the memory cell. 103 ) connected charging circuit ( 409 ).
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