DE102012108221A1

DE102012108221A1 - Verfahren zur Akkumulatorzellenladung und zum Ladungsausgleich und dazugehörige Vorrichtung

Info

Publication number: DE102012108221A1
Application number: DE102012108221A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-02-20
Filing date: 2012-09-04
Publication date: 2013-08-22
Also published as: DE112013001035A5; WO2013123937A3; DE202013012722U1; WO2013123937A2

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Akkumulatorzellenladung und zum Ladungsausgleich sowie eine dazugehörige Vorrichtung zu schaffen, welches eine gleichmäßige Ladung mit einem schnellen und zuverlässigen Ladungsausgleich ermöglicht und somit die Haltbarkeit und die Leistungsfähigkeit einer Akkumulatorzellenanordnung verbessert. Verfahren zur Akkumulatorzellenladung und zum Ladungsausgleich, wobei die zu ladenden Akkumulatorzellen (1) in Reihe geschaltet sind und mit einem Ladestrom IL (2) geladen werden, wobei die Gesamtspannung Uges (3) und der Ladestrom IL (2) und an jeder Akkumulatorzelle (1) die Akkumulatorzellenspannung UZ (4) gemessen werden, und dass beim Erreichen einer maximalen Akkumulatorzellenspannung UZmax (4) der Ladestrom IL (2) als anteiliger Ladestrom IV (5) mittels einer Überwachungs- und Regelungsschaltung (6) an der jeweiligen Akkumulatorzelle (1) vorbeigeleitet und ein Erhaltungsstrom IE (7) in die jeweilige Akkumulatorzelle (1) geleitet wird, wobei die Messung der Akkumulatorzellenspannung UZ (4) mittels der Überwachungs- und Regelungsschaltung (6) erfolgt. Hierzu ist jeweils eine Überwachungs- und Regelungsschaltung (6) parallel zu den Polen der Akkumulatorzellen (1) geschaltet und die Überwachungs- und Regelungsschaltung (6) besitzt Mittel zur Messung der jeweiligen Akkumulatorzellenspannung UZ (4) und zum Anpassen des Akkumulatorzellenladestroms und dass eine Stromteilerschaltung (8) zum Anpassen der Ladespannung UL (10) und des Ladestroms IL (2) vorhanden ist.

Description

Es sind Verfahren zur Batterieladung mit Ladungsausgleich bekannt, bei denen während der Ladung jede einzelne Zellspannung gemessen wird. Erreicht eine Zelle ihre Maximalspannung, erfolgt eine Unterbrechung des Ladens und die Zelle mit der höchsten Spannung wird über einen Verbraucher auf einen niedrigeren Ladungszustand entladen. Danach wird die Ladung aller Zellen fortgesetzt, bis an einer Zelle wieder die Maximalspannung erreicht wird und diese wieder wie beschrieben entladen wird. Dieser Vorgang wird solange fortgesetzt, bis ein annähernder Ladungsausgleich erreicht ist. Der Nachteil dieses Verfahrens ist es, dass bedingt durch die dazu möglichen Bauelemente der Vorgang des Ladungsausgleichs etwa zehnmal bis zwanzigmal so lange dauert, wie der eigentliche Ladevorgang. Weiterhin sind Verfahren zur Batterieladung mit Ladungsausgleich bekannt, bei denen jede einzelne Zelle mit dem notwendigen Strom und der jeweils entsprechenden Spannungsbegrenzung geladen wird. Der Nachteil dieses Verfahrens sind die zu hohen Kosten für ein aufwändiges Ladegerät sowie für die Kabel mit einem großen Querschnitt zu jeder Zelle.
Die DE 10 2010 048 770 A1 beschreibt eine Steuereinrichtung für eine Batterie mit einer Mehrzahl von zwischen einen positiven Batteriepol und einen negativen Batteriepol seriengeschalteten Batterieteilsträngen. Jeder der Batterieteilstränge beinhaltet wenigstens eine Batteriezelle, so dass sich eine Serienschaltung einer Mehrzahl von Batteriezellen) ergibt. Die Steuereinrichtung verfügt über einen Führungsspannungsgenerator und eine Mehrzahl von Spannungskontrolleinheiten. Der Führungsspannungsgenerator ist ausgebildet, für jeden der Batterieteilstränge eine Führungsspannung auszugeben. Die Spannungskontrolleinheiten, von denen jeweils eine einem der Batterieteilstränge zugeordnet ist, enthalten jeweils einen Vergleicher und einen Stromableiter. Der Vergleicher ist ausgebildet, eine Spannung des jeweiligen Batterieteilstrangs mit der zugehörigen Führungsspannung des Führungsspannungsgenerators zu vergleichen und ein Vergleichssignal auszugeben, das ein Ergebnis des Vergleichs anzeigt. Der Stromableiter ist mit dem Vergleicher verbunden und parallel zu dem jeweiligen Batterieteilstrang angeordnet. Die Stromableiter sind ausgebildet, in Abhängigkeit von dem Vergleichssignal einen Strom zu leiten. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Spannungsregelung der Batteriezellen einer Batterie.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Akkumulatorzellenladung und zum Ladungsausgleich sowie eine dazugehörige Vorrichtung zu schaffen, welches eine gleichmäßige Ladung mit einem schnellen und zuverlässigen Ladungsausgleich ermöglicht und somit die Haltbarkeit und die Leistungsfähigkeit einer Akkumulatorzellenanordnung verbessert.
Mit der Erfindung wird im angegebenen Anwendungsfall erreicht, dass ein Verfahren zur Akkumulatorzellenladung und zum Ladungsausgleich sowie eine dazugehörige Vorrichtung geschaffen wird, wobei die zu ladenden Akkumulatorzellen in Reihe geschaltet sind und mit einem Ladestrom I_L geladen werden und hierbei die Gesamtspannung Uges und der Ladestrom I_L gemessen werden. Anhand der Messung der Akkumulatorzellspannung U_Z erfolgt eine Anpassung des Zellladestroms derart, dass dieser mittels einer Überwachungs- und Regelungsschaltung als anteiliger Ladestrom I_v an der jeweiligen Akkumulatorzelle vorbeigeleitet und weiterhin ein Erhaltungsstrom I_E in die jeweilige Akkumulatorzelle geleitet wird. Die Messung der Akkumulatorzellspannung U_Z erfolgt mittels der Überwachungs- und Regelungsschaltung. Durch dieses Verfahren ist es möglich, dass das Laden der gesamten Akkumulatorzellenanordnung ununterbrochen bis zum Erreichen aller jeweiligen maximalen Akkumulatorzellspannungen U_Zmax erfolgt. Es ergibt sich ein erheblicher Zeitvorteil beim Laden und für den Ladungsausgleich, da der Ladungsausgleich schon während des Ladens simultan erfolgt. Zudem ergibt sich durch die regelmäßig ausgeglichenen Akkumulatorzellen eine gleichmäßigere Entladung beim Benutzen, da alle Akkumulatorzellen im gleichen Maße aufgeladen sind. Weiterhin werden der Energiebedarf und somit die Kosten gegenüber dem bisherigen Verfahren mit dem sich wiederholenden Laden und Entladen der Akkumulatorzellen reduziert. Mit Hilfe dieses Verfahrens werden die zu ladenden Akkumulatorzellen beim Laden geringer beansprucht. Die Lebensdauer der nach diesem Verfahren geladenen Akkumulatoren erhöht sich. Zudem lässt sich dieses Verfahren auch zur Regenerierung bereits verschlissener Akkumulatorzellen einsetzen. Der Kostenfaktor für regelmäßig neue Akkumulatorzellen wegen einer unzureichenden Ladung und Pflege lassen sich erheblich senken.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 12 und der Anordnung in Nebenanspruch 15 und den Ansprüchen 16 bis 22 dargestellt.
Nach Anspruch 2 erfolgt im Verfahren die Messung und Einstellung des Ladestroms I_L mittels einer Stromteilerschaltung oder einer Ladeeinrichtung, da hierdurch eine schnelle und genaue Anpassung des Ladestroms I_L ermöglicht wird und somit die bedarfsgerechte Ladung der Akkumulatoren verbessert wird.
Mit der Weiterbildung nach Anspruch 3 wird die Akkumulatorzellenspannung U_z in der Überwachungs- und Regelungsschaltung durch eine Referenzspannungsmessung gemessen. Anhand dieser Messung wird der Ladestrom I_L als anteiliger Ladestrom I_V in der Überwachungs- und Regelungsschaltung durchgeschaltet. Hierdurch wird erreicht, dass die Akkumulatorzelle bedarfsgerecht in Abhängigkeit der Akkumulatorzellenspannung U_Z geladen wird und ein Überladen der Akkumulatorzelle vermieden wird. Darüber hinaus wird hierdurch erreicht, dass eine entladene Akkumulatorzelle mit einem vergleichsweise hohen Ladestrom I_L beaufschlagt wird, indem durch die Überwachungs- und Regelungsschaltung nach der Referenzspannungsmessung der Akkumulatorzellenspannung U_Z der nahezu gesamte Ladestrom I_L in bzw. durch die Akkumulatorzelle geleitet wird.
Mittels der Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 4 wird erreicht, dass bei einem Anstieg der Gesamtspannung U_ges der Akkumulatoren über einen bestimmten Wert U_gesmax der Ladestrom I_L angepasst wird. Hierdurch wird vermieden, dass durch einen gleichbleibend hohen Ladestrom I_L der Spannungsanstieg der Akkumulatorenzellenspannung im oberen Grenzbereich einen zulässigen Wert nicht übersteigt. Weiterhin wird durch die Anpassung des Ladestroms I_L der Ladevorgang vor dem Erreichen des Maximalwertes der Akkumulatorenzellenspannung kontrolliert verzögert, damit diese den oberen Grenzwert nicht überschreitet. Die Anpassung des Ladestroms I_L erfolgt mittels der Stromteilerschaltung oder der Ladeeinrichtung.
Indem nach Anspruch 5 die Stromteilerschaltung oder die Ladeeinrichtung durch einen Mikroprozessor gesteuert wird, ist eine besonders genaue bedarfsgerechte Anpassung des Ladestroms I_L an die jeweiligen Ladungszustände der einzelnen Akkumulatoren besser möglich.
Indem nach Anspruch 6 bei einer Gesamtspannung U_ges unter einem Wert U_gesmin und bei einem ansteigenden anteiligen Ladestroms I_V auf einem Wert I_Vmax der Ladestrom I_L mittels der Stromteilerschaltung oder der Ladeeinrichtung abgesenkt wird, reduziert sich an den Akkumulatorzellen die thermische Belastung und die Lebensdauer wird verlängert. Indem die annähernd tiefentladenen Akkumulatoren nur mit einem vergleichsweise geringem Ladestrom I_L geladen werden. Die thermische Belastung der jeweiligen Akkumulatorzellen wird reduziert.
Nach Anspruch 7 wird beim Verfahren bei einer Gesamtspannung U_ges unter einen Wert U_gesmin und bei einem Ansteigen der Akkumulatorzellenspannung U_Z auf die maximale Akkumulatorzellenspannung U_Zmax der Ladestrom I_L mittels der Stromteilerschaltung oder Ladeeinrichtung abgesenkt. Somit wird erreicht, dass der Ladestrom I_L sich bedarfsgerecht anpassen lässt und da die bereits vollständig geladenen Akkumulatorzellen nur noch mit einem sehr geringen Erhaltungsstrom beaufschlagt werden. Der Gesamtenergiebedarf der Ladungsschaltung reduziert sich bedarfsgerecht. Ein Überladen wird vermeiden und der Energiebedarf sinkt, wodurch Kosten reduziert werden. Durch die Überwachungs- und Regelungsschaltung wird an einer vollgeladenen Akkumulatorzelle der nicht benötigte Ladestrom als anteiliger Ladestrom I_v an der Akkumulatorzelle vorbeigeleitet. Der Ladestrom I_L hat jedoch nur Nutzen für die noch nicht vollaufgeladenen Akkumulatorzellen. Mit zunehmender Anzahl vollständig aufgeladener Akkumulatorzellen wird jedoch nur ein Teil der Ladestroms zum Laden der jeweiligen Akkumulatorzellen zugeführt, so dass eine Reduzierung dessen sinnvoll ist. Zur Schonung der Akkumulatorzellen sowie der Überwachungs- und Regelungsschaltung wird der Ladestrom I_L reduziert. Aus technischen und betriebswirtschaftlichen Aspekten ist es sinnvoll und notwendig, den Ladestrom I_L zu senken.
Nach Anspruch 8 erfolgt eine Verbesserung des Verfahrens, indem mittels der Überwachungs- und Regelungsschaltung jeweils ein zum anteiligen Ladestroms I_V proportionaler Kontrollstrom I_K geschaltet wird, wobei die einzelnen Kontrollströme I_K der jeweiligen Überwachungs- und Regelungsschaltungen parallel zusammenschaltet sind und deren Summe mittels einer Vergleichsschaltung gemessen werden und dass nach den Messwerten der Vergleichsschaltung der Ladestrom I_L und die Ladespannung U_L angepasst werden. Bei dieser kumulativen Messung und Überwachung der jeweiligen anteiligen Ladeströme I_v als Kontrollstrom I_K steigt die Summe dieser Ströme mit steigender Anzahl der vollgeladenen Akkumulatorzellen an, wobei dieser Strom keinen Nutzen für das Laden der noch nicht vollaufgeladenen Akkumulatorzellen hat. Für das Laden der verbleibenden Akkumulatorzellen genügt ein reduzierter Ladestrom I_L und eine reduzierte Ladespannung, welche sich aus der Kumulation von I_K ergeben. Das Anpassen des Ladestroms und der Ladespannung an die reduzierte Anzahl noch zu ladendender Akkumulatorzellen bedeutet einen geringeren Energiebedarf und wirkt somit kostenreduzierend. Zudem werden die jeweiligen Überwachungs- und Regelungsschaltungen weniger belastet.
Nach Anspruch 9 wird die Stromteilerschaltung oder die Ladeeinrichtung mittels der Messwerte der Vergleichsschaltung geregelt, wodurch der Ladevorgang bedarfsgerechter abläuft.
Bei der Weiterbildung nach Anspruch 10 wird bei einem Ladestrom I_L und einem über einen Wert I_Vmax ansteigenden anteiligen Ladestrom I_V der Ladestrom I_L abgesenkt. Der jeweilige anteilige Ladestrom I_V wird mittels eines Mikroprozessors gemessen. Hierdurch wird der Ladevorgang bedarfsgerechter geregelt und gesteuert. Ein zu hoher Ladestrom I_L wird vermieden. Zudem werden die jeweiligen Überwachungs- und Regelungsschaltungen energetisch und somit thermisch weniger beansprucht. Der Energiebedarf lässt sich bedarfsgerecht anpassen, wodurch Kosten reduziert werden.
Indem nach Anspruch 11 die Anpassung des anteiligen Ladestroms I_V und/oder des Erhaltungsstroms I_E und/oder des Ladestroms I_L kontinuierlich bzw. sprunghaft erfolgen kann, lassen sich kritische Zustände unmittelbar abwenden. Durch eine kontinuierliche Anpassung werden schnelle thermische Veränderungen vermieden, wodurch die Haltbarkeit der Akkumulatorzellen verbessert wird.
Indem nach Anspruch 12 die Akkumulatorzellenspannung Uz, die Akkumulatorzellentemperatur, der anteilige Ladestrom I_V und/oder der Erhaltungsstrom I_E mittels des Mikroprozessors gemessen werden und nach diesen Messungen der Laststrom I_L angepasst wird, ist eine die Akkumulatorzellen schonende und zudem bedarfsgerechte Ladung je Akkumulatorzelle möglich. Die kritischen Grenzwerte lassen sich durch die Konfiguration des Mikroprozessors rechtzeitig erkennen und durch eine Anpassung der Ladungsparameter vermeiden. Jede einzelne Akkumulatorzelle lässt sich somit unmittelbar überwachen und der jeweilige Ladevorgang und Ladeverlauf anpassen und beeinflussen. Eine Vereinheitlichung für eine gleichmäßige Ladung des gesamten Akkumulatorblocks wird hierdurch begünstigt. Somit wird der Ladungsvorgang zuverlässiger und auch wirtschaftlicher.
Mit der Weiterbildung nach Anspruch 13 werden die Akkumulatorzellenspannung U_z, die Akkumulatorzellentemperatur, der Kontrollstrom I_K, der anteilige Ladestrom I_V sowie der Erhaltungsstrom I_E mittels eines auf der Überwachungs- und Regelungsschaltung befindlichen Mikrokontrollers gemessen. Hierdurch werden genauere Messungen und ein vereinfachter Schaltungsaufbau erreicht. Zusätzlich ist es dadurch möglich, über eine Datenverbindung anhand der Messdaten eine zentrale Komponente, etwa einen zentralen Mikroprozessor, mit den Ladeprozess beeinflussenden Daten zu versorgen oder ein Ladegerät zu steuern. Der Ladevorgang wird dadurch erheblich verbessert.
Bei der Weiterbildung nach Anspruch 14 werden aus den Messwerten generierte Daten oder die Messdaten des Mikrokontrollers mittels einer Datenübertragung an den Mikroprozessor übermittelt. Der Mikroprozessor steuert mittels der Datenübertragung den Mikrokontroller.
Nach Anspruch 15 als Nebenanspruch besitzt die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Ladung und zum Ladungsausgleich von in Reihe geschalten Akkumulatoren jeweils eine Überwachungs- und Regelungsschaltung parallel zu den Polen der Akkumulatorzellen. Die Überwachungs- und Regelungsschaltung besitzt Mittel zur Messung der jeweiligen Akkumulatorzellenspannung U_Z und zum Anpassen des Akkumulatorzellenladestroms, wobei hierfür eine Stromteilung zum Anpassen der Ladespannung UL und des Ladestroms I_L notwendig ist. Hierdurch wird ermöglicht, dass jede einzelne Akkumulatorzelle nach der jeweils individuellen Notwendigkeit geladen werden kann, ohne dass die benachbarten Akkumulatorzellen sowie der gesamte Akkumulatorblock nachteilig beeinflusst werden. Zudem ergeben sich beim Einsatz der Vorrichtung zeitliche und somit wirtschaftliche Vorteile beim Laden und beim Betrieb der Akkumulatorzellen.
Nach Anspruch 16 ist die Überwachungs- und Regelungsschaltung direkt an den Polkontakten der Akkumulatorzelle angeordnet, wodurch Messungenauigkeiten durch lange Messleitungen vermieden werden. Hierdurch wird das mittels der Vorrichtung durchgeführte Verfahren zuverlässiger und genauer.
Mit der Weiterbildung nach Anspruch 17 ist die Überwachungs- und Regelungsschaltung mit der Akkumulatorzelle thermisch gekoppelt. Somit lässt sich die Verlustwärme der Überwachungs- und Regelungsschaltung direkt zur Temperierung der Akkumulatorzellen einsetzen. Insbesondere in der kalten Jahreszeit ist dies für einen hohen Wirkungsgrad der Akkumulatorzelle wichtig. Aber auch in der warmen Jahreszeit ergeben sich positive Effekte hinsichtlich des Wirkungsgrades der Akkumulatorzelle.
Nach Anspruch 18 besitzt die Überwachungs- und Regelungsschaltung eine Spannungsvergleichsschaltung mit einem Ausgang und mindestens einem daran angeschlossenen Strom-Bypass. Hierdurch wird der Ablauf des Ladevorganges verbessert, indem die Ladung beeinflussende Bauteile und Funktionsgruppen unmittelbar an der Überwachungs- und Regelungsschaltung vorhanden sind.
Mit der Weiterbildung nach Anspruch 19 ist die Überwachungs- und Regelungsschaltung, die Stromteilerschaltung bzw. die Ladeeinrichtung mit einem Mikroprozessor verbunden. Hierdurch wird eine genaue und schnelle Überwachung sowie Anpassung des Ladevorganges ermöglicht. Jede einzelne Akkumulatorzelle lässt sich somit unmittelbar überwachen und der jeweilige Ladevorgang und Ladeverlauf anpassen und beeinflussen. Eine Vereinheitlichung für eine gleichmäßige Ladung des gesamten Akkumulatorblocks wird hierdurch begünstigt.
Nach Anspruch 20 besitzt die Überwachungs- und Regelungsschaltung an sich bekannte Mittel zur Durchschaltung und Messung sowie zur Zusammenschaltung zumindest des anteiligen Ladestroms I_V sowie des Kontrollstroms I_K, insbesondere bei zwei oder mehr Überwachungs- und Regelungsschaltungen an einer Vergleichsschaltung, welche mit einer zentralen Stromteilerschaltung oder mit einer Ladeeinrichtung und/oder mit einem Mikroprozessor verbunden ist. Hierdurch lassen sich die notwenigen Größen zuverlässig messen und der Ladevorgang bedarfsgerecht anpassen. Die Überwachung mit einem Mikroprozessor erlaubt eine genauere Anpassung.
Mit der Weiterbildung nach Anspruch 21 ist auf der Überwachungs- und Regelungsschaltung ein Mikrokontroller angeordnet. Dieser Mikrokontroller ist mit dem Mikroprozessor verbunden. Hierdurch lassen sich die notwendigen Größen am Akkumulator beim Ladungsprozess direkt mit einem einfachen Schaltungsaufbau erfassen. Somit ist es auch möglich, den Ladungsvorgang individuell einer jeden Akkumulatorzelle mittelbar und unmittelbar zu überwachen und zu beeinflussen. Die Verbindung der Mikrokontroller mit dem Mikroprozessor ermöglicht zentral die Überwachung und Beeinflussung des Ladevorganges. Durch die Zusammenschaltung bzw. Verbindung ist es möglich, zentrale Parameter zu beeinflussen. Durch den vereinfachten Schaltungsaufbau wird die Vorrichtung in der Herstellung kostengünstiger. Durch eine geeignete Datenverbindung wird erreicht, dass die Potentiale zwischen der Überwachungs- und Regelungsschaltung und dem Mikroprozessor getrennt sind.
Nach Anspruch 22 sind der Mikroprozessor und/oder der Mikrokontroller mit einer Ladeeinrichtung verbunden. Somit lassen sich für den Ladungsvorgang wichtige Parameter direkt verändern, wodurch der Ladungsvorgang weiter optimiert wird. Unter Verwendung der Datenverbindung wird der Ladevorgang in Echtzeit überwacht und gesteuert. Kurze Reaktionszeiten sind möglich.
Das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung soll an Hand von Zeichnungen, dargestellt als Schaltungsskizzen und Prinzipskizze, in den folgenden Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. So zeigen die
1 eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens unter Verwendung von Logik-Baugruppen
2 eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens unter Verwendung von Operationsverstärkern,
3 eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens unter Verwendung eines Mikrokontrollers und
4 bis 7 verschiedene Prinzipskizzen mit unterschiedlichen Funktionsausführungen zur Durchführung des Verfahrens.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist eine Überwachungs- und Regelungsschaltung 6, welche es ermöglicht, die Akkumulatorzellenspannung Uz 4 zu messen. Weiterhin besitzt der Überwachungs- und Regelungsschaltung 6 eine dezentrale Stromteilerschaltung 8, welche den tatsächlichen zulässigen bzw. notwendigen Ladestrom I_L 2 in die jeweilige Akkumulatorzelle 1 regelt und ermöglicht darüber hinaus einen Strom-Bypass 18 für den an der jeweiligen Akkumulatorzelle 1 überschüssigen Strom als anteiliger Ladestrom I_V 5 zur Vorbeileitung an dieser Akkumulatorzelle 1.
An jeder Akkumulatorzelle 1 eines Akkumulatorblocks ist diese Anordnung in Form der Überwachungs- und Regelungsschaltung 6 montiert. Hierbei ist es unerheblich, welchen Ausgangszustand die jeweiligen Akkumulatorzellen 1 besitzen. Der Ladevorgang wird gestartet und der Akkumulatorblock wird mit einem Ladestrom I_L 2 beaufschlagt. Die jeweiligen Überwachungs- und Regelungsschaltungen 6 messen die Akkumulatorzellenspannung Uz 4 und teilen mittels einer dezentralen Stromteilerschaltung 8 den Ladestrom in den tatsächlich in die jeweilige Akkumulatorzelle 1 fließenden Ladestrom I_L 2 und einen anteiligen Ladestrom I_V 5, welcher über die Überwachungs- und Regelungsschaltung 6 an der Akkumulatorzelle 1 vorbeigeleitet wird. Das Verhältnis der beiden Ströme richtet sich nach der jeweiligen Akkumulatorzellenspannung U_z 4. Die Messung der Akkumulatorzellenspannung U_z 4 erfolgt mittels einer Referenzspannungsmessung 19 durch die Überwachungs- und Regelungsschaltung 6.
Zusätzlich wird die Gesamtspannung U_ges 3 der zu ladenden Akkumulatorzellen 1 gemessen. Anhand dieser Gesamtspannung U_ges 3 wird über eine zentrale Stromteilerschaltung 8 bzw. über die Ladeeinrichtung 12 der Ladestrom I_L 2 eingestellt. Beim Überschreiten der Gesamtspannung U_ges 3 über einen eingestellten Grenzwert U_gesmax 3 wird der Ladestrom I_L 2 abgesenkt, wodurch ein Überladen einzelner Akkumulatorzellen 1 vermieden wird.
Beim Unterschreiten der Gesamtspannung U_ges 3 unter einen eingestellten Grenzwert U_gesmin 3 erfolgt ebenfalls eine Absenkung des Ladestroms I_L 2 mittels der zentralen Stromteilerschaltung 8. Hierbei sind jedoch die jeweiligen Akkumulatorzellenspannungen U_z 4 zu berücksichtigen, da trotz niedriger Gesamtspannung U_ges 3 einzelne Akkumulatorzellen 1 die maximale Akkumulatorzellenspannung Uz 4 besitzen können. In einem solchen Fall wird der Ladestrom I_L 2 herabgesenkt, da sich die Anzahl der zu ladenden Akkumulatorzellen 1 verringert hat.
Die zentrale Stromteilerschaltung 8 lässt sich vorzugsweise mittels eines Mikroprozessors 9 steuern, welcher wiederum jede einzelne Akkumulatorzelle 1 überwacht und somit unmittelbar und zuverlässig auf den Ladevorgang Einfluss nimmt.
Mittels der Überwachungs- und Regelungsschaltung 6 kann jeweils ein zum anteiligen Ladestrom I_V 5 proportionaler Kontrollstrom I_K 10 geschaltet werden. Die einzelnen Kontrollströme I_K 10 der jeweiligen Überwachungs- und Regelschaltungen 6 sind hierbei parallel zusammengeschaltet und mittels einer Vergleichsschaltung 13 werden die Kontrollströme I_K 10 als Summe gemessen. Nach den Messwerten der Vergleichsschaltung 13 wird der Ladestrom I_L und die Ladespannung U_L angepasst. Als Vergleichsschaltung 13 dient eine Widerstandsanordnung, welche vom kumulierten Strom I_K 10 durchflossen wird. Der erzeugte Spannungsabfall dient als Maß dafür, welche der Akkumulatorzellen 1 bereits vollständig geladen sind.
Bei dieser kumulativen Messung und Überwachung der jeweiligen anteiligen Ladeströme I_v 5 als Kontrollstrom I_K 10 steigt die Summe dieser Ströme mit steigender Anzahl der vollgeladenen Akkumulatorzellen 1 an, wobei dieser Strom keinen Nutzen für das Laden der noch nicht vollaufgeladenen Akkumulatorzellen 1 hat. Für das Laden der verbleibenden Akkumulatorzellen 1 genügt ein reduzierter Ladestrom I_L 2 und eine reduzierte Ladespannung U_L 11, welche sich aus der Kumulation von I_K 10 ergeben. Das Anpassen des Ladestroms I_L 2 und der Ladespannung U_L 11 an die reduzierte Anzahl noch zu ladendender Akkumulatorzellen 1 bedeutet einen geringeren Energiebedarf und wirkt somit kostenreduzierend. Zudem werden die jeweiligen Überwachungs- und Regelungsschaltungen 6 weniger belastet.
Die zentrale Stromteilerschaltung 8 bzw. die Ladeeinrichtung 12 werden jeweils mittels der Messwerte der Vergleichsschaltung 13 geregelt, wodurch der Ladevorgang bedarfsgerechter abläuft.
Bei einem Ladestrom I_L 2 und einem über einen vorgegebenen Wert I_Vmax ansteigenden anteiligen Ladestrom I_V 5 wird der Ladestrom I_L 2 abgesenkt. Der jeweilige anteilige Ladestrom I_V 5 wird mittels des Mikroprozessors 9 gemessen. Hierdurch wird der Ladevorgang bedarfsgerechter geregelt und gesteuert. Ein zu hoher Ladestrom I_L 2 wird vermieden. Zudem werden die jeweiligen Überwachungs- und Regelungsschaltungen 6 energetisch und somit thermisch weniger beansprucht. Der Energiebedarf lässt sich bedarfsgerecht anpassen, wodurch Kosten reduziert werden.
Die Akkumulatorzellenspannung U_z 4, die Akkumulatorzellentemperatur, der anteilige Ladestrom I_V 5 und/oder der Erhaltungsstrom I_E 7 werden mittels des Mikroprozessors 9 gemessen und nach diesen Messungen wird der Ladestrom I_L 2 angepasst. Hierdurch ist eine die Akkumulatorzellen 1 schonende und zudem bedarfsgerechte Ladung je Akkumulatorzelle 1 möglich. Die kritischen Grenzwerte lassen sich durch die Konfiguration des Mikroprozessors 9 rechtzeitig erkennen und durch eine Anpassung der Ladungsparameter vermeiden. Jede einzelne Akkumulatorzelle 1 lässt sich somit unmittelbar überwachen und der jeweilige Ladevorgang und Ladeverlauf anpassen und beeinflussen. Eine Vereinheitlichung für eine gleichmäßige Ladung des gesamten Akkumulatorblocks wird hierdurch begünstigt. Somit wird der Ladungsvorgang zuverlässiger und auch wirtschaftlicher.
Die Anpassung des anteiligen Ladestroms I_V 5 und/oder des Erhaltungsstroms I_E 7 und/oder des Ladestroms I_L 2 kann kontinuierlich bzw. sprunghaft erfolgen. Hierdurch lassen sich kritische Zustände unmittelbar abwenden. Durch eine kontinuierliche Anpassung werden schnelle thermische Veränderungen vermieden, wodurch die Haltbarkeit der Akkumulatorzellen 1 verbessert wird.
Die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Ladung und zum Ladungsausgleich von in Reihe geschalten Akkumulatoren besitzt jeweils eine Überwachungs- und Regelungsschaltung 6 parallel zu den Polen der Akkumulatorzellen 1. Die Überwachungs- und Regelungsschaltung 6 besitzt Mittel zur Messung der jeweiligen Akkumulatorzellenspannung U_Z 4 und zum Anpassen des Akkumulatorzellenladestroms, wobei hierfür eine Stromteilerschaltung zum Anpassen der Ladespannung U_L 11 und des Ladestroms I_L 2 vorhanden ist. Hierdurch wird ermöglicht, dass jede einzelne Akkumulatorzelle 1 nach der jeweils individuellen Notwendigkeit geladen werden kann, ohne dass die benachbarten Akkumulatorzellen 1 sowie der gesamte Akkumulatorblock nachteilig beeinflusst wird. Zudem ergeben sich beim Einsatz der Vorrichtung zeitliche und somit wirtschaftliche Vorteile beim Laden und beim Betrieb der Akkumulatorzellen 1.
Die Überwachungs- und Regelungsschaltung 6 ist direkt an den Polkontakten der Akkumulatorzelle 1 angeordnet, wodurch Messungenauigkeiten durch lange Messleitungen vermieden werden. Hierdurch wird das mittels der Vorrichtung durchgeführte Verfahren zuverlässiger und genauer.
Die Überwachungs- und Regelungsschaltung 6 wird vorzugsweise an dem die Gehäusemasse der jeweiligen Akkumulatorzelle 1 bildenden Pol befestigt. Die Überwachungs- und Regelungsschaltung 6 ist damit mit der Akkumulatorzelle 1 thermisch gekoppelt. Somit lässt sich die Verlustwärme der Überwachungs- und Regelungsschaltung 6 direkt zur Temperierung der Akkumulatorzellen 1 einsetzen. Insbesondere in der kalten Jahreszeit ist dies für einen hohen Wirkungsgrad der Akkumulatorzelle 1 wichtig. Aber auch in der warmen Jahreszeit ergeben sich positive Effekte hinsichtlich des Wirkungsgrades der Akkumulatorzelle 1.
Die Überwachungs- und Regelungsschaltung 6 besitzt weiterhin eine Spannungsvergleichsschaltung 19 mit einem Ausgang und mindestens einem daran angeschlossenen Strom-Bypass 18. Hierdurch wird der Ablauf des Ladevorganges verbessert, indem die Ladung beeinflussende Bauteile und Funktionsgruppen unmittelbar an der Überwachungs- und Regelungsschaltung 6 vorhanden sind.
Die Überwachungs- und Regelungsschaltung 6 bzw. die Stromteilerschaltung 8 ist mit einem Mikroprozessor 9 verbunden. Hierdurch wird eine genaue und schnelle Überwachung sowie Anpassung des Ladevorganges ermöglicht. Jede einzelne Akkumulatorzelle 1 lässt sich somit unmittelbar überwachen und der jeweilige Ladevorgang und Ladeverlauf anpassen und beeinflussen. Eine Vereinheitlichung für eine gleichmäßige Ladung des gesamten Akkumulatorblocks wird hierdurch begünstigt.
Die Überwachungs- und Regelungsschaltung 6 ist mit der Stromteilerschaltung 8 verbunden, wodurch die Anpassung des Ladungsvorganges unmittelbar möglich ist und der Ladungsvorgang zuverlässiger abläuft.
Mindestens einer der Strom-Bypässe 18 der Überwachungs- und Regelungsschaltung 6 ist mit der Stromteilerschaltung 8 verbunden. Ist die Stromteilerschaltung nicht vorhanden, ist der Strom-Bypass 18 mit der der Ladeinrichtung 12 verbunden. Hierdurch wird der direkte Einfluss auf den Ladungsvorgang anhand der jeweils vorbeigeführten Ströme ermöglicht.
Zur Vereinfachung des Schaltungsaufbaus ist in einem weiteren Ausführungsbeispiel auf der Überwachungs- und Regelungsschaltung 6 jeweils ein Mikrokontroller 14 vorhanden. Mittels dieser Mikrokontroller 14 lassen sich die Akkumulatorzellenspannung U_{Z 4}, der Kontrollstrom I_K 10 und die Akkumulatorzellentemperatur 15 messen, sowie der anteiliger Ladestrom I_V 5 einstellen. Diese Mikrokontroller 14 sind mittels eines Buswandlers 17 an einen Datenbus 16 anschließbar. An diesem Datenbus 16 ist zudem ein als zentrale Komponente agierender Mikroprozessor 9 angeschlossen. Über den Datenbus 16 werden die Messdaten der auf der Überwachungs- und Regelungsschaltung 6 vorhandenen Mikrokontroller 14 aufbereitet an den Mikroprozessor 9 übertragen. In umgekehrter Richtung erfolgt die Steuerung des Mikrokontrollers 14 durch den Mikroprozessor 9 zur Anpassung des Ladevorganges. Der Datenbus 16 lässt sich vorteilhaft über einen drahtgebundenen I2C-Bus oder den in der Fahrzeugtechnik verbreiteten CAN-Bus realisieren. Darüber hinaus sind andere Bustypen möglich. Ebenso ist eine Kommunikation per Funk möglich. Die Überwachungs- und Regelungsschaltung 6 lässt sich in entsprechend geeignete Funklösungen implementieren. Somit besteht die Möglichkeit ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitendes Batteriemanagementsystem in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in gegebenenfalls vorhandene Bus-Infrastrukturen einzubinden oder autark zu betreiben.
Der Schaltungsaufbau, wie in 1 dargestellt, besitzt zur Realisierung des Verfahrens Logik-Elemente. Die Logik-Elemente realisieren durch die äußere Beschaltung die Referenzspannungsmessung 19. Durch den einfachen Schaltungsaufbau wird eine einfache Durchführung des Verfahrens ermöglicht. Der Feldeffekttransistor bildet den Strom-Bypass 18. Der Kontrollstrom I_K 10 wird durch den bipolaren Transistor ermöglicht und ist vom durch die Stromteilerschaltung 8 beeinflussten anteiligen Ladestrom I_V 5 abhängig.
In entsprechender Weise ist, wie in 2 dargestellt, der Schaltungsaufbau mittels Operationsverstärker realisiert. Die Referenzspannungsmessung 19 ist hier durch die äußere Beschaltung des ersten Operationsverstärkers realisiert. Über den Feldeffekttransistor ist der Strom-Bypass 18 umgesetzt.
Wie in 3 dargestellt, ist über den Buswandler 17 die Überwachungs- und Regelungsschaltung 6 mit Mikrokontroller 14 mit dem Mikroprozessor 9 verbunden. Die angeforderten Daten werden entsprechend angepasst und verarbeitet. Die Potentiale zwischen der Platine des Mikroprozessors 9 und der Platine der Überwachungs- und Regelungsschaltung 6 mit Mikrokontroller 14 werden durch den Buswandler 17 getrennt. Im Mikrokontroller 14 wird an Pin A die Akkumulatorzellspannung U_Z, an Pin B der anteilige Ladestrom I_V 5 und an Pin C die Akkumulatorzellentemperatur 15 gemessen. Pin D liefert eine Steuerspannung für den geforderten anteiligen Ladestrom I_V 5. Der Strom-Bypass 18 ist hier durch bipolare Transistoren umgesetzt. Der vorbeigeleitete anteilige Ladestrom I_V 5 und der Kontrollstrom I_K 10 sind in diesem Ausführungsbeispiel identisch. Die Erfassung, ob die Akkumulatorzelle 1 vollständig aufgeladen und somit der anteilige Ladestrom I_V 5 ein relative Maximum erreicht, erfolgt durch Messung des Spannungsabfall über den Widerstand am Emitter, welcher wie oben beschrieben vom Mikrokontroller 14 erfasst wird.
Die 4 gibt einen beispielhaften Schaltungsaufbau wieder, bei welchem der Kontrollstrom I_K 10 jeweils separat von jeder Überwachungs- und Regelungsschaltung 6 abgegriffen und parallel auf die Vergleichsschaltung 13 geschalten ist. Die Vergleichsschaltung 13 ist mit der Ladeeinrichtung 12 verbunden. Hierdurch ist es möglich, anhand der Messergebnisse der Vergleichsschaltung 13, durch Anpassung des Ladestroms I_L 2 unmittelbar auf den Ladevorgang Einfluss zu nehmen.
Indem, wie in 5 dargestellt, die Ladeinrichtung 12 und die Vergleichsschaltung 13 mit dem Mikroprozessor 9 verbunden sind, lässt sich der Ladevorgang bedarfsgerecht überwachen und steuern.
Die beispielhafte Anordnung nach 6 stellt eine vereinfachte Ladungsanordnung dar. Hierbei ist die Vergleichsschaltung 13 mit der zentralen Stromteilerschaltung 8 unmittelbar gekoppelt. Somit lässt sich der Ladestrom I_L 2 unmittelbar bedarfsgerecht anpassen.
Wie in 7 dargestellt sind die Mikrokontroller 14 über den Mikroprozessor 9 einer Ladeeinrichtung 12 verbunden. Somit lassen sich für den Ladungsvorgang wichtige Parameter direkt verändern, wodurch der Ladungsvorgang weiter optimiert wird. Ladespannung U_L 11 und Ladestrom I_L 2 lassen sich entsprechend automatisiert anpassen.
Bezugszeichenliste

1: Akkumulatorzelle
2: Ladestrom I_L
3: Gesamtspannung U_ges
4: Akkumulatorzellenspannung U_Z
5: anteiliger Ladestrom I_V
6: Überwachungs- und Regelungsschaltung
7: Erhaltungsstrom I_E
8: Stromteilerschaltung
9: Mikroprozessor
10: Kontrollstrom I_K
11: Ladespannung U_L
12: Ladeinrichtung
13: Vergleichsschaltung
14: Mikrokontroller
15: Akkumulatorzellentemperatur
16: Datenbus
17: Buswandler
18: Strom-Bypass
19: Referenzspannungsmessung, Spannungsvergleichsschaltung
A: Pin A
B: Pin B
C: Pin C
D: Pin D

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010048770 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Akkumulatorzellenladung und zum Ladungsausgleich, wobei die zu ladenden Akkumulatorzellen (1) in Reihe geschaltet sind und mit einem Ladestrom I_L (2) geladen werden, wobei die Gesamtspannung U_ges (3) und der Ladestrom I_L (2) gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Akkumulatorzelle (1) die Akkumulatorzellenspannung U_Z (4) gemessen wird und dass beim Erreichen einer maximalen Akkumulatorzellenspannung U_Zmax (4) der Ladestrom I_L (2) als anteiliger Ladestrom I_V (5) mittels einer Überwachungs- und Regelungsschaltung (6) an der jeweiligen Akkumulatorzelle (1) vorbeigeleitet und ein gegen Null laufender Erhaltungsstrom I_E (7) in die jeweilige Akkumulatorzelle (1) geleitet wird, wobei die Messung der Akkumulatorzellenspannung U_Z (4) mittels der Überwachungs- und Regelungsschaltung (6) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung und Einstellung des Ladestroms I_L (2) mittels einer Stromteilerschaltung (8) oder einer Ladeeinrichtung (12) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der Akkumulatorzellenspannung Uz (4) in der Überwachungs- und Regelungsschaltung (6) durch eine Referenzspannungsmessung (19) erfolgt und anhand dieser Messung der Ladestrom I_L (2) als anteiliger Ladestrom I_V (5) in der Überwachungs- und Regelungsschaltung (6) durchgeschaltet wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Überschreiten der Gesamtspannung U_ges (3) aller zu ladenden Akkumulatorzellen (1) über einen Wert U_gesmax (3) der Ladestrom I_L (2) mittels der Stromteilerschaltung (8) oder die Ladeeinrichtung (12) abgesenkt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromteilerschaltung (8) oder die Ladeeinrichtung (12) durch einen Mikroprozessor (9) aktiv und reaktiv gesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Gesamtspannung U_ges (3) unter einen Wert U_gesmin (3) und bei einem ansteigenden anteiligen Ladestroms I_V (5) auf einem Wert I_Vmax (5) der Ladestrom I_L (2) mittels der Stromteilerschaltung (8) oder der Ladeeinrichtung (12) abgesenkt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Gesamtspannung U_ges (3) unter einen Wert U_gesmin (3) und bei einem Ansteigen der Akkumulatorzellenspannung U_Z (4) auf die maximale Akkumulatorzellenspannung U_Zmax (4) der Ladestrom I_L (2) mittels der Stromteilerschaltung (8) oder der Ladeeinrichtung (12) abgesenkt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mittels der Überwachungs- und Regelungsschaltung (6) ein zum anteiligen Ladestroms I_V (5) proportionaler Kontrollstrom I_K (10) geschaltet wird, wobei die einzelnen Kontrollströme I_K (10) der jeweiligen Überwachungs- und Regelungsschaltungen (6) parallel zusammenschaltet und deren Summe mittels einer Vergleichsschaltung (13) gemessen werden und dass nach den Messwerten der Vergleichsschaltung (13) der Ladestrom I_L (2) und die Ladespannung U_L (11) angepasst werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromteilerschaltung (8) oder die Ladeeinrichtung (12) mittels der Messwerte der Vergleichsschaltung (13) geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Ladestrom I_L (2) und einem über einen Wert I_Vmax (5) ansteigenden anteiligen Ladestrom I_V (5) der Ladestrom I_L (2) abgesenkt wird, wobei der jeweilige anteilige Ladestrom I_V (5) mittels eines Mikroprozessors (9) und/oder Mikrokontrollers (14) gemessen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung des anteiligen Ladestroms I_V (5) und/oder des Erhaltungsstroms I_E (7) und/oder des Ladestroms I_L (2) kontinuierlich und/oder sprunghaft erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Akkumulatorzellenspannung U_Z (4), die Akkumulatorzellentemperatur (15), der Kontrollstrom I_K (10), der anteilige Ladestrom I_V (5) und/oder der Erhaltungsstrom I_E (7) mittels des Mikroprozessors (9) gemessen werden und nach diesen Messungen der Ladestrom I_L (2) angepasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Akkumulatorzellenspannung U_Z (4), die Akkumulatorzellentemperatur (15), der Kontrollstrom I_K (10), der anteilige Ladestrom I_V (5) und/oder der Erhaltungsstrom I_E (7) mittels mindestens eines auf der Überwachungs- und Regelungsschaltung (6) befindlichen ans sich bekannten Mikrokontrollers (14) gemessen werden und nach diesen Messungen der Ladestrom I_L (2) angepasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrokontroller (14) vorzugsweise aus den Messwerten der Akkumulatorzellenspannung U_Z (4), des anteiligen Ladestroms I_V (5), des Erhaltungsstroms I_E (7), des Kontrollstroms I_K (10), und/oder der Referenzspannungsmessung (19) sowie der Akkumulatorzellentemperatur (15) Messdaten generiert und dass die Messdaten mittels einer Datenübertragung (16) an den Mikroprozessors (9) übermittelt werden und der Mikroprozessors (9) mittels der Datenübertragung (16) den Mikrokontroller (14) steuert, wobei der Mikrokontroller (14) zumindest den Strom-Bypass (18) steuert.
Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Akkumulatorladung und zum Ladungsausgleich, wobei die zu ladenden Akkumulatoren in Reihe geschaltet sind und die Anordnung einen Ladestrom I_L (2), die Messung der Gesamtspannung U_ges (3) und die Messung des Ladestroms I_L (2) ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Überwachungs- und Regelungsschaltung (6) parallel zu den Polen der Akkumulatorzellen (1) geschaltet ist und die Überwachungs- und Regelungsschaltung (6) Mittel zur Messung der jeweiligen Akkumulatorzellenspannung U_Z (4) und zum Anpassen des Akkumulatorzellenladestroms und zum Anpassen der Ladespannung U_L (10) und des Ladestroms I_L (2) besitzt.
Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungs- und Regelungsschaltung (6) direkt an den Polkontakten der Akkumulatorzelle (1) angeordnet ist.
Anordnung nach den Ansprüchen 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest thermisch beanspruchte Bauteile der Überwachungs- und Regelungsschaltung (6) und/oder an sich bekannte Mittel zur Temperaturüberwachung mit der Akkumulatorzelle (1) thermisch gekoppelt sind.
Anordnung nach den Ansprüchen 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungs- und Regelungsschaltung (6) eine Spannungsvergleichsschaltung (19) mit einem Ausgang und mindestens einem daran angeschlossenen Strom-Bypass (18) besitzt.
Anordnung nach den Ansprüchen 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungs- und Regelungsschaltung (6) eine dezentralen Stromteilerschaltung (8) besitzt oder mit einer zentralen Stromteilerschaltung (8) oder mit einer Ladeeinrichtung (12) und/oder mit einem Mikroprozessor (9) verbunden sind.
Anordnung nach den Ansprüchen 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungs- und Regelungsschaltung (6) an sich bekannte Mittel zur Durchschaltung und Messung zumindest des anteiligen Ladestroms I_V (5) und/oder des Kontrollstroms I_K (10) besitzt und/oder dass eine Zusammenschaltung von zwei oder mehr Kontrollströmen I_K (10) von zwei oder mehr Überwachungs- und Regelungsschaltungen (6) an einer Vergleichsschaltung (13) vorhanden ist, wobei die Vergleichsschaltung (13) mit einer zentralen Stromteilerschaltung (8) oder mit einer Ladeeinrichtung (12) und/oder mit einem Mikroprozessor (9) verbunden ist.
Anordnung nach den Ansprüchen 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungs- und Regelungsschaltung (6) jeweils mindestens einen an sich bekannten Mikrokontroller (14) besitzt, wobei der Mikrokontroller (14) Mittel zumindest zur Messung oder Überwachung der Akkumulatorzellenspannung U_Z (4) des anteiligen Ladestroms I_V (5), des Kontrollstroms I_K (10) und/oder der Akkumulatorzellentemperatur (15) und zur Anpassung des anteiligen Ladestroms I_V (5) besitzt und dass der Mikrokontroller (14) mit dem Mikroprozessor (9) mittels einer Datenverbindung (16) verbunden ist.
Anordnung nach den Ansprüchen 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor (9) und/oder der Mikrokontroller (14) mit einer Ladeeinrichtung (12) verbunden ist.