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GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen autonomen Batterie-Zellspannungssymmetrierer.
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Um bei einer Akkumulator-Anordnung, die verschiedene Akkumulator-Einheiten enthält, die Spannungen der Akkumulator-Einheiten anzugleichen und eine möglichst gute Leistungsfähigkeit der Akkumulator-Anordnung zu erzielen, wurden sogenannte (Batterie-)Zellspannungssymmetrierer bzw. Spannungssymmetrier-Schaltungen entwickelt. Im vorliegenden Kontext sind die Begriffe „Batterie“ und „Akkumulator“ wie Synonyme zu verstehen. So ist beispielsweise in der
US 2005/0269989 A1 eine derartige Schaltung beschrieben, welche die zu symmetrierenden Akkumulator-Einheiten - die auch mehrere Akkumulatorzellen umfassen können - durch eine Spannungsfolgerschaltung an einem parallel geschalteten Spannungsteiler abgleicht. Ferner wurde diese Schaltung gemäß
US 2014/0035360 A1 so verschaltet, dass diese auch beliebig skalierbar wurde. Aus der
DE 10 2017 214 699 A1 ist eine weitere derartige Symmetrierschaltung bekannt. Auch aus der
DE 10 2011 002 452 A1 ist eine Vorrichtung zum Ladungsausgleich der Batteriezellen einer Batterie bekannt, die ohne die Steuerung eines Microcontrollers arbeitet, also autonom operieren kann.
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KURZZUSAMMENFASSUNG
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen autonomen Batterie-Zellspannungssymmetrierer bereitzustellen, der technisch weniger komplex und effizienter ist. Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Demnach wird ein autonomer Zellspannungssymmetrierer bereitgestellt, der einen Differenzverstärker, einen Spannungsteiler und eine Diode umfasst, die derart gekoppelt sind, dass eine Spannungssymmetrierung einer ersten und einer zweiten Zelle erfolgt, wobei die Diode in einem Rückkopplungszweig zwischen einem Ausgang und einem invertierenden Eingang des Differenzverstärkers angeordnet ist. Durch diese Schaltungsanordnung ergibt sich eine vereinfachte Schaltung mit hoher Effizienz und Genauigkeit.
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Im vorliegenden Kontext wird eine Einheit oder Zelle eines Akkumulators oder einer Batterie oder allgemeiner eine Einheit oder eine Zelle eines wieder aufladbaren elektrischen Energiespeichers nur als „Zelle“ bezeichnet.
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Ein elektrisches Bauteil, dass einen Stromfluss in eine Richtung verhindert und in die andere Richtung zulässt, wird im vorliegenden Kontext als Diode bezeichnet. Der Begriff „Diode“ umfasst also alle Bauteile, die eine Diodenfunktion ausführen, insbesondere auch Transistoren in Diodenschaltung. Eine Diode ist in Flussrichtung zwischen einen Ausgang eines Differenzverstärkers und einen weiteren Knoten geschaltet, wenn die Anode der Diode näher am Ausgang liegt als die Kathode und die Kathode näher an dem weiteren Knoten als die Anode. Das gilt analog für alle Bauteile mit Diodenfunktion.
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Bei einer Reihenschaltung von Zellen, wird immer ein positiver Anschluss einer Zelle an einen negativen Anschluss einer zweiten Zelle gekoppelt. Die Zellspannungssymmetrierung bzw. ein Zellspannungssymmetrierer dient dem Angleichen der Spannungen (Spannungsabfälle) über zwei Zellen eines Paares von Zellen, wobei das Paar eine erste Zelle umfasst, die am niedrigeren Potential liegt, als die zweite Zelle.
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Der Begriff „Koppeln“ umfasst das elektrische Koppeln unter Zwischenschaltung weiterer Komponenten, sowie das direkte elektrische Verbinden bzw. Anschließen als vorteilhafte Variante des Koppelns.
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Ein Spannungsteiler ist im vorliegenden Kontext vorteilhaft ein ohmscher Spannungsteiler aus mehreren, vorzugsweise zwei, Widerständen, die in Reihe geschaltet sind.
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Schließlich gilt im vorliegenden Kontext ein Differenzverstärker auch als Operationsverstärker und umgekehrt. Ein Differenzverstärker ist damit jede Schaltungseinheit, die eine Verstärkung einer Differenz von Eingangsspannungen am Ausgang ausgibt.
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In einer Ausgestaltung des autonomen Zellspannungssymmetrierers ist die Diode in Flussrichtung zwischen den Ausgang des Differenzverstärkers und den invertierenden Eingang des Differenzverstärkers gekoppelt. Außerdem ist der Spannungsteiler zwischen einen negativen Anschluss einer ersten Zelle und einen positiven Anschluss einer zweiten Zelle, die mit der ersten Zelle in Reihe geschaltet ist, gekoppelt. Der nicht-invertierende Eingang des Differenzverstärkers ist an einen Zwischenabgriff des Spannungsteilers und der invertierende Eingang des Differenzverstärkers an einen positiven Anschluss der ersten Zelle und einen negativen Anschluss der zweiten Zelle gekoppelt. Durch diese Anordnung wird effektiv und einfach die Spannung zweier Zellen symmetriert.
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In einer anderen Ausgestaltung des autonomen Zellspannungssymmetrierers ist die Diode entgegen der Flussrichtung zwischen den Ausgang des Differenzverstärkers und den invertierenden Eingang des Differenzverstärkers gekoppelt. Der Spannungsteiler ist dann zwischen einen negativen Anschluss einer ersten Zelle und einen positiven Anschluss einer zweiten Zelle, die mit der ersten Zelle in Reihe geschaltet ist, gekoppelt. Der invertierende Eingang des Differenzverstärkers ist an einen Zwischenabgriff des Spannungsteilers gekoppelt und der nicht-invertierende Eingang des Differenzverstärkers ist an eine Verbindung zwischen den beiden Zellen, also einen positiven Anschluss der ersten Zelle und einen negativen Anschluss der zweiten Zelle, gekoppelt. Diese Anordnung dient vorteilhaft zum Anpassen einer Zellspannung durch Entladen.
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In einer weiteren Ausgestaltung des autonomen Zellspannungssymmetrierers ist die Diode wieder in Flussrichtung zwischen den Ausgang des Differenzverstärkers und den invertierenden Eingang des Differenzverstärkers gekoppelt. Der Spannungsteiler ist dann zwischen einen negativen Anschluss der ersten Zelle und einen positiven Anschluss der zweiten Zelle, die mit der ersten Zelle in Reihe geschaltet ist, gekoppelt und der invertierende Eingang des Differenzverstärkers ist an einen Zwischenabgriff des Spannungsteilers gekoppelt. Der nicht-invertierende Eingang des Differenzverstärkers ist an einen positiven Anschluss der ersten Zelle und negativen Anschluss der zweiten Zelle gekoppelt.
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Eine Spannungsversorgung des Differenzverstärkers kann dabei vorteilhaft an einen positiven Anschluss einer weiteren Zelle gekoppelt sein, deren negativer Anschluss an den positiven Anschluss der zweiten Zelle gekoppelt ist. Diese Anordnung kann vorteilhaft für die Zelle mit dem höchsten Potential der Reihenschaltung verwendet werden.
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Ein Spannungsteiler kann besonders vorteilhaft in Bezug auf den Zwischenabgriff ein Teilverhältnis von 1:1 aufweisen. Dies ermöglicht eine besondere genaue Implementierung.
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Die Zellen können typischerweise Teil einer Energiespeicheranordnung mit einer Mehrzahl von Zellen sein.
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Es wird auch eine Energiespeicheranordnung mit einer Mehrzahl von Zellen bereitgestellt, die ebenfalls eine Mehrzahl von autonomen Zellspannungssymmetrierern gemäß einem oder mehreren der hierin ausgeführten Aspekte umfasst.
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Die Energiespeicheranordnung kann außerdem einen DCDC-Wandler zur Bereitstellung einer Spannungsversorgung für einen autonomen Zellspannungssymmetrierer umfassen.
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Die Energiespeicheranordnung kann einen über den DCDC-Wandler versorgten autonomen Zellspannungssymmetrierer aufweisen, dessen Ausgang über die Diode an ein höchstes Spannungspotential einer Reihenschaltung von Zellen gekoppelt ist.
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Die Energiespeicheranordnung kann auch noch einen autonomen Zellspannungssymmetrierer umfassen, der einen Differenzverstärker und einen Spannungsteiler aufweist, wobei die eine Seite des Spannungsteilers an ein niedrigstes Spannungspotential einer Reihenschaltung von Zellen gekoppelt ist. Der Differenzverstärker kann als invertierender Spannungsfolger geschaltet sein, dessen Ausgang an einen positiven Anschluss einer Zelle gekoppelt ist, deren negativer Anschluss ebenfalls an das niedrigste Spannungspotential gekoppelt ist.
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Es wird auch ein elektrischer Antrieb mit einer Energiespeicheranordnung nach einem der hierein beschriebenen Aspekte und ein Kraftfahrzeug, insbesondere elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug mit einem entsprechenden elektrischen Antrieb bereitgestellt.
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Figurenliste
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Weitere Aspekte und Merkmale der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert, dabei zeigt:
- 1 einen vereinfachten Schaltplan eines Ausführungsbeispiels,
- 2 einen Schaltungsteil aus 1 in separater Darstellung,
- 3 einen Schaltungsteil aus 1 in separater Darstellung, und
- 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 zeigt einen vereinfachten Schaltplan eines Ausführungsbeispiels. In diesem Ausführungsbeispiel sind vier Zellen Z1, Z2, Z3, Z4 vorhanden, die in Reihe geschaltet sind. Grundsätzlich ist die Erfindung natürlich auf eine beliebige Anzahl von Zellen (Batterie-, Energiespeicher- oder Akkumulatorzellen) anwendbar.
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Ferner sind vier Schaltungsteile S1, S2, S3, S4 sowie ein DC-DC-Wandler DCDC vorgesehen, die nachfolgend im Detail beschrieben werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen eines autonomen Zellspannungssymmetrierers im Sinne der vorliegenden Erfindung sind die Schaltungsteile S2, S3 und S4 sowie die in 4 gezeigt Schaltung.
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Der negative Anschluss der ersten Zelle Z1 fällt mit dem Potential V-zusammen. Der Knoten N1 liegt zwischen dem positiven Anschluss der Zelle Z1 und dem negativen Anschluss der Zelle Z2. Der Knoten N2 liegt zwischen dem positiven Anschluss der Zelle Z2 und dem negativen Anschluss der Zelle Z3. Der Knoten N3 liegt zwischen dem positiven Anschluss der Zelle Z3 und dem negativen Anschluss der Zelle Z4. Der positive Anschluss der Zelle Z4 fällt mit dem positiven Potential V+ zusammen.
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Der Schaltungsteil S1 dient zunächst dazu, die Spannung am Knoten N1 zwischen der ersten Zelle Z1 und der zweiten Zelle Z2 auf ein Potential einzustellen, das durch den Spannungsteiler R11, R12 am nicht-invertierenden Eingangsknoten des Differenzverstärkers OP1 eingestellt wird. Entsprechend ist ein Anschluss des Widerstand R12 am Knoten N2 angeschlossen und der andere Anschluss am nicht-invertierenden Eingang des Differenzverstärkers OP1. Ebenso ist ein weiterer Widerstand R11 mit seinem einen Anschluss am nicht-invertierenden Eingang des Differenzverstärkers OP1 und entsprechend auch dem zweiten Anschluss des Widerstands R12 und mit dem anderen Anschluss am Potential V-, also dem negativen Potential der ersten Zelle Z1 angeschlossen. Aufgrund dieses Spannungsteilers ergibt sich eine Eingangsspannung am nicht-invertierenden Eingang des Differenzverstärkers OP1. Der Differenzverstärker ist in Spannungsfolgeschaltung geschaltet, d.h. der Ausgang des Differenzverstärkers OP1 ist direkt mit seinem invertierenden Eingang verbunden. Außerdem ist der Ausgang des Differenzverstärkers OP1 an den Knoten N1 geschaltet. Insofern handelt es sich bei dem Schaltungsteil S1 um einen Spannungsfolger mit Widerstandsspannungsteiler am nicht-invertierenden Eingang, der lediglich dafür sorgt, dass der Knoten N1 mit einem Potential versorgt wird, das planmäßig dem mittleren Potential zwischen den Knoten V- und N2 entsprechen sollte. Der Schaltungsteil S2 umfasst ebenfalls einen Differenzverstärker OP2, einen Widerstandsteiler R21, R22 und im Unterschied zum Spannungsteil S1 noch eine Diode D2. Insofern stellt der Schaltungsteil S2 einen autonomen Zellspannungssymmetrierer dar, der einen Differenzverstärker OP2, eine Spannungsteiler R21, R22 und eine Diode D2 umfasst, die derart gekoppelt sind, dass eine Spannungssymmetrierung der beiden Zellen Z2 und Z3 erfolgt, wobei die Diode D2 zwischen dem Ausgang und dem invertierenden Eingang des Differenzverstärkers OP2 gekoppelt ist. Durch die Diode D2 wird verhindert, dass ein Strom vom Knoten N2 zum Differenzverstärker OP2 zurückfließen kann. Der invertierende Eingang des Differenzverstärkers OP2 ist dabei vorteilhaft so hochohmig gewählt, dass auch hier kein Strom abfließen kann. Dadurch ergibt sich, dass lediglich Strom aus dem Differenzverstärker OP2 in den Knoten N2 fließen kann und das Potential am Knoten N2 dementsprechend lediglich erhöht, nicht jedoch maßgeblich verringert werden kann.
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Ein weiterer erfindungsgemäßer autonomer Spannungssymmetrierer ist der Schaltungsteil S3. Auch dieser umfasst einen Differenzverstärker OP3, einen Spannungsteiler R31, R32 und eine Diode D3, die derart gekoppelt sind, dass eine Spannungssymmetrierung zwischen den beiden Zellen Z3 und Z4 erfolgt, wobei die Diode D3 zwischen dem Ausgang und dem invertierenden Eingang des Differenzverstärkers OP3 gekoppelt ist. Der Spannungsteil S3 ist nahezu identisch zum Schaltungsteil S2 aufgebaut, wobei der Schaltungsteil S3 zur Symmetrierung der Zellen Z3 und Z4 dient, während der Spannungsteil S2 die Symmetrierung der Spannungen der Zellen Z2 und Z3 vornimmt.
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Ein weiterer erfindungsgemäßer autonomer Batterie-Zellspannungssymmetrierer ist der Schaltungsteil S4, der ebenfalls einen Differenzverstärker OP4, einen Spannungsteiler R41, R42 und eine Diode D4 umfasst, wobei auch dieser Spannungssymmetrierer dafür sorgt, dass die Spannung über der Zelle Z4 der Spannung über der Zelle Z3 entspricht. Hierzu ist der Spannungsteiler R41, R42 zwischen den Knoten N2 und den Knoten V+ geschaltet. Der Knoten zwischen den Widerständen des Spannungsteilers R41 und R42 ist an den invertierenden Eingang des Differenzverstärkers OP4 gekoppelt. Der nicht-invertierende Eingang des Differenzverstärkers OP4 ist an dem Knoten N3 gekoppelt. Der Ausgang des Differenzverstärkers ist an die Anode der Diode D4 gekoppelt. Das heißt, die Diode D4 ist in Flussrichtung vom Ausgang zum Knoten V+ geschaltet. Ferner ist der zweite Widerstand R42 des Spannungsteilers zwischen den invertierenden Eingang des Differenzverstärkers OP4 und die Kathode der Diode D4 gekoppelt. Der Schaltungsteil S4 sorgt dadurch dafür, dass die Spannung am Knoten V+ so eingestellt wird, dass die Differenzspannung über dem invertierenden und nicht-invertierenden Eingang des Differenzverstärkers OP4 Null wird. Bei gleich großen Widerständen R41 und R42 (also einem Verhältnis R41:R42=1:1) wird die Spannung über der Zelle Z4 genauso groß wie die Spannung über der Zelle Z3, wobei die Spannung am Knoten V+ durch den Differenzverstärker OP4 lediglich erhöht werden kann. Gleich große Widerstände lassen sich besonders gut realisieren (matching).
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Schließlich ist noch ein DC-DC-Wandler DCDC vorgesehen, der sich am höchsten Potential V+ der Reihenschaltung der Zellen Z1 bis Z4 befindet. Primärseitig (Seite P) ist der DC-DC-Wandler zwischen dem niedrigsten Potential V- und dem höchsten Potential V+ der Reihenschaltung der Zellen Z1 bis Z4 angeschlossen. Sekundärseitig (Seite S) stellt der DC-DC-Wandler dann eine Spannung bereit, die noch über das Spannungsniveau V+ hinausgeht. Beispielsweise ist dabei, wie in diesem Ausführungsbeispiel, ein Anschluss der Sekundärseite S an das Potential V+ angeschlossen. Der andere Anschluss der Sekundärseite S kann dann ein Potential bereitstellen, dass noch höher ist als V+, wodurch der Differenzverstärker OP4 ordnungsgemäß betrieben werden kann.
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Der Schaltungsteil S1 ist vorteilhaft lediglich für die jeweils erste Zelle Z1 einer Reihenschaltung vorgesehen. Die erste Zelle Z1 ist dabei die Zelle, die am niedrigsten Spannungspotential V- angeschlossen ist. Der Schaltungsteil S4 ist vorteilhaft lediglich für die letzte Zelle Z4 der Reihenschaltung von Zellen vorgesehen. Die letzte Zelle der Reihenschaltung, ist die Zelle, die mit ihrem positiven Anschluss am höchsten Potential V+ der Reihenschaltung angeschlossen ist.
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Vereinfacht gesagt, kann beim Schaltungsteil S1 gegenüber den Schaltungsteilen S2 und S3 die Diode (D2 bzw. D3) entfallen, da hier ein Strom in den Differenzverstärker OP1 zurückfließen soll. Andernfalls könnte diese Zelle nicht entladend symmetriert werden. Alle Schaltungsteile für ranghöhere (am höheren Potential in der Reihenschaltung) Zellen, entladen die Zellen über die Spannungsversorgung der darunter liegenden Differenzverstärker. Der Schaltungsteil S4 wiederum dient dazu, die Spannung über der Zelle Z4 auf das gleiche Niveau zu bringt, wie der Spannungsabfall über der vorhergehenden Zelle Z3.
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Die Spannungsversorgung der einzelnen Differenzverstärker ist ebenfalls in 1 angegeben. So wird der Differenzverstärker OP1 des ersten Schaltungsteils S1 mit einer Versorgungsspannung V-, N2 betrieben. Insofern entspricht die Spannungsdifferenz einem Doppelten einer Zellspannung. Der Differenzverstärker OP2 des zweiten Schaltungsteils S2 wird mit der Spannung den Knoten N1 und N3 betrieben. Auch hier dient zur Versorgung des Differenzverstärkers OP2 die doppelte Zellspannung. Schließlich wird der Differenzverstärker OP4, wie bereits beschrieben, mit der Spannungsdifferenz zwischen dem Knoten N2 und einer vom DC-DC-Wandler DCDC bereitgestellten Spannung versorgt. Dabei ist die Spannung aus dem DC-DC-Wandler noch höher als das Potential am Knoten V+. Andernfalls könnte der Differenzverstärker OP4 über die Diode D4 nicht den Knoten Z4 auf die gleiche Spannung laden, die über der Zelle Z3 abfällt.
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Allgemein wirkt aufgrund der Dioden bei den Schaltungen S2, S3 und S4 jede der Schaltungen nur ladend, aber auf die im Spannungsniveau höher liegende versorgende Zelle entladend. Daraus ergibt sich ein kontinuierlicher, ladender, symmetrierender Stromfluss von der spannungshöchsten Zelle zur Niedrigsten, welche durch die Schaltung S1 auch entladend symmetriert.
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2 zeigt einen Ausschnitt aus 1, in dem nochmals die Schaltungsanordnung der Spannungsteile S2 und S3 gezeigt ist. Es handelt sich im Wesentlichen um einen Spannungsfolger mit dem Differenzverstärker OP und dem Spannungsteiler R1, R2, der die Spannung am Zwischenabgriff T an den Knoten N zwischen der ersten Zelle Z1 und zweiten Zelle Z2 einstellt. Für R1=R2, also wenn die Widerstände gleich groß sind, bzw. ein Verhältnis von 1:1 haben, ergibt sich am Knoten T genau die Hälfte der Summe der Spannungen über den Zellen Z1 und Z2. Der autonome Spannungssymmetrier versucht dann genau diese Spannung auch am Knoten N einzustellen, wobei er aufgrund der Diode D nur Strom in den Knoten N hineinfließen lassen kann.
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3 ist ebenfalls ein Ausschnitt der 1, in dem der Schaltungsteil S4 nochmal separat dargestellt ist. Hierbei handelt es sich um einen nicht-invertierenden Verstärker, der um die Diode D im Rückkopplungszweig ergänzt ist. In dieser Darstellung wird deutlich, dass der Schaltungsteil S4, also ein entsprechender autonomer Zellspannungssymmetrierer vorteilhaft auch innerhalb einer Reihenschaltung von Zellen verwendet werden kann (ohne dass hier der DC-DC-Wandler verwendet werden muss). Die Spannungsversorgung erfolgt hier über eine weitere (also dritte) Zelle der Reihenschaltung, die ein noch höheres Potential bereitstellt, als die jeweilige zweite Zelle eines Paares von zu symmetrierenden Zellen. Für R1=R2, also wenn die Widerstände gleich groß sind, bzw. ein Verhältnis von 1:1 haben, verdoppelt dieser nicht-invertierende Verstärker die Spannung, die über der ersten Zelle Z1 abfällt, an seinem Ausgang. Damit wird die Zelle Z2 auf das doppelte der Spannung über Z1 geladen. Aufgrund der Diode D kann nur Strom in den Knoten N hineinfließen.
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4 zeigt einen vereinfachten Schaltplan eines weiteren Ausführungsbeispiels. Hier gibt es ebenfalls einen Differenzverstärker OP, einen Spannungsteiler R1, R2 und eine Diode D. Es handelt sich wieder um einen invertierenden Verstärker. Für R1=R2, also wenn die Widerstände gleich groß sind, bzw. ein Verhältnis von 1:1 haben, invertiert diese Schaltung die Spannung über der einen Zelle Z3 und gibt diese an einen (den negativen) Anschluss der anderen Zelle Z2 aus. Die Flussrichtung des Stroms ist durch die Invertierung der Schaltung ebenfalls invertiert. Dass wird durch die Diode entsprechend berücksichtigt. Im Unterschied zu den bisherigen Ausführungsbeispielen ist hier die Diode D entgegengesetzt der Flussrichtung, also mit der Kathode an den Ausgang des Differenzverstärkers OP angeschlossen. Die Anode liegt am Knoten N 1, der wiederum zwischen den Zellen Z1 und Z2 liegt. Vereinfacht sind hier auch lediglich drei Zellen Z1, Z2 und Z3 dargestellt. Natürlich kann dieses Ausführungsbeispiel ebenfalls für eine beliebige Anzahl von Zellen verwendet werden. Aufgrund der umgekehrten Flussrichtung der Diode D, kann der Knoten N1 über den Differenzverstärker OP lediglich entladen werden. Der Differenzverstärker wird aufgrund der Beschaltung mit dem Spannungsteiler R1 und R2, der zwischen den Knoten N1 und V+ liegt und dessen Zwischenknoten (also der Knoten zwischen R1 und R2) an den invertierenden Eingang des Differenzverstärkers OP angeschlossen ist, eine entsprechende Spannung bzw. einen entsprechenden Stromausgang bereitstellen. Dieser Strom bzw. diese Spannung wird sich so einstellen, dass die Differenzspannung zwischen dem invertierenden und nicht-invertierenden Eingang des Differenzverstärkers OP 0 wird. Insofern werden die Spannungsabfälle über den Zellen Z2 und Z3 genau dann symmetriert, wenn der Spannungsteiler aus R1 und R2 die Spannung zwischen V+ und N1 genau halbiert. Dann werden auch die Spannungsabfälle über Z2 und Z3 durch ggf. eine Verringerung des Potentials an den Knoten N1 exakt gleich eingestellt.
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Gemeinsam ist den vorangegangenen Ausführungsbeispielen, dass immer eine Diode im Rückkopplungszweig des Differenzverstärkers angeordnet ist. Die Diode liegt also nicht außerhalb dieses Rückkopplungspfades.
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Grundsätzlich sind mehrere Zellen vorhanden, welche die Batterie-, Energiespeicher oder Akkumulatorzellen oder auch Akkumulatoreinheiten einer größeren Energiespeicheranordnung oder Batterieanordnung sein können. Bei den vorteilhaften autonomen Batterie-Zellspannungssymmetrierern ist jeweils ein Differenzverstärker D1 bzw. D2 vorhanden, sowie ein Spannungsteiler R21, R22 bzw. R31, R32 und jeweils eine Diode D1, D2.
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Bezugszeichenliste
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- S2, S3, S4
- Autonomer Zellspannungssymmetrierer
- D2
- Diode des zweiten Schaltungsteils S2
- D3
- Diode des dritten Schaltungsteils S3
- D4
- Diode des vierten Schaltungsteils S4
- DCDC
- DCDC-Wandler
- N, N1
- Verbindungsknoten zwischen dem positiven Anschluss der ersten Zelle Z1 und der zweiten Zelle Z2
- N2
- Verbindungsknoten zwischen dem positiven Anschluss der zweiten Zelle Z2 und dem negativen Anschluss der dritten Zelle Z3
- N3
- Verbindungsknoten zwischen dem positiven Anschluss der dritten Zelle Z3 und dem negativen Anschluss der vierten Zelle Z4
- OP1
- Erster Differenzverstärker, Differenzverstärker des Schaltungsteils S1
- OP2
- Zweiter Differenzverstärker, Differenzverstärker des Schaltungsteils S2
- OP3
- Dritter Differenzverstärker, Differenzverstärker des Schaltungsteils S3
- OP4
- Vierter Differenzverstärker, Differenzverstärker des Schaltungsteils S4
- R11
- Erster Widerstand des Spannungsteilers des ersten Schaltungsteils S1
- R12
- Zweite Widerstand des Spannungsteilers des ersten Schaltungsteils S1
- R21
- Erster Widerstand des Spannungsteilers des zweiten Schaltungsteils S2
- R22
- Zweiter Widerstand des Spannungsteilers des zweiten Schaltungsteils S2
- R31
- Erster Widerstand des Spannungsteilers des dritten Schaltungsteils S3
- R32
- Zweiter Widerstand des Spannungsteilers des dritten Schaltungsteils S3
- R41
- Erster Widerstand des Spannungsteilers des vierten Schaltungsteils S4
- R42
- Zweiter Widerstand des Spannungsteilers des vierten Schaltungsteils S4
- S1
- Erster Schaltungsteil
- S2
- Zweiter Schaltungsteil, autonomer Zellspannungssymmetrierer
- S3
- Dritter Schaltungsteil, autonomer Zellspannungssymmetrierer
- S4
- Vierter Schaltungsteil, autonomer Zellspannungssymmetrierer
- V-
- Niedrigstes Potential bzw. niedrigste Spannung der Reihenschaltung von Zellen
- V+
- Höchstes Potential bzw. höchste Spannung der Reihenschaltung von Zellen
- Z1
- Erste Zelle (eines Akkumulators oder einer Batterie)
- Z2
- Zweite Zelle (eines Akkumulators oder einer Batterie)
- Z3
- Dritte Zelle (eines Akkumulators oder einer Batterie)
- Z4
- Vierte Zelle (eines Akkumulators oder einer Batterie)
