DE102020209396A1 - Verfahren zur Erfassung von elektrischen Fehlerzuständen in einem Wechselakkupack und System zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

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Alexander Osswald
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von elektrischen Fehlerzuständen zumindest einer Energiespeicherzelle (46) eines Wechselakkupacks (10) mittels einer ersten im Wechselakkupack (10) integrierten Überwachungseinheit (56) und mindestens zweier im Wechselakkupack (10) integrierter Temperatursensoren (68, 80). Es wird vorgeschlagen, dass in einem Verfahrensschritt (90) in einem mit dem Wechselakkupack (10) elektrisch verbindbaren Elektrogerät (16), insbesondere einem Ladegerät (18), einem Diagnosegerät (20) oder einem elektrischen Verbraucher (22), die gemessene Temperatur (T1) eines ersten (68) der zumindest zwei Temperatursensoren (68, 80) durch eine weitere Überwachungseinheit (60) des Elektrogeräts (16) ausgewertet wird und im Wesentlichen gleichzeitig in einem Verfahrensschritt (88) die gemessene Temperatur (T2) eines zweiten (80) der zumindest zwei Temperatursensoren (68, 80) durch die erste Überwachungseinheit (56) des Wechselakkupacks (10) ausgewertet wird. Die Erfindung betrifft auch ein System umfassend einen Wechselakkupack (10) sowie ein Elektrogerät (16) zur Durchführung des Verfahrens. Ferner betrifft die Erfindung einen Wechselakkupack (10) zur Durchführung des Verfahrens.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von elektrischen Fehlerzuständen zumindest einer Energiespeicherzelle eines Wechselakkupacks mittels einer ersten im Wechselakkupack integrierten Überwachungseinheit und mindestens zweier im Wechselakkupack integrierter Temperatursensoren nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung einen Wechselakkupack sowie ein System zur Durchführung des Verfahrens.
  • Stand der Technik
  • Eine Vielzahl elektrischer Verbraucher wird mit vom Bediener werkzeuglos wechselbaren Akkupacks - im Folgenden als Wechselakkupacks bezeichnet - betrieben, die entsprechend durch den elektrischen Verbraucher entladen werden und mittels eines Ladegeräts wieder aufladbar sind. In der Regel bestehen derartige Wechselakkupacks aus einer Mehrzahl in Reihe und/oder parallel verschalteter Energiespeicherzellen zur Erzielung einer geforderten Wechselakkupack-Spannung bzw. -Kapazität. Sind die Energiespeicherzellen beispielsweise als Lithium-lonen-Zellen (Li-Ion) ausgebildet, so lässt sich mit besonderem Vorteil eine hohe Leistungs- und Energiedichte erzielen. Andererseits erfordern derartige Zellen zur Vermeidung elektrischer Fehlerzustände auch das Einhalten enger Spezifikationen bezüglich des maximalen Lade- und Entladestroms, der Spannung und der Temperatur.
  • In modernen Wechselakkupacks wird die Zellspannung der parallel geschalteten Energiespeicherzellen eines so genannten Zell-Clusters beispielsweise durch eine im Wechselakkupack integrierte Überwachungseinheit ausgewertet. Unter dem Begriff „Zellspannung“ soll demnach nicht ausschließlich die Spannung einer einzelnen Energiespeicherzelle, sondern auch die eines aus parallel verschalteten Energiespeicherzellen bestehenden Zell-Clusters verstanden werden. Ein derartiges so genanntes Single-Cell-Monitoring (SCM) ist beispielsweise aus der WO 20043386 A1 bekannt, in der zudem ein gefährlicher Betrieb des Wechselakkupacks im Fehlerfall durch eine redundante Überwachung ausgeschlossen wird.
  • Damit ein Ladegerät oder ein elektrischer Verbraucher weiß, mit welchem Lade- oder Entladestrom ein Wechselakkupack maximal betrieben werden darf, wird dies in der Regel durch eine elektrische Kodierung, beispielsweise durch im Wechselakkupack integrierte Kodierwiderstände, die vom Elektrogerät gemessen und mit einer hinterlegten Tabelle verglichen werden, eine mechanische Kodierung oder eine Kommunikationsschnittstelle mitgeteilt. Ebenfalls ist aus der DE 10 2016 209 822 A1 bekannt, dass das Elektrogerät dem Wechselakkupack mitteilt, dass er nicht weiterverwendet werden darf. Über eine solche Schnittstelle können auch die Zellspannungen an das Gerät übertragen werden.
  • Ausgehend vom Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine zuverlässige Temperaturmessung in einem Wechselakkupack zu erzielen und in Abhängigkeit davon einen sicheren Lade- oder Entladevorgang zu gewährleisten.
  • Vorteile der Erfindung
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in einem Verfahrensschritt in einem mit dem Wechselakkupack elektrisch verbindbaren Elektrogerät, insbesondere einem Ladegerät, einem Diagnosegerät oder einem elektrischen Verbraucher, die gemessene Temperatur eines ersten der zumindest zwei Temperatursensoren durch eine weitere Überwachungseinheit des Elektrogeräts ausgewertet wird und im Wesentlichen gleichzeitig in einem Verfahrensschritt die gemessene Temperatur eines zweiten der zumindest zwei Temperatursensoren durch die erste Überwachungseinheit des Wechselakkupacks ausgewertet wird. Der Einsatz eines weiteren Temperatursensors im Wechselakkupack bietet den Vorteil, dass dieser unabhängig vom ersten Temperatursensor ist und dass die von der weiteren Überwachungseinheit des Elektrogeräts initiierte Temperaturmessung mittels des ersten Temperatursensors nicht durch die erste Überwachungseinheit des Wechselakkupacks verfälscht werden kann. Zudem kann durch die Erfindung ein hoher Aufwand, der zur Vermeidung dieser Verfälschung notwendig wäre, vermieden werden.
  • Unter „im Wesentlichen gleichzeitig“ soll verstanden werden, dass es zu geringen Zeitunterschieden zwischen den Verfahrensschritten kommen kann. Dabei spielt die Reihenfolge keine Rolle. So kann beispielsweise mit dem Einstecken des Wechselakkupacks in das Elektrogerät die Temperaturmessung parallel durch die erste und die weitere Überwachungseinheit ausgelöst werden. Ebenso ist denkbar, dass die weitere Überwachungseinheit die Temperaturmessung vor der ersten Überwachungseinheit durchführt und umgekehrt. Um Temperaturunterschiede durch zeitlich zu weit auseinanderliegende Messungen mit den beiden Temperatursensoren zu vermeiden, sollten die Messungen jedoch „im Wesentlichen gleichzeitig“, also maximal mit einem Zeitversatz von ein bis zwei Sekunden, erfolgen.
  • Als elektrische Verbraucher im Kontext der Erfindung sollen beispielweise mit einem Wechselakkupack betriebene Elektrowerkzeuge zur Bearbeitung von Werkstücken mittels eines elektrisch angetriebenen Einsatzwerkzeugs verstanden werden. Dabei kann das Elektrowerkzeug sowohl als Elektrohandwerkzeug als auch als stationäre Elektrowerkzeugmaschine ausgebildet sein. Typische Elektrowerkzeuge sind in diesem Zusammenhang Hand- oder Standbohrmaschinen, Schrauber, Schlagbohrmaschinen, Bohrhämmer, Hobel, Winkelschleifer, Schwingschleifer, Poliermaschinen, Kreis-, Tisch-, Kapp- und Stichsägen oder dergleichen. Als elektrische Verbraucher kommen aber auch mit einem Wechselakkupack betriebene Gartengeräte wie Rasenmäher, Rasentrimmer, Astsägen oder dergleichen sowie mit einem Wechselakkupack betriebene Haushaltgeräte, wie Staubsauger, Mixer, etc. in Frage. Ebenso ist die Erfindung auf elektrische Verbraucher anwendbar, die gleichzeitig mit einer Mehrzahl von Wechselakkupacks versorgt werden.
  • Die Spannung eines Wechselakkupacks ist in der Regel ein Vielfaches der Spannung einer einzelnen Energiespeicherzelle und ergibt sich aus der Verschaltung (parallel oder seriell) der einzelnen Energiespeicherzellen. Eine Energiespeicherzelle ist typischerweise als eine galvanische Zelle ausgebildet, die einen Aufbau aufweist, bei dem ein Zellpol an einem Ende und ein weiterer Zellpol an einem gegenüberliegenden Ende zu liegen kommt. Insbesondere weist die Energiespeicherzelle an einem Ende einen positiven Zellpol und an einem gegenüberliegenden Ende einen negativen Zellpol auf. Bevorzugt sind die Energiespeicherzellen als lithiumbasierte Energiespeicherzelle, z.B. Li-Ion, Li-Po, Li-Metall oder dergleichen, ausgebildet. Die Erfindung ist aber auch für Wechselakkupacks mit Ni-Cd-, Ni-MH-Zellen oder andere geeignete Zellenarten anwendbar. Bei gängigen Li-lon- Energiespeicherzellen mit einer Zellspannung von 3,6 V ergeben sich beispielhaft Spannungsklassen von 3,6 V, 7,2 V, 10,8 V, 14,4 V, 18 V, 36 V etc. Bevorzugt ist eine Energiespeicherzelle als zumindest im Wesentlichen zylinderförmige Rundzelle ausgebildet, wobei die Zellpole an Enden der Zylinderform angeordnet sind. Die Erfindung ist jedoch nicht von der Art und Bauform der verwendeten Energiespeicherzellen abhängig, sondern kann auf beliebige Wechselakkupacks und Energiespeicherzellen, z.B. neben Rundzellen auch Pouchzellen oder dergleichen, angewendet werden.
  • Es sei darüber hinaus angemerkt, dass die Ausgestaltung der elektromechanischen Schnittstellen der Wechselakkupacks und der mit ihnen verbindbaren Elektrogeräte sowie die zugehörigen Aufnahmen zur kraft- und/oder formschlüssig lösbaren Verbindung nicht Gegenstand dieser Erfindung sein soll. Ein Fachmann wird je nach Leistungs- bzw. Spannungsklasse des Elektrogeräts und/oder der Wechselakkupacks eine geeignete Ausführungsform für die Schnittstelle wählen. Die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen sind daher nur exemplarisch zu verstehen. So können insbesondere auch Schnittstellen mit mehr als den dargestellten elektrischen Kontakten zum Einsatz kommen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in einem nachfolgenden Verfahrensschritt die von der ersten Überwachungseinheit des Wechselakkupacks ausgewertete Temperatur an die zweite Überwachungseinheit des Elektrogeräts übertragen wird. Anschließend werden die Temperaturwerte in einem nachfolgenden Verfahrensschritt von der zweiten Überwachungseinheit ausgewertet und in Abhängigkeit davon der Lade- oder Entladestrom des Wechselakkupacks angepasst. Auf diese Weise können anhand beider Temperaturwerte die Spezifikationen der Energiespeicherzellen besser eingehalten werden. Dabei kann ergänzend vorgesehen sein, dass der Lade- oder Entladestrom des Wechselakkupacks an denjenigen der ausgewerteten Temperaturwerte angepasst wird, nach dem der jeweils kleinere Lade- oder Entladestrom zulässig ist.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass in einem nachfolgenden Verfahrensschritt der Lade- oder Entladevorgang des Wechselakkupacks unterbrochen und/oder ein Fehlerzustand angezeigt wird, wenn sich die ausgewerteten Temperaturwerte um mehr als einen ersten Temperatur-Schwellenwert, insbesondere um mehr als 10 Kelvin, unterscheiden. Dies ermöglicht eine Reaktion auf örtliche Temperaturdifferenzen zwischen den Energiespeicherzellen des Wechselakkupacks, die mit einem einzigen Temperatursensor nicht erfasst werden könnten.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der erste Temperatursensor in einem nachfolgenden Verfahrensschritt durch die erste Überwachungseinheit über ein im Wechselakkupack integriertes Schaltelement von einem Bezugspotential, insbesondere einem Massepotential, getrennt wird, wenn die gemessene Temperatur des zweiten Temperatursensors einen weiteren Temperatur-Schwellenwert, insbesondere 60 °C, überschritten hat. Das Abschalten des ersten Temperatursensors kann mit Vorteil von der weiteren Überwachungseinheit im Elektrogerät detektiert werden, so dass diese ihrerseits den Lade- oder Entladevorgang des Wechselakkupacks ab- oder unterbricht und/oder einen entsprechenden Fehlerzustand am Elektrogerät anzeigt.
  • Ergänzend wird in einem nachfolgenden Verfahrensschritt von der ersten Überwachungseinheit eine Information über das Trennen des ersten Temperatursensors von dem Bezugspotential an die weitere Überwachungseinheit des Elektrogeräts übertragen, so dass der Lade- oder Entladevorgang des Wechselakkupacks durch die weitere Überwachungseinheit ab- oder unterbrochen und/oder ein Fehlerzustand angezeigt wird. Hiermit steht dem Elektrogerät eine redundante Information über einen etwaigen Fehlerfall im Wechselakkupack zur Verfügung.
  • Die Erfindung betrifft auch ein System umfassend einen Wechselakkupack mit einer ersten Überwachungseinheit, mindestens zwei Temperatursensoren und einer ersten, eine Mehrzahl elektrischer Kontakte aufweisenden elektromechanischen Schnittstelle, sowie ein Elektrogerät, insbesondere ein Ladegerät, ein Diagnosegerät oder einen elektrischen Verbraucher, mit einer weiteren Auswerteinheit und einer weiteren, eine Mehrzahl elektrischer Kontakte aufweisenden elektromechanischen Schnittstelle, wobei jeweils ein erster der elektrischen Kontakte der Schnittstellen als ein mit einem ersten Bezugspotential, vorzugsweise einem Versorgungspotential, beaufschlagbarer Energieversorgungskontakt, jeweils ein zweiter der elektrischen Kontakte der Schnittstellen als ein mit einem zweiten Bezugspotential, vorzugsweise einem Massepotential, beaufschlagbarer Energieversorgungskontakt, jeweils ein dritter der elektrischen Kontakte der Schnittstellen als ein Signal bzw. Datenkontakt zum Datenaustausch der ersten und der weiteren Überwachungseinheit und jeweils ein vierter der elektrischen Kontakte der Schnittstellen als ein Signal bzw. Datenkontakt zur Übertragung eines Temperatursignals eines der Temperatursensoren an die weitere Überwachungseinheit des Elektrogeräts ausgebildet ist. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die elektrischen Kontakte der ersten und der weiteren Schnittstelle miteinander verbunden.
  • In einer weiteren Ausgestaltungsform ist vorgesehen, dass der Wechselakkupack ein Schaltelement aufweist, das im geschlossenen Zustand einen ersten der Temperatursensoren mit dem zweiten Bezugspotential des zweiten Energieversorgungskontakts verbindet und im geöffneten Zustand von diesem trennt.
  • Schließlich betrifft die Erfindung auch einen Wechselakkupack mit zumindest einer Energiespeicherzelle, einer Überwachungseinheit, einem ersten Temperatursensor, und einer eine Mehrzahl elektrischer Kontakte aufweisenden elektromechanischen Schnittstelle zur Verbindung mit einem Elektrogerät, insbesondere einem Ladegerät, einem Diagnosegerät oder einem elektrischen Verbraucher, wobei ein erster der elektrischen Kontakte der Schnittstelle als ein mit einem ersten Bezugspotential, vorzugsweise einem Versorgungspotential, beaufschlagter Energieversorgungskontakt, ein zweiter der elektrischen Kontakte der Schnittstelle als ein mit einem zweiten Bezugspotential, vorzugsweise einem Massepotential, beaufschlagter Energieversorgungskontakt, ein dritter der elektrischen Kontakte der Schnittstelle als ein Signal bzw. Datenkontakt der ersten Überwachungseinheit und ein vierter der elektrischen Kontakte der Schnittstelle zur Überwachung der zumindest einen Energiespeicherzelle als ein Signal bzw. Es ist vorgesehen, dass der Wechselakkupack zumindest einen weiteren Temperatursensor aufweist, der mit der Überwachungseinheit verbunden ist.
  • Der weitere Temperatursensor dient zur Überwachung der zumindest einen Energiespeicherzelle und/oder weiterer elektrisch mit der zumindest einen Energiespeicherzelle verbundener Energiespeicherzellen. Die Überwachungseinheit steuert ein Schaltelement des Wechselakkupacks derart, dass es im geschlossenen Zustand den ersten Temperatursensor mit dem zweiten Bezugspotential des zweiten Energieversorgungskontakts verbindet und im geöffnet Zustand von diesem trennt. Es ergeben sich hierdurch die weiter oben beschriebenen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Ausführungsbeispiele
  • Figurenliste
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der 1 bis 3 beispielhaft erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen in den Figuren auf gleiche Bestandteile mit einer gleichen Funktionsweise hindeuten.
  • Es zeigen:
    • 1: ein System umfassend zumindest einen Wechselakkupack und zumindest ein mit dem Wechselakkupack verbindbares Elektrogerät zum Laden oder Entladen des Wechselakkupacks in einer schematischen Darstellung,
    • 2: das System aus 1 als Blockschaltbild mit einem Wechselakkupack und einem als Ladegerät ausgebildeten Elektrogerät und
    • 3: ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • 1 zeigt ein System umfassend einen Wechselakkupack 10 mit einer ersten, eine Mehrzahl elektrischer Kontakte 12 aufweisenden elektromechanischen Schnittstelle 14 und ein Elektrogerät 16, insbesondere ein Ladegerät 18, ein Diagnosegerät 20 oder einen elektrischen Verbraucher 22, mit einer weiteren, eine Mehrzahl elektrischer Kontakte 12 aufweisenden elektromechanischen Schnittstelle 24. 1 soll veranschaulichen, dass das erfindungsgemäße System ohne Einschränkung der Erfindung für verschiedene, mit Wechselakkupacks 10 betriebene Elektrogeräte 16 geeignet ist. Dabei sind exemplarisch ein Akkustaubsauger 26, ein Akkuschlagschrauber 28 und ein Akkurasentrimmer 30 gezeigt. Im Kontext der Erfindung können jedoch verschiedenste Elektrowerkzeuge, Gartengerät und Haushaltsgeräte als elektrische Verbraucher 22 in Frage kommen. Auch ist die Anzahl der Wechselakkupacks 10 innerhalb des Systems veränderbar. So kann das System durchaus auch mehrere Wechselakkupacks 10 umfassen. Weiterhin sei angemerkt, dass in 1 das Ladegerät 18 und das Diagnosegerät 20 zwar als ein- und dasselbe Elektrogerät 16 dargestellt sind, weil ein Ladegerät 18 durchaus auch eine Diagnosefunktion aufweisen kann, es aber ohne Einschränkung der Erfindung denkbar ist, dass das Diagnosegerät 20 keine Ladefunktion aufweist, sondern nur zur reinen Diagnose des Wechselakkupacks 10 auf elektrische Fehlerzustände dient.
  • Bei dem Wechselakkupack 10 handelt es sich im Wesentlichen um einen herkömmlichen Wechselakkupack mit einem Gehäuse 32, das an einer ersten Seitenwand bzw. seiner Oberseite 34 die erste elektromechanische Schnittstelle 14 zur lösbaren Verbindung mit der elektromechanischen Schnittstelle 24 des Elektrogeräts 16 aufweist. In Verbindung mit dem elektrischen Verbraucher 22 dienen die erste und die weitere elektromechanische Schnittstelle 14, 24 primär dem Entladen des Wechselakkupacks 10, während sie in Verbindung mit dem Ladegerät 18 dem Aufladen und in Verbindung mit dem Diagnosegerät 20 der Fehlerdiagnose des Wechselakkupacks 10 dient. Die genaue Ausgestaltung der ersten und der weiteren elektromechanischen Schnittstelle 14, 24 ist abhängig von verschiedenen Faktoren, wie beispielsweise der Spannungsklasse des Wechselakkupacks 10 bzw. des Elektrogerät 16 und diversen Herstellerspezifikationen. So können z.B. drei oder mehr elektrische Kontakte 12 zur Energie- und/oder Datenübertragung zwischen dem Wechselakkupack 10 und dem Elektrogerät 16 vorgesehen sein. Auch ist eine mechanische Kodierung denkbar, so dass der Wechselakkupack 10 nur an bestimmten Elektrogeräten 16 betreibbar ist. Da die mechanische Ausgestaltung der ersten elektromechanischen Schnittstelle 14 des Wechselakkupacks und der weiteren elektromechanischen Schnittstelle 24 des Elektrogeräts 16 für die Erfindung unerheblich ist, soll hierauf nicht weiter im Detail eingegangen werden. Sowohl ein Fachmann als auch ein Bediener des Wechselakkupacks 14 und des Elektrogeräts 16 werden diesbezüglich die geeignete Auswahl treffen.
  • Der Wechselakkupack 10 verfügt über eine mechanische Arretiervorrichtung 36 zur Arretierung der form- und/oder kraftschlüssig lösbaren Verbindung der ersten elektromechanischen Schnittstelle 14 des Wechselakkupack 10 an der entsprechenden Gegenschnittstelle 24 (nicht im Detail gezeigt) des elektrischen Verbrauchers 22. Dabei ist die Arretiervorrichtung 36 als ein gefederter Drücker 38 ausgebildet, der mit einem Arretierglied 40 des Wechselakkupacks 10 wirkverbunden ist. Aufgrund der Federung des Drückers 38 und/oder des Arretierglieds 40 rastet die Arretiervorrichtung 36 beim Einschieben des Wechselakkupacks 10 in die Gegenschnittstelle 24 des elektrischen Verbrauchers 22 automatisch ein. Drückt ein Bediener den Drücker 38 in Einschubrichtung, wird die Arretierung gelöst und der Bediener kann den Wechselakkupack 10 entgegen der Einschubrichtung aus dem elektrischen Verbraucher 22 entnehmen bzw. ausschieben.
  • Wie bereits eingangs erwähnt, ergibt sich die Akkuspannung des Wechselakkupacks 10 in der Regel aus einem Vielfachen der Einzelspannungen der Energiespeicherzellen (nicht gezeigt) in Abhängigkeit ihrer Verschaltung (parallel oder seriell). Bevorzugt sind die Energiespeicherzellen als lithiumbasierte Akkuzellen, z.B. Li-lon, Li-Po, Li-Metall oder dergleichen, ausgebildet. Die Erfindung ist aber auch für Wechselakkupacks mit Ni-Cd-, Ni-MH-Zellen oder andere geeignete Zellenarten anwendbar.
  • In 2 ist das System aus 1 als Blockschaltbild mit dem Wechselakkupack 10 auf der linken Seite und dem als Ladegerät 18 ausgebildeten Elektrogerät 16 auf der rechten Seite dargestellt. Wechselakkupack 10 und Ladegerät 18 weisen die zueinander korrespondierenden elektromechanischen Schnittstellen 14 und 24 mit einer Mehrzahl elektrischer Kontakte 12 auf, wobei jeweils ein erster der elektrischen Kontakte 12 der Schnittstellen 14, 24 als ein mit einem ersten Bezugspotential V1, vorzugsweise einem Versorgungspotential V+, beaufschlagbarer Energieversorgungskontakt 42 und jeweils ein zweiter der elektrischen Kontakte 12 der Schnittstellen 14, 24 als ein mit einem zweiten Bezugspotential V2, vorzugsweise einem Massepotential GND, beaufschlagbarer Energieversorgungskontakt 44 dient. Über den ersten und den zweiten Energieversorgungskontakt 42, 44 kann der Wechselakkupack 10 einerseits durch das Ladegerät 18 geladen werden. Andererseits erfolgt darüber auch ein Entladen des Wechselakkupacks 10 für den Fall, dass das Elektrogerät 16 als ein elektrischer Verbraucher 22 ausgebildet ist. Der Begriff „beaufschlagbar“ soll verdeutlichen, dass die Potentiale V+ und GND insbesondere im Falle eines als elektrischen Verbraucher 22 ausgebildeten Elektrogeräts 16 nicht dauerhaft an den Energieversorgungskontakten 42, 44 anliegen, sondern erst nach Verbindung der elektrischen Schnittstellen 14, 24. Entsprechendes gilt für einen entladenen Wechselakkupack 10 nach Verbindung mit dem Ladegerät 18.
  • Der Wechselakkupack 10 weist eine Mehrzahl von Energiespeicherzellen 46 auf, die zwar in 2 als eine Reihenschaltung dargestellt sind, alternativ oder ergänzend aber auch in einer Parallelschaltung betrieben werden können, wobei die Reihenschaltung die über die Energieversorgungskontakte 42, 44 abfallende Spannung UBatt des Wechselakkupacks definiert, während eine Parallelschaltung einzelner Energiespeicherzellen 46 primär die Kapazität des Wechselakkupacks 10 erhöht. Wie bereits erwähnt, können auch einzelne aus parallel verschalteten Energiespeicherzellen 46 bestehende Zell-Cluster in Reihe geschaltet werden, um eine bestimmte Spannung UBatt des Wechselakkupacks bei gleichzeitig erhöhter Kapazität zu erzielen. Bei gängigen Li-lon-Energiespeicherzellen 46 mit einer Zellspannung UCell von jeweils 3,6 V fällt im vorliegenden Ausführungsbeispiel über die Energieversorgungskontakte 42, 44 eine Wechselakkupack-Spannung UBatt = V1 - V2 von 5 - 3,6 V = 18 V ab. Je nach Anzahl der in einem Zell-Cluster parallel geschalteten Energiespeicherzellen 46 kann die Kapazität gängiger Wechselakkupacks 10 bis zu 12 Ah oder mehr betragen. Die Erfindung ist jedoch nicht von der Art, Bauform, Spannung, Stromlieferfähigkeit, etc. der verwendeten Energiespeicherzellen 46 abhängig, sondern kann auf beliebige Wechselakkupacks 10 und Energiespeicherzellen 46 angewendet werden.
  • Zur Überwachung der einzelnen, in Reihe geschalteten Energiespeicherzellen 46 bzw. Zell-Cluster des Wechselakkupacks 10 ist eine SCM-Vorstufe 48 (Single-Cell-Monitoring) vorgesehen. Die SCM-Vorstufe 48 weist eine Multiplexer-Messvorrichtung 50 auf, die über Filterwiderstände 52 hochohmig mit entsprechenden Abgriffen 54 der Pole der Energiespeicherzellen 46 bzw. Zell-Cluster verbindbar ist. Zur Erfassung der einzelnen Zellspannungen UCell schaltet die Multiplexer-Messvorrichtung 50, beispielsweise über integrierte, aber nicht näher gezeigte Transistoren, derart sequentiell zwischen den einzelnen Abgriffen 54 um, dass sie jeweils mit einem Plus- und einem Minuspol der zu messenden Energiespeicherzelle 46 bzw. des zu messenden Zell-Clusters verbunden ist. Im Folgenden soll der Begriff Energiespeicherzelle auch das Zell-Cluster umfassen, da diese lediglich Einfluss auf die Kapazität des Wechselakkupacks 10 haben, für die Erfassung der Zellspannungen UCell aber gleichbedeutend sind. Die insbesondere hochohmig ausgestalteten Filterwiderstände 52 können insbesondere im Fehlerfall eine gefährliche Erwärmung der Messeingänge der Multiplexer-Messvorrichtung 50 verhindern.
  • Das Umschalten der Multiplexer-Messvorrichtung 50 erfolgt über eine erste im Wechselakkupack 10 integrierte Überwachungseinheit 56. Diese kann zudem parallel zu den Energiespeicherzellen 46 geschaltete Schaltelemente 58 der SCM-Vorstufe 48 schließen oder öffnen, um auf diese Weise ein so genanntes Balancing der Energiespeicherzellen 46 zur Erzielung einheitlicher Lade- bzw. Entladezustände der einzelnen Energiespeicherzellen 46 zu bewirken. Es ist ebenfalls denkbar, dass die SCM-Vorstufe 48 die gemessenen Zellspannungen UCell direkt an die erste Überwachungseinheit 56 durchreicht, so dass die eigentliche Messung der Zellspannungen UCell direkt von der ersten Überwachungseinheit 56, beispielsweise über entsprechenden Analog-Digital-Umwandler (ADC) durchgeführt wird.
  • Die erste Überwachungseinheit 56 kann als ein integrierter Schaltkreis in Form eines Mikroprozessors, ASICs, DSPs oder dergleichen ausgebildet sein. Ebenso ist aber auch denkbar, dass die Überwachungseinheit 56 aus mehreren Mikroprozessoren oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen mit entsprechender Transistorlogik besteht. Zudem kann die erste Überwachungseinheit 56 einen Speicher zur Speicherung von Betriebsparametern des Wechselakkupacks 10, wie beispielsweise der Spannung UBatt, den Zellspannungen UCell, einer Temperatur T, eines Lade- oder Entladestroms I oder dergleichen aufweisen.
  • Neben der ersten Überwachungseinheit 56 im Wechselakkupack 10 weist das Elektrogerät 16 des Systems eine weitere Überwachungseinheit 60 auf, die entsprechend der ersten Überwachungseinheit 56 ausgebildet sein kann. Die erste und die weitere Überwachungseinheit 56 bzw. 60 können Informationen über einen dritten als Signal- bzw. Datenkontakt 62 ausgebildeten Kontakt 12 der beiden elektromechanischen Schnittstellen 14, 24 vorzugsweise digital austauschen.
  • Die weitere Überwachungseinheit 60 des als Ladegerät 18 ausgebildeten Elektrogeräts 16 steuert eine mit dem ersten und dem zweiten Energieversorgungskontakt 42, 44 der weiteren Schnittstelle 24 verbundene Leistungsendstufe 64, über die der in das Ladegerät 18 eingesteckte Wechselakkupack 10 mit dem Ladestrom I und der dem Wechselakkupack 10 entsprechenden Spannung UBatt geladen werden kann. Zu diesem Zweck ist das Ladegerät 18 bzw. die Leistungsendstufe 64 mit einem nicht gezeigten Netzanschluss versehen. Die an den Energieversorgungskontakten 42, 44 anliegende Spannung UBatt kann über eine Spannungsmessvorrichtung 66 im Ladegerät 18 gemessen und von der weiteren Überwachungseinheit 60 ausgewertet werden. Die Spannungsmessvorrichtung 66 kann auch vollständig oder zum Teil in der Überwachungseinheit 60 integriert sein, beispielsweise in Form eines integrierten ADC.
  • Mittels eines im Wechselakkupack 10 angeordneten ersten Temperatursensors 68, der vorzugsweise als NTC ausgebildet ist und im engen thermischen Kontakt mit mindestens einer der Energiespeicherzellen 46 steht, kann eine Temperatur T1 des Wechselakkupacks 10 bzw. der Energiespeicherzellen 46 gemessen und von der weiteren Überwachungseinheit 60 des Ladegeräts 18 ausgewertet werden. Dazu ist der erste Temperatursensor 68 einerseits über ein im Wechselakkupack 10 integriertes Schaltelement 70, beispielsweise einen Bipolartransistor oder MOSFET, mit dem am zweiten Energieversorgungskontakt 44 anliegenden zweiten Bezugspotential V2, insbesondere mit dem Massepotential GND, und andererseits mit einem als Signal- bzw. Datenkontakt 72 ausgebildeten Kontakt 12 der ersten Schnittstelle 14 des Wechselakkupacks 10 verbunden. Entsprechend ist ein Signal- bzw. Datenkontakt 72 in der weiteren Schnittstelle 24 des Ladegeräts 18 vorgesehen, der mit der weiteren Überwachungseinheit 60 verbunden ist. Weiterhin kann auch eine nicht gezeigte Verbindung zwischen dem Signal- bzw. Datenkontakt 72 der ersten Schnittstelle 14 des Wechselakkupacks 10 und der ersten Überwachungseinheit 56 des Wechselakkupacks 10 bestehen. Darüber könnte die erste Überwachungseinheit 56 feststellen, ob die vom ersten Temperatursensor 68 gemessene Temperatur T1 von der weiteren Überwachungseinheit 60 des Ladegeräts 18 abgefragt wurde. Wäre dies der Fall, könnte die erste Überwachungseinheit 56 automatisch von einem Ruhemodus in einen Betriebsmodus versetzt erden. Würde keine derartige Abfrage erfolgen, könnte der Ruhemodus der ersten Überwachungseinheit 56 aufgrund des reduzierten Ruhestroms deutlich längere Ruhe- und Lagerzeiten des Wechselakkupacks 10 erlauben.
  • Damit das Ladegerät 18 den Wechselakkupack 10 identifizieren und ggf. zum Laden freigeben kann, weist der Wechselakkupack 10 einen ersten Kodierwiderstand 74 auf, der auf einer Seite mit dem am zweiten Energieversorgungskontakt 44 anliegenden zweiten Bezugspotential V2, insbesondere mit dem Massepotential GND, und auf der anderen Seite mit dem als Signal- oder Datenkontakt 62 ausgebildeten dritten Kontakt 12 der ersten Schnittstelle 14 des Wechselakkupacks 10 verbunden ist. Stimmt der Widerstandswert des ersten Kodierwiderstands 74 mit einem in der weiteren Überwachungseinheit 56 des Ladegeräts 60 hinterlegen Wert überein, so gibt das Ladegerät 18 den Ladevorgang frei und lädt den Wechselakkupack 10 entsprechend der in einer Look-Up-Tabelle hinterlegten Ladeparameter, insb. dem Ladestrom I, der Ladespannung UBatt, dem zulässigen Temperaturbereich, etc. auf. Neben dem ersten Kodierwiderstand 74 ist im Wechselakkupack 10 noch ein zweiter Kodierwiderstand 76 vorgesehen, der entsprechend dem ersten Kodierwiderstand 74 mit dem zweiten Bezugspotential V2 und einem weiteren als Signal- bzw. Datenkontakt 78 ausgebildeten Kontakt 12 der ersten Schnittstelle 14 des Wechselakkupacks 10 verbunden ist. Über den zweiten Kodierwiderstand 76 kann ein als elektrischer Verbraucher 22 ausgebildetes Elektrogerät 16 den Entladevorgang des Wechselakkupacks 10 freigeben. Dazu weist der elektrische Verbraucher 22 analog dem Ladegerät 18 eine weitere Überwachungseinheit 60 auf, die über einen als Signal- bzw. Datenkontakt 78 ausgebildeten Kontakt 12 der weiteren Schnittstelle 24 den Widerstandswert des zweiten Kodierwiderstands 76 abfragt und mit einem hinterlegten Wert vergleicht. Stimmen die Werte nicht überein, wird der Entladevorgang des Wechselakkupacks 10 abgebrochen bzw. nicht erlaubt, so dass der elektrische Verbraucher 22 nicht in Betrieb genommen werden kann. Bei Übereinstimmung kann ein Bediener den elektrischen Verbraucher 22 in Betrieb nehmen. Mit besonderem Vorteil erlaubt dies einen Betrieb von Wechselakkupacks 10 unterschiedlicher Leistungsklassen mit gleichen elektromechanischen Schnittstellen 14 bzw. 24. Es versteht sich von selbst, dass die im Ladegerät 18 enthaltende Leistungsendstufe 64 im Falle eines elektrischen Verbrauchers 22 als Antriebseinheit, beispielsweise als ein Elektromotor (ggf. mit entsprechend vorgeschalteter Leistungsendstufe) oder eine andere Energie verbrauchende Einheit ausgebildet ist. Auf die Ausgestaltung einer derartigen Einheit soll hier nicht weiter eingegangen werden, da sie dem Fachmann für unterschiedlichste Arten von elektrischen Verbrauchern 22 hinlänglich bekannt ist und zudem für die Erfindung als solche keine entscheidende Bedeutung hat.
  • Der Wechselakkupack 10 weist zumindest einen weiteren Temperatursensor 80 auf, der mit der ersten Überwachungseinheit 56 verbunden ist. Der weitere Temperatursensor 80 dient zur Überwachung der zumindest einen Energiespeicherzelle 46 und/oder weiterer elektrisch mit der zumindest einen Energiespeicherzelle 46 verbundener Energiespeicherzellen 46. Dazu wird die von dem weiteren Temperatursensors 80 gemessene Temperatur T2 entsprechend von der ersten Überwachungseinheit 56 ausgewertet und der Lade- oder Entladevorgang gemäß dem nachfolgend beschriebenen Verfahren in Verbindung mit der vom ersten Temperatursensor 68 gemessenen Temperatur T1 beeinflusst.
  • In 3 ist ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen, mit dem in 2 beschriebenen System durchführbaren Verfahrens gezeigt. In einem ersten Verfahrensschritt 82 des Verfahrens wird der Wechselakkupack 10 über seine erste, elektromechanische Schnittstelle 14 mit der weiteren, elektromechanischen Schnittstelle 24 des Elektrogeräts 16 verbunden. Nachfolgend soll davon ausgegangen werden, dass das Elektrogerät 16 entsprechend 2 als Ladegerät 18 ausgebildet ist. Das Verfahren kann aber ebenso mit einem System durchgeführt werden, in dem das Elektrogerät 16 als elektrischer Verbraucher 22 oder als Diagnosegerät 20 ausgebildet ist.
  • Zur besseren Übersichtlichkeit werden die auf der linken Seite des Ablaufdiagramms dargestellten Verfahrensschritte im Wechselakkupack 10 und die auf der rechten Seite dargestellten Verfahrensschritte im Ladegerät 18 durchgeführt.
  • Im Verfahrensschritt 84 veranlasst die weitere Überwachungseinheit 60 des Ladegeräts 18 über die als Signal- bzw. Datenkontakt 72 ausgebildeten Kontakte 12 der Schnittstellen 14, 24 die Messung der Temperatur T1 des Wechselakkupacks 10 bzw. der Energiespeicherzellen 46 mittels des ersten Temperatursensors 68 bei geschlossenem Schaltelement 70 im Verfahrensschritt 86. Im Wesentlichen gleichzeitig wird die Temperatur T2 des Wechselakkupacks 10 bzw. der Energiespeicherzellen 46 mittels des zweiten Temperatursensors 80 im Verfahrensschritt 88 gemessen und von der ersten Überwachungseinheit 56 des Wechselakkupacks 10 ausgewertet. Im nachfolgenden Verfahrensschritt 90 wird die vom ersten Temperatursensor 68 gemessene Temperatur T1 durch die weitere Überwachungseinheit 60 ausgewertet.
  • Im Verfahrensschritt 92 überträgt die erste Überwachungseinheit 56 des Wechselakkupacks 10 die von ihr im Verfahrensschritt 88 ausgewertete Temperatur T2 an die zweite Überwachungseinheit 60 des Elektrogeräts 16 über die als Signal- bzw. Datenkontakt 62 ausgebildeten Kontakte 12 der Schnittstelle 14, 24.
  • Im nachfolgenden Verfahrensschritt 94 wertet die zweite Überwachungseinheit die Temperaturwerte T1, T2 aus und passt ggf. den Ladestrom I des Wechselakkupacks 10 im Verfahrensschritt 96 derart an, dass die Spezifikationen der Energiespeicherzellen 46 eingehalten werden. Können die Spezifikationen nicht eingehalten werden, wird der Ladevorgang im Verfahrensschritt 98 unterbrochen oder beendet. Unterscheiden sich die beiden ausgewerteten Temperaturwerte T1, T2, so erfolgt die Anpassung des Ladstroms I nach dem Temperaturwert T1 bzw. T2, für den der jeweils kleinere Ladestrom I zulässig ist bzw. für den der Ladevorgang im Verfahrensschritt 98 beendet werden muss. Alternativ oder ergänzend wird der Ladevorgang des Wechselakkupacks 10 im Verfahrensschritt 98 unterbrochen und/oder ein Fehlerzustand angezeigt, wenn sich die ausgewerteten Temperaturwerte T1, T2 im Verfahrensschritt 96 um mehr als einen ersten Temperatur-Schwellenwert TS1, insbesondere um mehr als 10 Kelvin, unterscheiden.
  • In einem Verfahrensschritt 100, der parallel oder sequentiell zu den Verfahrensschritten 94 und 96 ablaufen kann, trennt die erste Überwachungseinheit 56 den ersten Temperatursensor 68 über das im Wechselakkupack 10 integrierte Schaltelement 70 vom zweiten Bezugspotential V2, insbesondere vom Massepotential GND, wenn die gemessene Temperatur T2 des zweiten Temperatursensors 80 einen weiteren Temperatur-Schwellenwert TS2, beispielsweise 60 °C, überschritten hat. Das Abschalten des ersten Temperatursensors 68 kann von der weiteren Überwachungseinheit 60 im Ladegerät 16 direkt über den Signal- bzw. Datenkontakt 72 detektiert werden, so dass diese ihrerseits den Ladvorgang des Wechselakkupacks 10 ab- oder unterbricht und/oder einen entsprechenden Fehlerzustand am Ladegerät 18 anzeigt.
  • In einem nachfolgenden Verfahrensschritt 102 wird von der ersten Überwachungseinheit 56 eine Information über das Trennen des ersten Temperatursensors 68 von dem zweiten Bezugspotential V2 an die weitere Überwachungseinheit 60 des Elektrogeräts 16 übertragen, wonach die weitere Überwachungseinheit 60 den Ladevorgang des Wechselakkupacks 10 im Verfahrensschritt 98 ab- oder unterbricht und/oder einen entsprechenden Fehlerzustand am Ladegerät 18 anzeigt. Dazu verfügt das Ladegerät 18 über eine entsprechende, nicht näher gezeigte Anzeige in Form einer LED, eines Displays und/oder optischen Signalgebers. Ist das Elektrogerät 18 als ein Diagnosegerät 20 oder ein elektrischer Verbraucher 22 ausgestaltet, so kann die Anzeige ergänzend oder alternativ auch als ein haptischer Signalgeber, beispielsweise in Gestalt eines Vibrationsmotors, ausgebildet sein. Bei einem elektromotorisch angetriebenen, elektrischen Verbraucher 22 ist auch denkbar, dass ein Antriebsmotor für ein Einsatzwerkzeug als haptischer und/oder akustischer Signalgeber dient.
  • Es sei abschließend noch darauf hingewiesen, dass die gezeigten Ausführungsbeispiele weder auf die 1 bis 3 noch auf die darin gezeigte Anzahl und Art der Wechselakkupacks 10 und Elektrogeräte 16 beschränkt ist. Entsprechendes gilt für die Anzahl der Energiespeicherzellen 46. Zudem sind die gezeigten Ausgestaltungen der Schnittstellen 14, 24 sowie die Anzahl ihrer Kontakte 12 nur exemplarisch zu verstehen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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    • DE 102016209822 A1 [0004]

Claims (12)

  1. Verfahren zur Erfassung von elektrischen Fehlerzuständen zumindest einer Energiespeicherzelle (46) eines Wechselakkupacks (10) mittels einer ersten im Wechselakkupack (10) integrierten Überwachungseinheit (56) und mindestens zweier im Wechselakkupack (10) integrierter Temperatursensoren (68, 80), dadurch gekennzeichnet, dass in einem Verfahrensschritt (90) in einem mit dem Wechselakkupack (10) elektrisch verbindbaren Elektrogerät (16), insbesondere einem Ladegerät (18), einem Diagnosegerät (20) oder einem elektrischen Verbraucher (22), die gemessene Temperatur (T1) eines ersten (68) der zumindest zwei Temperatursensoren (68, 80) durch eine weitere Überwachungseinheit (60) des Elektrogeräts (16) ausgewertet wird und im Wesentlichen gleichzeitig in einem Verfahrensschritt (88) die gemessene Temperatur (T2) eines zweiten (80) der zumindest zwei Temperatursensoren (68, 80) durch die erste Überwachungseinheit (56) des Wechselakkupacks (10) ausgewertet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem nachfolgenden Verfahrensschritt (92) die von der ersten Überwachungseinheit (56) des Wechselakkupacks (10) ausgewertete Temperatur (T2) an die zweite Überwachungseinheit (60) des Elektrogeräts (16) übertragen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturwerte (T1, T2) in einem nachfolgenden Verfahrensschritt (94) von der zweiten Überwachungseinheit (60) ausgewertet werden und in Abhängigkeit davon der Lade- oder Entladestrom des Wechselakkupacks (10) angepasst wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lade- oder Entladestrom (I) des Wechselakkupacks (10) in dem Verfahrensschritt (96) an denjenigen der ausgewerteten Temperaturwerte (T1, T2) angepasst wird, nach dem der jeweils kleinere Lade- oder Entladestrom (I) zulässig ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem nachfolgenden Verfahrensschritt (98) der Lade- oder Entladevorgang des Wechselakkupacks (10) unterbrochen und/oder ein Fehlerzustand angezeigt wird, wenn sich die ausgewerteten Temperaturwerte (T1, T2) um mehr als einen ersten Temperatur-Schwellenwert (TS1), insbesondere um mehr als 10 Kelvin, unterscheiden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Verfahrensschritt (100) der erste Temperatursensor (68) durch die erste Überwachungseinheit (56) über ein im Wechselakkupack (10) integriertes Schaltelement (70) von einem Bezugspotential (V2), insbesondere einem Massepotential (GND), getrennt wird, wenn die gemessene Temperatur (T2) des zweiten Temperatursensors (80) einen weiteren Temperatur-Schwellenwert (TS2), insbesondere 60 °C, überschritten hat.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem nachfolgenden Verfahrensschritt (102) von der ersten Überwachungseinheit (56) eine Information über das Trennen des ersten Temperatursensors (68) von dem Bezugspotential (V2) an die weitere Überwachungseinheit (60) des Elektrogeräts (16) übertragen wird und dass der Lade- oder Entladevorgang des Wechselakkupacks (10) durch die weitere Überwachungseinheit (60) ab- oder unterbrochen und/oder ein Fehlerzustand angezeigt wird.
  8. System umfassend einen Wechselakkupack (10) mit einer ersten Überwachungseinheit (56), mindestens zwei Temperatursensoren (68, 80) und einer ersten, eine Mehrzahl elektrischer Kontakte (12) aufweisenden elektromechanischen Schnittstelle (14), sowie ein Elektrogerät (16), insbesondere ein Ladegerät (18), ein Diagnosegerät (20) oder einen elektrischen Verbraucher (22), mit einer weiteren Überwachungseinheit (60) und einer weiteren, eine Mehrzahl elektrischer Kontakte (12) aufweisenden elektromechanischen Schnittstelle (24), wobei jeweils ein erster der elektrischen Kontakte (12) der Schnittstellen (14, 24) als ein mit einem ersten Bezugspotential (V1), vorzugsweise einem Versorgungspotential (V+), beaufschlagbarer Energieversorgungskontakt (42), jeweils ein zweiter der elektrischen Kontakte (12) der Schnittstellen (14, 24) als ein mit einem zweiten Bezugspotential (V2), vorzugsweise einem Massepotential (GND), beaufschlagbarer Energieversorgungskontakt (44), jeweils ein dritter der elektrischen Kontakte (12) der Schnittstellen (12, 24) als ein Signal- bzw. Datenkontakt (62) zum Datenaustausch der ersten und der weiteren Überwachungseinheit (56, 60) und jeweils ein vierter der elektrischen Kontakte (12) der Schnittstellen (14, 24) als ein Signal- bzw. Datenkontakt (72) zur Übertragung eines Temperatursignals (T1) eines der Temperatursensoren (68) an die weitere Überwachungseinheit (60) des Elektrogeräts (16) ausgebildet ist, und wobei die elektrischen Kontakte (12) der ersten und der weiteren Schnittstelle (14, 24) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche verbindbar sind.
  9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselakkupack (10) ein Schaltelement (70) aufweist, das im geschlossenen Zustand einen ersten der Temperatursensoren (68) mit dem zweiten Bezugspotential (V2) des zweiten Energieversorgungskontakts (44) verbindet und im geöffneten Zustand von diesem trennt.
  10. Wechselakkupack (10) mit zumindest einer Energiespeicherzelle (46), einer Überwachungseinheit (56), einem ersten Temperatursensor (68), und einer eine Mehrzahl elektrischer Kontakte (12) aufweisenden elektromechanischen Schnittstelle (14) zur Verbindung mit einem Elektrogerät (16), insbesondere einem Ladegerät (18), einem Diagnosegerät (20) oder einem elektrischen Verbraucher (22), wobei ein erster der elektrischen Kontakte (12) der Schnittstelle (14) als ein mit einem ersten Bezugspotential (V1), vorzugsweise einem Versorgungspotential (V+), beaufschlagter Energieversorgungskontakt (42), ein zweiter der elektrischen Kontakte (12) der Schnittstelle (14) als ein mit einem zweiten Bezugspotential (V2), vorzugsweise einem Massepotential (GND), beaufschlagter Energieversorgungskontakt (44), ein dritter der elektrischen Kontakte (12) der Schnittstelle (14) als ein Signal- bzw. Datenkontakt (62) der Überwachungseinheit (56) und ein vierter der elektrischen Kontakte (12) der Schnittstelle (14) zur Überwachung der zumindest einen Energiespeicherzelle (46) als ein Signal- bzw. Datenkontakt (72) des ersten Temperatursensors (68) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselakkupack (10) zumindest einen weiteren Temperatursensor (80) aufweist, der mit der Überwachungseinheit (56) verbunden ist.
  11. Wechselakkupack (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Temperatursensor (80) zur Überwachung der zumindest einen Energiespeicherzelle (46) und/oder weiterer elektrisch mit der zumindest einen Energiespeicherzelle (46) verbundener Energiespeicherzellen (46) dient.
  12. Wechselakkupack (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit (56) ein Schaltelement (70) des Wechselakkupacks (10) derart ansteuert, dass es im geschlossenen Zustand den ersten Temperatursensor (68) mit dem zweiten Bezugspotential (V2) des zweiten Energieversorgungskontakts (44) verbindet und im geöffnet Zustand von diesem trennt.
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