DE202017007322U1

DE202017007322U1 - Batterie, Klemme und Ladesystem

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Publication number: DE202017007322U1
Application number: DE202017007322.6U
Authority: DE
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2016-09-20
Filing date: 2017-07-14
Publication date: 2020-10-15
Anticipated expiration: 2027-07-15
Also published as: EP3512067B1; US20190222039A1; JP7267325B2; US10797493B2; CN107231015B; CN110365074B; CN107231015A; EP4277081A2; US20220376521A1; US11444470B2; WO2018054143A1; EP3512067A1; CN110365074A; US11962176B2; EP3512067A4; US20200350772A1; JP2019530413A; JP2021093907A; JP6833984B2; ES2955845T3

Abstract

Batterie, wobei die Batterie einen Batterieladeanschluss, einen Batterieentladeanschluss, einen negativen Batterieanschluss, eine integrierte Schutzschaltung, einen Steuerschalter und eine elektrochemische Zelle umfasst, wobei
der Batterieladeanschluss und der Batterieentladeanschluss voneinander unabhängige Anschlüsse sind;
der Batterieladeanschluss mit einer ersten Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist, eine zweite Elektrode der elektrochemischen Zelle mit einem ersten Ende des Steuerschalters verbunden ist;
die integrierte Schutzschaltung mit einem dritten Ende des Steuerschalters verbunden ist; und
der Batterieentladeanschluss mit der ersten Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist;
wobei der Batterieladeanschluss unter Verwendung eines Ladeverbindungskabels verbunden ist und die Batterieentladeöffnung unter Verwendung eines Entladeverbindungskabels verbunden ist, das Ladeverbindungskabel eine höhere Spezifikation als das Entladekabel aufweist, das Ladeverbindungskabel des Ladepfades vergleichsweise breiter und dicker ist, um eine reduzierte Kabelimpedanz bereitzustellen.

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf Ladetechnologien, insbesondere auf eine Batterie, ein Endgerät und ein Ladesystem.
HINTERGRUND
Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technik werden die Funktionen von Endgeräts immer leistungsfähiger. Die Benutzer können mit Hilfe von Endgeräten arbeiten und Spaß haben, und zwar in einem solchen Maße, dass die Endgeräte zu einem integralen Bestandteil des täglichen Lebens der Menschen geworden sind. Da die Batterielebensdauer eines Endgeräts jedoch begrenzt ist, muss ein Benutzer das Endgerät ständig aufladen.
Es ist zu beachten, dass ein Endgerät derzeit in der Regel mit einer Lithium-Ionen-Batterie ausgestattet ist, und während der Verwendung der Lithium-Ionen-Batterie muss eine Schutzschaltung vorgesehen werden, um den Lade- und Entladezustand der Lithium-Ionen-Batterie wirksam zu überwachen und eine Lade- und Entladeschleife in einem unsicheren Zustand zu unterbrechen und dadurch eine Beschädigung der Lithium-Ionen-Batterie im Voraus zu verhindern. Zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Strukturaufbau der Lithium-Ionen-Batterie und dem Schutz durch eine Batterieschutzplatte wird in einem Lade- und Entladeschaltkreis der Lithium-Ionen-Batterie ein Sicherheitsschutzelement der Stufe 2 (z.B. ein Überstromschutzelement) verwendet, um den Sicherheitsschutz während des Ladens und Entladens der Lithium-Ionen-Batterie zu verstärken.
Zum Beispiel wird ein Stromanschluss normalerweise mit einer Leistung von nicht mehr als 20 W geladen, und der Ladestrombereich beträgt 1 A bis 4 A. Wenn das Endgerät geladen wird, ist die Impedanzerwärmung eines Level-2-Schutzelements in einem Ladestromkreis nicht offensichtlich, und ein Ladespannungsverlust ist nicht groß. Daher kann eine Sicherheitsanforderung an den Schutz beim Ladevorgang erfüllt werden. Bei einer Erhöhung der Energiedichte einer Batterie und einer Erhöhung der Konfiguration der Batteriekapazität muss jedoch zur Realisierung einer Schnellladung ein höherer Ladestrom in eine Ladeschaltung einer Lithium-Ionen-Batterie eingeleitet werden.
Wie in 1 dargestellt, zeigt 1 einen spezifischen Lade- und Entladepfad im Stand der Technik. Wenn eine Batterie mit einem externen Ladegerät geladen wird, erreicht ein Strom eine elektrochemische Zelle durch Elemente wie ein Überstromschutzelement und einen Steuerschalter. Wenn die Batterie eine Endgerätlast mit Strom versorgt, erreicht ein Strom die Endgerätlast über den Steuerschalter, das Überstromschutzelement und eine Leistungsumwandlungsschaltung. Aus dem Vorstehenden kann gelernt werden, dass sowohl beim Laden als auch beim Entladen der Batterie Elemente wie das Überstromschutzelement und der Steuerschalter verwendet werden müssen. In einem Hochstrom-Szenario, z.B. bei einer Schnellladung (z.B. 9 V 4,4 A oder 5 V 8 A) mit einer Leistung von 40 W, übersteigt der Ladestrom 4 A oder erreicht sogar 8 A. Ein solch großer Strom verursacht große Wärmeverluste, wenn er durch ein Überstromschutzelement fließt, was zu einer starken Erwärmung des Überstromschutzelements führt. Dies kann ein Sicherheitsproblem für Lithium-Ionen-Batterien darstellen und weitere Unannehmlichkeiten für die Benutzer mit sich bringen.
Das chinesische Patentdokument CN104953168A , das am 30. September 2015 veröffentlicht wurde, offenbart eine Lithium-Ionen-Batterie, die einen Batteriepack, ein Batterieschutzsystem und eine Batterieschale umfasst, wobei die Batterieschale einen Schalenkörper sowie eine obere Endabdeckung und eine untere Endabdeckung umfasst, die jeweils an zwei Enden des Schalenkörpers angeordnet sind.
ZUSAMMENFASSUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung stellen eine Batterie, ein Endgerät und ein Ladesystem zur Verfügung, um das Endgerät sicher und schnell zu laden und dadurch die Benutzererfahrung zu verbessern.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Anmeldung sieht eine Batterie vor, und die Batterie umfasst einen Batterieladeanschluss, einen Batterieentladeanschluss, einen negativen Batterieanschluss, ein Überstromschutzelement, eine integrierte Schutzschaltung, einen Steuerschalter und eine elektrochemische Zelle, wobei der Batterieladeanschluss und der Batterieentladeanschluss unterschiedliche Anschlüsse sind, und es ist zu beachten, dass die integrierte Schutzschaltung kurz als Schutz-IC bezeichnet werden kann;
der Batterieladeanschluss mit einer positiven Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist, eine negative Elektrode der elektrochemischen Zelle mit einem ersten Ende des Steuerschalters verbunden ist und ein zweites Ende des Steuerschalters mit der negativen Batterieöffnung verbunden ist;
der Schutz-IC mit der positiven Elektrode und der negativen Elektrode der elektrochemischen Zelle parallel geschaltet ist, und der Schutz-IC ferner mit einem dritten Ende des Steuerschalters verbunden ist; und
die Batterieentladungsöffnung mit einem ersten Ende des Überstromschutzelements verbunden ist, und ein zweites Ende des Überstromschutzelements mit der positiven Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist.
In Bezug auf den ersten Aspekt ist zu beachten, dass, wenn sich die Batterie im Ladezustand befindet,
ein Strom durch der Batterieladeanschluss in die Batterie eintritt und zur elektrochemischen Zelle fließt, wobei
der Schutz-IC so konfiguriert ist, dass er: einen Stromwert eines Ladestroms und eine Spannungswert einer Ladespannung erfasst; und wenn der Stromwert kleiner als ein erster Stromschwellenwert und der Spannungswert kleiner als ein erster Spannungsschwellenwert ist, einen Einschaltbefehl an den Steuerschalter sendet; oder wenn der Stromwert größer als ein erster Stromschwellenwert oder der Spannungswert größer als ein erster Spannungsschwellenwert ist, einen Ausschaltbefehl an den Steuerschalter sendet; und
der Steuerschalter so konfiguriert ist, dass er: beim Empfang des vom Schutz-IC gesendeten Einschaltbefehls das Einschalten des Schalters durchführt, um den Ladestrom zur elektrochemischen Zelle fließen zu lassen; oder beim Empfang des vom Schutz-IC gesendeten Ausschaltbefehls das Ausschalten des Schalters durchführt, um einen Ladepfad abzuschalten.
In Bezug auf den ersten Aspekt ist zu beachten, dass, wenn sich die Batterie in einem Entladezustand befindet,
ein Strom aus der elektrochemischen Zelle herausfließt, durch das Überstromschutzelement die Batterieentladungsöffnung erreicht und aus der Batterieentladungsöffnung herausfließt, wobei
der Schutz-IC so konfiguriert ist, dass er: einen Stromwert eines Entladestroms und einen Spannungswert einer Entladespannung erfasst; und wenn der Stromwert größer als ein zweiter Stromschwellenwert oder der Spannungswert größer als ein zweiter Spannungsschwellenwert ist, einen Abschaltbefehl an den Steuerschalter sendet;
der Steuerschalter so konfiguriert ist, dass er, wenn er den von der Schutz-IC gesendeten Abschaltbefehl empfängt, den Schalter ausschaltet, um einen Entladungspfad abzuschalten; und
das Überstromschutzelement ist so konfiguriert, dass es: erkennt, ob der Stromwert des Entladestroms einen dritten Stromschwellenwert überschreitet; und wenn der
Stromwert des Entladestroms den dritten Stromschwellenwert überschreitet, den Entladepfad abschaltet.
Mit Bezug auf den ersten Aspekt ist zu beachten, dass der Schutz-IC parallel zu den beiden Enden der elektrochemischen Zelle geschaltet ist und Spannungen an den beiden Enden der elektrochemischen Zelle messen kann.
Um die Spannungen an den beiden Enden der elektrochemischen Zelle genau zu messen, ist ferner eine Filterschaltung zwischen dem Schutz-IC und der elektrochemischen Zelle geschaltet;
die Filterschaltung enthält einen ersten Widerstand und einen Kondensator; und der Schutz-IC enthält einen positiven Energiequellen-Eingangsanschluss und einen negativen Energiequellen-Eingangsanschluss, wobei
ein erstes Ende des ersten Widerstandes mit der positiven Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist, ein zweites Ende des ersten Widerstandes mit einem ersten Ende des Kondensators verbunden ist und ein zweites Ende des Kondensators mit der negativen Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist; und
der positive Energiequellen-Eingangsanschluss mit dem ersten Ende des Kondensators und der negative Energiequellen-Eingangsanschluss mit dem zweiten Ende des Kondensators verbunden ist.
Weiterhin ist zu beachten, dass der Schutz-IC ferner einen Stromerfassungsanschluss enthält; und der Stromerfassungsanschluss ist mit einem zweiten Widerstand mit dem negativen Anschluss der Batterie verbunden.
In Bezug auf den ersten Aspekt ist zu beachten, dass der Schutz-IC einen Lade-Steueranschluss und einen Entlade-Steueranschluss enthält; und der Steuerschalter enthält einen ersten MOS-Transistor und einen zweiten MOS-Transistor, wobei
der Ladesteueranschluss so konfiguriert ist, dass er ein Steuersignal an den ersten MOS-Transistor sendet, um das Ein- und Ausschalten des ersten MOS-Transistors zu steuern; und
der Entlade-Steueranschluss so konfiguriert ist, dass er ein Steuersignal an den zweiten MOS-Transistor sendet, um das Ein- und Ausschalten des zweiten MOS-Transistors zu steuern.
Insbesondere ist ein erstes Ende des ersten MOS-Transistors mit der negativen Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden, ein zweites Ende des ersten MOS-Transistors ist mit einem ersten Ende des zweiten MOS-Transistors verbunden und ein drittes Ende des ersten MOS-Transistors ist mit dem Ladesteueranschluss verbunden; und ein zweites Ende des zweiten MOS-Transistors ist mit dem negativen Anschluss der Batterie verbunden, und ein drittes Ende des zweiten MOS-Transistors ist mit dem Entlade-Steueranschluss verbunden.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Anmeldung offenbart eine weitere Batterie, und die Batterie umfasst einen Batterieladeanschluss, einen Batterieentladeanschluss, einen negativen Batterieanschluss, ein Überstromschutzelement, einen Schutz-IC, einen ersten Steuerschalter, einen zweiten Steuerschalter und eine elektrochemische Zelle, wobei der Batterieladeanschluss und der Batterieentladeanschluss voneinander unabhängige Anschlüsse sind;
der Batterieladeanschluss mit einem ersten Ende des ersten Steuerschalters verbunden ist, ein zweites Ende des ersten Steuerschalters mit einer positiven Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist und ein drittes Ende des ersten Steuerschalters mit dem Schutz-IC verbunden ist;
eine negative Elektrode der elektrochemischen Zelle mit dem negativen Anschluss der Batterie verbunden ist;
der Schutz-IC parallel zu zwei Enden der elektrochemischen Zelle geschaltet ist; und die Batterieentladungsöffnung mit einem ersten Ende des Überstromschutzelements verbunden ist, ein zweites Ende des Überstromschutzelements mit einem ersten Ende des zweiten Steuerschalters verbunden ist, ein zweites Ende des zweiten Steuerschalters mit der positiven Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist und ein drittes Ende des zweiten Steuerschalters mit dem Schutz-IC verbunden ist.
In Bezug auf den zweiten Aspekt ist zu beachten, dass, wenn sich die Batterie in einem Ladezustand befindet,
ein Strom durch den Batterieladeanschluss in die Batterie eintritt und durch den ersten Steuerschalter in die elektrochemische Zelle fließt, wobei
der Schutz-IC konfiguriert ist, um: einen Stromwert eines Ladestroms und einen Spannungswert einer Ladespannung zu erfassen; und wenn der Stromwert kleiner als ein erster Stromschwellenwert und der Spannungswert kleiner als ein erster Spannungsschwellenwert ist, einen Einschaltbefehl an den ersten Steuerschalter zu senden; oder wenn der Stromwert größer als ein erster Stromschwellenwert oder der Spannungswert größer als ein erster Spannungsschwellenwert ist, einen Ausschaltbefehl an den ersten Steuerschalter zu senden; und
der erste Steuerschalter so konfiguriert ist, dass er: beim Empfang des vom Schutz-IC gesendeten Einschaltbefehls das Einschalten des Schalters durchführt, damit der Ladestrom zur elektrochemischen Zelle fließen kann; oder beim Empfang des vom
Schutz-IC gesendeten Ausschaltbefehls das Ausschalten des Schalters durchführt, um einen Ladungspfad zu unterbrechen.
In Bezug auf den zweiten Aspekt ist zu beachten, dass, wenn sich die Batterie in einem Entladezustand befindet,
ein Strom aus der elektrochemischen Zelle herausfließt, durch den zweiten Steuerschalter und das Überstromschutzelement die Batterieentladungsöffnung erreicht und aus der Batterieentladungsöffnung herausfließt, wobei
der Schutz-IC so konfiguriert ist, dass er: einen Stromwert eines Entladestroms und einen Spannungswert einer Entladespannung erfasst; und wenn der Stromwert größer als ein zweiter Stromschwellenwert oder der Spannungswert größer als ein zweiter Spannungsschwellenwert ist, einen Abschaltbefehl an den zweiten Steuerschalter sendet;
der zweite Steuerschalter so konfiguriert ist, dass er, wenn er den von der Schutz-IC gesendeten Abschaltbefehl empfängt, den Schalter ausschaltet, um einen Entladungspfad abzuschalten; und
das Überstromschutzelement ist so konfiguriert, dass es: erkennt, ob der Stromwert des Entladestroms einen dritten Stromschwellenwert überschreitet; und wenn der Stromwert des Entladestroms den dritten Stromschwellenwert überschreitet, den Entladepfad abschaltet.
In Bezug auf den zweiten Aspekt ist zu beachten, dass der Schutz-IC einen Ladekontrollanschluss und einen Entladekontrollanschluss umfasst; und
das dritte Ende des ersten Steuerschalters mit dem Lade-Steueranschluss und das dritte Ende des zweiten Steuerschalters mit dem Entlade-Steueranschluss verbunden ist.
In Bezug auf den zweiten Aspekt ist zu beachten, dass zwischen dem Schutz-IC und der elektrochemischen Zelle noch ein Filterkreis geschaltet ist;
die Filterschaltung einen ersten Widerstand und einen Kondensator enthält; und der Schutz-IC einen positiven Energiequellen-Eingangsanschluss und einen negativen Energiequellen-Eingangsanschluss enthält, wobei
ein erstes Ende des Widerstands mit der positiven Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist, ein zweites Ende des Widerstands mit einem ersten Ende des Kondensators verbunden ist und ein zweites Ende des Kondensators ist mit der negativen Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden; und
der positive Energiequellen-Eingangsanschluss mit dem ersten Ende des Kondensators und der negative Energiequellen-Eingangsanschluss mit dem zweiten Ende des Kondensators verbunden ist.
In Bezug auf den zweiten Aspekt ist zu beachten, dass der erste Steuerschalter ein MOS-Transistor sein kann und der zweite Steuerschalter ebenfalls ein MOS-Transistor sein kann.
Bezüglich des zweiten Aspekts ist zu beachten, dass der Schutz-IC ferner einen Stromerfassungsanschluss aufweist, der Stromerfassungsanschluss über einen zweiten Widerstand mit dem negativen Anschluss der Batterie verbunden ist und der Schutz-IC über den Stromerfassungsanschluss einen Ladestromwert und einen Entladestromwert erkennen kann.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Anmeldung offenbart eine weitere Batterie, und die Batterie umfasst einen Batterieladeanschluss, einen Batterieentladeanschluss, einen negativen Batterieanschluss, ein Überstromschutzelement, einen Schutz-IC, einen Steuerschalter und eine elektrochemische Zelle, wobei der Batterieladeanschluss und der Batterieentladeanschluss voneinander unabhängige Anschlüsse sind;
der Batterieladeanschluss mit einem ersten Ende des Steuerschalters verbunden ist, und ein zweites Ende des Steuerschalters mit einer positiven Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist;
eine negative Elektrode der elektrochemischen Zelle ist mit dem negativen Anschluss der Batterie verbunden;
der Schutz-IC parallel zu zwei Enden der elektrochemischen Zelle geschaltet ist, und der Schutz-IC ferner mit einem dritten Ende des Steuerschalters verbunden ist; und der Batterieentladungsanschluss mit einem ersten Ende des Überstromschutzelements verbunden ist und ein zweites Ende des Überstromschutzelements mit dem ersten Ende des Steuerschalters verbunden ist.
In Bezug auf den dritten Aspekt ist zu beachten, dass, wenn sich die Batterie in einem Ladezustand befindet, der Überstromschutzschalter mit dem ersten Ende des Steuerschalters verbunden ist,
ein Strom durch den Batterieladeanschluss in die Batterie eintritt und durch den Steuerschalter in die elektrochemische Zelle fließt, wobei
der Schutz-IC konfiguriert ist, um: einen Stromwert eines Ladestroms und einen Spannungswert einer Ladespannung zu erfassen; und wenn der Stromwert kleiner als ein erster Stromschwellenwert und der Spannungswert kleiner als ein erster Spannungsschwellenwert ist, einen Einschaltbefehl an den Steuerschalter zu senden; oder wenn der Stromwert größer als ein erster Stromschwellenwert oder der Spannungswert größer als ein erster Spannungsschwellenwert ist, einen Ausschaltbefehl an den Steuerschalter zu senden; und
der Steuerschalter so konfiguriert ist, dass er: beim Empfang des vom Schutz-IC gesendeten Einschaltbefehls das Einschalten des Schalters durchführt, um den Ladestrom zur elektrochemischen Zelle fließen zu lassen; oder beim Empfang des vom Schutz-IC gesendeten Ausschaltbefehls das Ausschalten des Schalters durchführt, um einen Ladepfad abzuschalten.
In Bezug auf den dritten Aspekt ist zu beachten, dass, wenn sich die Batterie in einem Entladezustand befindet,
ein Strom aus der elektrochemischen Zelle herausfließt, durch den Steuerschalter und das Überstromschutzelement die Batterieentladungsöffnung erreicht und aus der Batterieentladungsöffnung herausfließt, wobei
der Schutz-IC so konfiguriert ist, dass er: einen Stromwert eines Entladestroms und einen Spannungswert einer Entladespannung erfasst; und wenn der Stromwert größer als ein zweiter Stromschwellenwert oder der Spannungswert größer als ein zweiter Spannungsschwellenwert ist, einen Abschaltbefehl an den Steuerschalter sendet;
der Steuerschalter so konfiguriert ist, dass er, wenn er den von der Schutz-IC gesendeten Abschaltbefehl empfängt, den Schalter ausschaltet, um einen Entladungspfad abzuschalten; und
das Überstromschutzelement ist so konfiguriert, dass es: erkennt, ob der Stromwert des Entladestroms einen dritten Stromschwellenwert überschreitet; und wenn der Stromwert des Entladestroms den dritten Stromschwellenwert überschreitet, den Entladepfad abschaltet.
In Bezug auf den dritten Aspekt ist zu beachten, dass der Steuerschalter einen ersten Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor, MOS-Transistor, und einen zweiten MOS-Transistor enthält; und
der Schutz-IC einen Ladekontrollanschluss und einen Entladekontrollanschluss umfasst, wobei
ein erstes Ende des ersten MOS-Transistors mit dem zweiten Ende des Überstromschutzelements verbunden ist, und das erste Ende des ersten MOS-Transistors ferner mit dem Batterieladeanschluss verbunden ist;
ein zweites Ende des ersten MOS-Transistors mit einem ersten Ende des zweiten MOS-Transistors verbunden ist, und ein drittes Ende des ersten MOS-Transistors mit dem Ladesteueranschluss verbunden ist; und
ein zweites Ende des zweiten MOS-Transistors mit der positiven Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist, und ein drittes Ende des zweiten MOS-Transistors mit dem Entlade-Steueranschluss verbunden ist.
In Bezug auf den dritten Aspekt ist zu beachten, dass zwischen dem Schutz-IC und der elektrochemischen Zelle noch eine Filterschaltung angeschlossen ist;
die Filterschaltung einen ersten Widerstand und einen Kondensator enthält; und der Schutz-IC einen positiven Energiequellen-Eingangsanschluss und einen negativen Energiequellen-Eingangsanschluss enthält, wobei
ein erstes Ende des ersten Widerstandes mit der positiven Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist, ein zweites Ende des ersten Widerstandes mit einem ersten Ende des Kondensators verbunden ist und ein zweites Ende des Kondensators mit der negativen Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist; und
der positive Energiequellen-Eingangsanschluss mit dem ersten Ende des Kondensators und der negative Energiequellen-Eingangsanschluss mit dem zweiten Ende des Kondensators verbunden ist.
In Bezug auf den dritten Aspekt ist zu beachten, dass der Schutz-IC ferner einen Stromerfassungsanschluss enthält, der Stromerfassungsanschluss mit dem negativen Anschluss der Batterie unter Verwendung eines zweiten Widerstands verbunden ist und der Schutz-IC unter Verwendung der Stromerfassungsanschluss einen Wert eines Ladestroms und einen Wert eines Entladestroms erfassen kann.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Anmeldung offenbart ein Endgerät, wobei das Endgerät einen Ladeanschluss, eine Last und einen Lade- und Entladeschaltkreis des Endgeräts umfasst, und die Batterie gemäß einem der ersten bis dritten Aspekte, wobei,
die Lade- und Entladeschaltung eine Detektionsschaltung, eine Schutzschaltung und eine Leistungsumwandlungsschaltung enthält;
die Erfassungsschaltung mit dem Ladeanschluss des Endgeräts verbunden ist, die Erfassungsschaltung ferner mit der Schutzschaltung verbunden ist und die Schutzschaltung ferner mit dem Batterieladeanschluss verbunden ist; und
die Leistungsumwandlungsschaltung mit der Last verbunden ist und die Leistungsumwandlungsschaltung ferner mit dem Batterieentladeanschluss verbunden ist, wobei
wenn sich das Endgerät in einem Ladezustand befindet, ein Ladestrom durch die Ladeöffnung des Endgeräts in das Endgerät eintritt und durch die Detektionsschaltung, die Schutzschaltung und den Steuerschalter in die elektrochemische Zelle gelangt; und, wenn sich das Endgerät in einem Entladungszustand befindet, ein Entladungspfad aus der elektrochemischen Zelle herausfließt und über den Steuerschalter, das Überstromschutzelement und die Leistungsumwandlungsschaltung zur Last fließt.
In Bezug auf den vierten Aspekt ist zu beachten, dass,
wenn sich das Endgerät im Ladezustand befindet,
die Erfassungsschaltung so konfiguriert ist, dass sie: einen Stromwert des Ladestroms und einen Spannungswert des Ladestroms erfasst und den Stromwert des Ladestroms und den Spannungswert des Ladestroms an die Schutzschaltung sendet; und die Schutzschaltung so konfiguriert ist, dass sie: feststellt, ob der Stromwert des Ladestroms größer als eine erste Schutzschwelle und der Spannungswert des Ladestroms größer als eine zweite Schutzschwelle ist; und einen Ladepfad abschaltet, wenn der Stromwert des Ladestroms größer als die erste Schutzschwelle oder der Spannungswert des Ladestroms größer als die zweite Schutzschwelle ist.
In Bezug auf den vierten Aspekt ist zu beachten, dass,
wenn sich das Endgerät im Entladezustand befindet,
die Leistungsumwandlungsschaltung so konfiguriert ist, dass sie: einen Entladestrom und eine Entladespannung empfängt, die von der Batterie geliefert werden, und den Entladestrom und die Entladespannung gemäß einem voreingestellten Verhältnis umwandelt, so dass eine Spannung und ein Strom bereitgestellt werden, die nach der Umwandlung an die Last erhalten werden.
Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Anmeldung offenbart ein Ladesystem, wobei das Ladesystem ein Ladegerät, ein Verbindungskabel und das Endgerät gemäß dem vierten Aspekt umfasst, wobei das Ladegerät unter Verwendung des Verbindungskabels mit dem Endgerät verbunden ist.
Aus dem Vorstehenden kann gelernt werden, dass die technischen Lösungen der vorliegenden Anmeldung die Batterie, das Endgerät und das Ladesystem bereitstellen. Die Batterie umfasst den Batterieladeanschluss, den Batterieentladeanschluss, den negativen Batterieanschluss, das Überstromschutzelement, den Schutz-IC, den Steuerschalter und die elektrochemische Zelle, wobei der Batterieladeanschluss und der Batterieentladeanschluss voneinander unabhängige Anschlüsse sind; der Batterieladeanschluss ist mit der positiven Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist, die negative Elektrode der elektrochemischen Zelle mit dem ersten Ende des Steuerschalters verbunden ist und das zweite Ende des Steuerschalters mit dem negativen Batterieanschluss verbunden ist; der Schutz-IC parallel zu den beiden Enden der elektrochemischen Zelle geschaltet ist, und der Schutz-IC ferner mit dem dritten Ende des Steuerschalters verbunden ist; und der Batterieentladeanschluss mit dem ersten Ende des Überstromschutzelements verbunden ist, und das zweite Ende des Überstromschutzelements mit der positiven Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist. Die in der vorliegenden Anmeldung vorgesehene Batterie hat sowohl einen Lade- als auch einen Entladepfad. Mit Hilfe des Ladepfads kann eine schnelle Hochstromladung am Endgerät sicher durchgeführt werden, ohne eine starke Erwärmung des Überstromschutzelements zu verursachen, wodurch die Benutzerfreundlichkeit verbessert wird. Wenn sich die Batterie im Entladezustand befindet, kann außerdem auf dem Entladepfad erkannt werden, ob ein Strom überlastet wird; und wenn ein Strom überlastet wird, wird ein Entladeschaltkreis abgeschaltet, wodurch sichergestellt wird, dass sich die Batterie in einem sicheren Zustand befindet.
Figurenliste
Zur genaueren Beschreibung der technischen Lösungen in den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung werden im Folgenden die zur Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung erforderlichen Begleitzeichnungen kurz beschrieben. Anscheinend zeigen die begleitenden Zeichnungen in den folgenden Beschreibungen lediglich einige Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung, und eine Person mit gewöhnlichen Kenntnissen in der Kunst kann aus diesen begleitenden Zeichnungen ohne schöpferischen Aufwand noch andere Zeichnungen ableiten.

1 ist ein schematisches Diagramm eines Lade- und Entladepfades entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung;
2 ist ein schematisches Diagramm eines Schnell-Ladesystems entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung;
2a zeigt eine Zweipfad-Batterie entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung;
2b ist ein schematisches Diagramm eines Verbindungskabels einer Zweipfad-Batterie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung;
3 ist ein schematisches Strukturdiagramm einer Batterie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung;
3a ist ein schematischer Strukturplan einer Batterie gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung;
4 ist ein schematischer Strukturplan einer Batterie gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung; und
5 ist ein schematisches Strukturdiagramm einer Batterie nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Um den Zweck, die technischen Lösungen und die Vorteile der Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung zu verdeutlichen, werden im Folgenden die technischen Lösungen der Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen in den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung beschrieben.
Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technik werden die Funktionen von Endgeräts (zum Beispiel elektronische Geräte wie ein Smartphone, ein tragbares Gerät und ein Tablet-Computer) immer leistungsfähiger. Die Benutzer können mit Hilfe von Endgeräts arbeiten und Spaß haben, und zwar in einem Maße, dass die Endgeräts zu einem integralen Bestandteil des täglichen Lebens der Menschen geworden sind. Da die Akkulaufzeit eines Endgeräts jedoch begrenzt ist, muss ein Benutzer das Endgerät ständig aufladen.
Es ist zu beachten, dass ein Endgerät derzeit in der Regel mit einer Lithium-Ionen-Batterie ausgestattet ist, und während der Verwendung der Lithium-Ionen-Batterie muss eine Schutzschaltung vorgesehen werden, um den Lade- und Entladezustand der Lithium-Ionen-Batterie wirksam zu überwachen und eine Lade- und Entladeschleife in einem unsicheren Zustand zu unterbrechen und dadurch eine Beschädigung der Lithium-Ionen-Batterie im Voraus zu verhindern. Zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Strukturaufbau der Lithium-Ionen-Batterie und dem Schutz durch eine Batterieschutzplatte wird in einem Lade- und Entladeschaltkreis der Lithium-Ionen-Batterie ein Sicherheitsschutzelement der Stufe 2 (z.B. ein Überstromschutzelement) verwendet, um den Sicherheitsschutz während des Ladens und Entladens der Lithium-Ionen-Batterie zu verstärken.
Um die Benutzerfreundlichkeit zu verbessern, konfigurieren die EndgeräteHersteller bei der Auslieferung an jedem Endgerät eine Schnellladefunktion. Ein Stromanschluss wird normalerweise mit einer Leistung von nicht mehr als 20 W schnellgeladen, und der Ladestrombereich beträgt 1 A bis 4 A. Wenn das Endgerät geladen wird, ist die Impedanzerwärmung eines Level-2-Schutzelements in einem Ladestromkreis nicht offensichtlich, und ein Ladespannungsverlust ist nicht groß. Daher kann eine Sicherheitsanforderung an den Schutz beim Ladevorgang erfüllt werden. Bei einer Erhöhung der Energiedichte einer Batterie und einer Erhöhung der Konfiguration der Batteriekapazität muss jedoch zur Realisierung einer Schnellladung ein höherer Ladestrom in eine Ladeschaltung einer Lithium-Ionen-Batterie eingeleitet werden.
Wie in 1 dargestellt, zeigt 1 einen spezifischen Lade- und Entladepfad im Stand der Technik. Wenn eine Batterie mit einem externen Ladegerät geladen wird, erreicht ein Strom eine elektrochemische Zelle durch Elemente wie ein Überstromschutzelement und einen Steuerschalter. Wenn die Batterie eine Endgerätlast mit Strom versorgt, erreicht ein Strom die Endgerätlast über den Steuerschalter, das Überstromschutzelement und eine Leistungsumwandlungsschaltung. Aus dem Vorstehenden kann gelernt werden, dass sowohl beim Laden als auch beim Entladen der Batterie Elemente wie das Überstromschutzelement und der Steuerschalter verwendet werden müssen. In einem Hochstrom-Szenario, z.B. bei einer Schnellladung (z.B. 9 V 4,4 A oder 5 V 8 A) mit einer Leistung von 40 W, übersteigt der Ladestrom 4 A oder erreicht sogar 8 A. Ein solch großer Strom verursacht große Wärmeverluste, wenn er durch ein Überstromschutzelement fließt, was zu einer starken Erwärmung führt. Dies kann ein Sicherheitsproblem für Batterien darstellen und weitere Unannehmlichkeiten für die Benutzer mit sich bringen.
Die vorliegende Anmeldung bietet ein Schnellladesystem. Das Schnellladesystem kann ein schnelles und sicheres Laden realisieren. Eine spezifische schematische Darstellung des Schnellladesystems finden Sie in 2. Das System umfasst ein Endgerät, ein Ladegerät und ein Verbindungskabel. Das Endgerät wird mit Hilfe des Verbindungskabels an das Ladegerät angeschlossen.
Das Endgerät kann ein elektronisches Gerät wie ein Smartphone, ein Tablet-Computer, ein intelligentes tragbares Gerät oder ein Computer sein.
Wie in 2 dargestellt, umfasst das Endgerät einen Ladeanschluss, eine Last, einen Lade- und Entladeschaltkreis und eine Batterie des Endgeräts.
Es ist zu beachten, dass die Batterie die Last über die Lade- und Entladeschaltung mit Strom versorgt. Im Wesentlichen kann die Last ein anderes Stromverbrauchsmodul als die Batterie und die Lade- und Entladeschaltung sein, z.B. eine Zentraleinheit, ein Touchscreen, ein Mikrofon, ein Speicher, ein Kommunikationsmodul und verschiedene Sensoren (z.B. ein Gyroskop, ein Beschleunigungsmesser und ein Näherungssensor). Die Beispiele sind hier nicht einzeln aufgeführt.
Die Batterie umfasst einen Batterieladeanschluss, einen Batterieentladeanschluss, einen negativen Batterieanschluss, ein Überstromschutzelement, einen Schutz-IC, einen Steuerschalter und eine elektrochemische Zelle. Der Batterieladeanschluss und der Batterieentladeanschluss sind voneinander unabhängige Anschlüsse.
Es ist zu beachten, dass der Steuerschalter normalerweise mehrere MOSFET-Schalttransistoren (MOS-Transistor) enthält. Der Schutz-IC steuert das Ein- und Ausschalten eines MOSFET-Schalttransistors (der kurz als MOS-Transistor bezeichnet werden kann), um einen Sicherheitsschutz zu implementieren. Das Überstromschutzelement kann eine Stromsicherung, eine Temperatursicherung oder ein Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTCR) sein, der eine Überstromschutzfunktion hat.
Es ist zu beachten, dass die elektrochemischen Zellen von Batterien in den vorhandenen Anschlüssen meist Lithium-Ionen-Batterien oder Lithium-Batterien sind oder Luftbatterien, Brennstoffzellen oder ähnliches sein können. Dies wird hier nicht eingeschränkt.
Wenn eine Lithium-Ionen-Batterie verwendet wird, liegt die Betriebsspannung der Lithium-Ionen-Batterie zwischen 2,5 V und 4,4 V, und aufgrund eines Materials der Lithium-Ionen-Batterie kann die Lithium-Ionen-Batterie bei ultrahoher Temperatur nicht überladen, überentladen oder geladen oder entladen werden, und es kann kein Überstrom oder Kurzschluss an der Lithium-Ionen-Batterie auftreten. Daher wird normalerweise ein entsprechender Schutz-IC für eine elektrochemische Lithium-Ionen-Zelle konfiguriert. Der Schutz-IC ist die Kurzform für eine integrierte Schutzschaltung, und in der Industrie wird der Schutz-IC auch als Lithium-Ionen-Batterie-Schutzplatine bezeichnet. Der Schutz-IC kann so konfiguriert werden, dass er Überladungsschutz, Überladungsschutz und Überstrom-/Kurzschlussschutz bietet.
Speziell für den Überladungsschutz: Wenn die Lithium-Ionen-Batterie mit einem externen Ladegerät geladen wird, muss der Ladevorgang gestoppt werden, um einen internen Druckanstieg zu vermeiden, der durch einen Temperaturanstieg verursacht wird. In diesem Fall muss der Schutz-IC eine Batteriespannung erkennen. Wenn die Spannung 4,25 V erreicht (es wird angenommen, dass ein Überladungspunkt der Batterie 4,25 V beträgt), aktiviert der Schutz-IC den Überladungsschutz und sendet einen Abschaltbefehl an den Steuerschalter, um den Ladevorgang zu stoppen.
Genauer gesagt, für den Überladeschutz: In einer Überladesituation verschlechtert sich aufgrund der Zersetzung des Elektrolyts eine Batteriekennlinie und die Ladezeiten werden verkürzt. Der Schutz-IC der Lithium-Ionen-Batterie ist so konfiguriert, dass er die Batterie vor einer Überentladung schützt, um den Schutz zu realisieren. Um eine Überentladung der Lithium-Ionen-Batterie zu verhindern, wird - unter der Annahme, dass die Lithium-Ionen-Batterie an die Last angeschlossen ist - bei einer Spannung der Lithium-Ionen-Batterie, die unter einem Überentladungs-Spannungserfassungspunkt liegt (es wird angenommen, dass der Überentladungs-Spannungserfassungspunkt auf 2,3 V eingestellt ist), der Überladungsschutz aktiviert und ein Abschaltbefehl an den Steuerschalter gesendet, um die Entladung zu stoppen. Daher wird ein Schutz implementiert, um eine Überentladung der Batterie zu vermeiden, und die Batterie wird in einem niedrigen Ruhestrom-Zustand gehalten. In diesem Fall beträgt der Stromverbrauch 0,1 µA. Wenn die Lithium-Ionen-Batterie an das Ladegerät angeschlossen ist und eine Spannung der Lithium-Ionen-Batterie in diesem Fall größer als eine Überladungsspannung ist, wird die Überladungsschutzfunktion deaktiviert.
Speziell für den Überstrom- und Kurzschlussstromschutz: Wenn ein Überstrom oder ein Kurzschlussstrom aus einem unbekannten Grund auftritt (während der Entladung oder wenn eine positive oder negative Elektrode versehentlich von einem Metall berührt wird), wird die Entladung der Batterie gestoppt, um die Sicherheit zu gewährleisten.
Wie in 2 dargestellt, ist der Lade- und Entladestromkreis mit der Batterie verbunden und weiter mit der Last verbunden.
Der Lade- und Entladestromkreis enthält eine Erkennungsschaltung, eine Schutzschaltung und eine Leistungsumwandlungsschaltung.
Es ist zu beachten, dass die Detektionsschaltung so konfiguriert ist, dass sie in Echtzeit Parameter eines Stroms und einer Spannung, die durch einen Lade- und Entladepfad fließen, erkennt und darüber hinaus physikalische Parameter der Batterie wie Temperatur und Druck in einer Batterieeinheit ermitteln kann. Bei der Detektionsschaltung kann es sich insbesondere um eine Stromdetektionsschaltung, eine Spannungsdetektionsschaltung, einen Stromsensor, einen Spannungssensor, einen Temperatursensor, einen Drucksensor oder ähnliches handeln. Einzelheiten werden hier nicht beschrieben.
Die Schutzschaltung ist in der Regel eine Schaltvorrichtung oder ein Schalttransistor. Wenn ein Parameter, wie z.B. die Spannung, der Strom, die Temperatur oder der von der Detektionsschaltung erhaltene Druck, größer oder kleiner als ein Schwellenwert ist, wird die Schutzschaltung abgeschaltet, um den Lade- und Entladepfad zu unterbrechen und das Laden der Batterie zu stoppen. Beispielsweise sind die Wertebereiche der Schutzschwellenparameter der Schutzschaltung in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Obere Schwelle Untere Schwelle

Spannung/V 4,4 2,5

Strom/A 10 keine

Temperatur/°C 45 -10
Es ist zu beachten, dass, wenn die Batterie Strom nach außen abgibt, weil eine Ausgangsspannung an einem Batterieende eine Variable ist, die Leistungsumwandlungsschaltung im Lade- und Entladestromkreis angeordnet ist. Die Leistungsumwandlungsschaltung wandelt die Batterieausgangsspannung in eine tatsächliche, von der Last benötigte Versorgungsspannung um.
Wie in 2 dargestellt, enthält das Endgerät eine Lade- und eine Entladeschaltung.
Insbesondere besteht eine Verbindungsart der Ladeschaltung darin, dass der Ladeanschluss des Endgeräts mit der Erfassungsschaltung verbunden ist, die Erfassungsschaltung weiter mit der Schutzschaltung verbunden ist und die Schutzschaltung weiter mit dem Batterieladeanschluss verbunden ist.
Insbesondere besteht eine Verbindungsart der Entladeschaltung darin, dass der Batterieentladeanschluss mit der Leistungsumwandlungsschaltung verbunden ist und die Leistungsumwandlungsschaltung mit der Last verbunden ist.
Es kann so verstanden werden, dass, wenn sich das Endgerät in einem Ladezustand befindet, ein Ladestrom durch die Ladeschnittstelle oder -anschluss des Endgeräts in das Endgerät fließt und die elektrochemische Zelle durch die Detektorschaltung, die Schutzschaltung, der Batterieladeanschluss und den Steuerschalter erreicht.
Es ist zu beachten, dass, wenn sich das Endgerät im Ladezustand befindet, die Detektionsschaltung so konfiguriert ist, dass sie: einen Stromwert des Ladestroms und einen Spannungswert des Ladestroms erfasst und den Stromwert des Ladestroms und den Spannungswert des Ladestroms an die Schutzschaltung sendet. Die Schutzschaltung ist konfiguriert, um: zu bestimmen, ob der Stromwert des Ladestroms größer als ein Stromschutz-Schwellenwert und der Ladespannungswert größer als ein Spannungsschutz-Schwellenwert ist; und einen Ladepfad abzuschalten, wenn der Stromwert des Ladestroms größer als der Stromschutz-Schwellenwert oder der Ladespannungswert größer als der Spannungsschutz-Schwellenwert ist. Die Schutzschaltung kann ein Schalter sein. Wenn der Stromwert des Ladestroms größer als der Stromschutz-Schwellenwert oder der Spannungswert der Ladespannung größer als der Spannungsschutz-Schwellenwert ist, wird der Schalter abgeschaltet.
Es ist zu beachten, dass der Stromschutz-Schwellenwert und der Spannungsschutz-Schwellenwert von einem Endgerätehersteller oder von einem Hersteller der Lade- und Entladeschaltung festgelegt werden können.
Es kann davon ausgegangen werden, dass, wenn sich das Endgerät in einem Entladezustand befindet, ein Entladestrom von der Batterie abfließt und über die Leistungsumwandlungsschaltung die Last erreicht.
Es ist zu beachten, dass, wenn sich das Endgerät im Entladezustand befindet, die Leistungsumwandlungsschaltung so konfiguriert ist, dass sie: einen Entladestrom und eine Entladespannung empfängt, die von der Batterie geliefert werden, und den Entladestrom und die Entladespannung gemäß einem voreingestellten Verhältnis umwandelt, so dass eine Spannung und ein Strom geliefert werden, die nach der Umwandlung an die Last erhalten werden.
Eine übliche Last umfasst ein Gerät wie ein Display, eine Zentraleinheit, einen Speicher, einen Transceiver oder eine drahtlose Klangtreue (Wi-Fi).
Eine Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung bietet ein Ladeverfahren, und das Verfahren kann auf das in 2 dargestellte Endgerät angewandt werden. Wenn das Endgerät aufgeladen wird, kann das Verfahren einen doppelten Aufladungsschutz bieten:
(1) Zunächst erfasst die Lade- und Entladeschaltung einen Ladestrom und eine Ladespannung, um zu bestimmen, ob eine Überspannung oder ein Überstrom auftritt; und wenn eine Überspannung oder ein Überstrom auftritt, sendet sie einen Abschaltbefehl an die Schutzschaltung, so dass die Schutzschaltung den Ladepfad abschaltet.
(2) Zweitens erfasst der Schutz-IC in der Batterie einen Ladestrom und eine Ladespannung, um zu bestimmen, ob eine Überspannung oder ein Überstrom auftritt; und wenn eine Überspannung oder ein Überstrom auftritt, sendet der Schutz-IC einen Abschaltbefehl an den Steuerschalter, so dass der Steuerschalter den Ladepfad abtrennt.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung stellt ein Entladungsverfahren zur Verfügung, und das Verfahren kann auf das in 2 gezeigte Endgerät angewandt werden. Wenn das Endgerät entladen wird, kann das Verfahren einen doppelten Entladungsschutz bieten:
(1) Zunächst erfasst der Schutz-IC eine Spannung und einen Strom, die von der elektrochemischen Zelle ausgegeben werden, um zu bestimmen, ob eine Überspannung oder ein Überstrom auftritt; und wenn eine Überspannung oder ein Überstrom auftritt, sendet der Schutz-IC einen Schalterabschaltbefehl an den Steuerschalter, so dass der Steuerschalter den Entladungspfad abschaltet.
(2) Zweitens erfasst das Überstrom-Schutzelement einen Stromwert eines Entladestroms, um festzustellen, ob ein Überstrom auftritt; und wenn festgestellt wird, dass ein Überstromphänomen für den Entladestrom auftritt, schneidet es den Entladungspfad ab.
Wie in 2a dargestellt, ist in 2a eine Batterie mit zwei Pfaden dargestellt. Die Batterie enthält insbesondere eine elektrochemische Zelle, einen Schutz-IC, einen MOSFET-Schalttransistor, eine Sicherung, einen Filterwiderstand R1, einen Filterkondensator C1 und einen Messwiderstand R2.
Die Batterie verfügt über drei Anschlüsse, d.h. einen Ladeanschluss, einen Entladeanschluss und einen negativen Anschluss.
Der Schutz-IC umfasst mindestens fünf Pins, d.h. einen VDD (einen positiven Anschluss des Schutz-IC), einen VSS (einen negativen Anschluss des Schutz-IC), einen VM (einen Messanschluss), einen Dout (einen Entlade-Steueranschluss) und einen Cout (einen Ladesteueranschluss). Verschiedene Schutzparameter der Schaltung können durch Verwendung des VM-Anschlusses erhalten werden, und ein Schutzsteuersignal wird durch Verwendung einer präzisen Vergleichsvorrichtung zur Steuerung des Ein- und Ausschaltens des mit dem Schutz-IC verbundenen MOSFET-Schalttransistors (auch als MOS-Transistor bezeichnet) erzeugt, um eine Sicherheitsschutzfunktion zu implementieren. Bei dem Schutz-IC kann es sich um ein in der aktuellen Industrie bereits ausgereiftes Gerät handeln, und dies ist in der vorliegenden Anmeldung nicht eingeschränkt.
Der MOSFET-Schalttransistor enthält mindestens zwei in Reihe geschaltete MOSFET-Transistoren. Wenn ein von einer Treibersteuereinheit (dem Cout oder dem Dout) angelegter Treibersteuerpegel größer ist als eine Anlaufspannung des MOSFET-Schalttransistors, wird der MOSFET-Schalttransistor eingeschaltet, so dass ein Schaltkreis zwischen der elektrochemischen Zelle und dem negativen Anschluss geleitet wird, um das Laden oder Entladen der elektrochemischen Zelle zu implementieren. Wenn der von der Treibersteuereinheit angelegte Treibersteuerpegel kleiner als die Anfahrspannung des MOSFET-Schalttransistors ist, wird der MOSFET-Schalttransistor ausgeschaltet, so dass ein Stromkreis zwischen der elektrochemischen Zelle und dem negativen Anschluss unterbrochen wird, um das Laden oder Entladen der elektrochemischen Zelle zu bewirken. Eine Schaltsteuerfunktion des MOSFET-Schalttransistors kann alternativ durch eine andere Schaltvorrichtung, z.B. eine Triode, realisiert werden.
Es ist ferner zu beachten, dass der MOS-Transistor drei Anschlüsse hat. Die drei Anschlüsse sind jeweils eine G-Elektrode, eine S-Elektrode und eine D-Elektrode. Ein erstes Ende kann die S-Elektrode sein, ein zweites Ende kann die D-Elektrode sein und ein drittes Ende kann die G-Elektrode sein. Alternativ kann ein erstes Ende die D-Elektrode, ein zweites Ende die S-Elektrode und ein drittes Ende die G-Elektrode sein. Die Impedanz des MOS-Transistors kann durch Änderung der Spannungen an der G-Elektrode und der S-Elektrode geändert werden.
Das Sicherungselement ist typischerweise ein PTC-Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten. Ein Funktionsprinzip des PTCs ist wie folgt: Mit Hilfe einer positiven Temperaturkoeffizienten-Charakteristik eines PTC-Materialwiderstandswertes und einer Curie-Punkt-Mutationscharakteristik nimmt der Materialwiderstand zu, wenn die Temperatur aus einem Grund wie z.B. einem Überstrom ansteigt. Sobald die Temperatur den Curie-Punkt erreicht, wird der Widerstand ausreichend groß, um Lade- und Entladeströme zu trennen und damit die Sicherheitsschutzfunktion zu realisieren. Das Sicherungselement kann alternativ ein Schutzelement wie eine Stromsicherung oder eine Temperatursicherung sein. Dies ist hier nicht begrenzt.
Der Widerstand R1 und der Kondensator C1 bilden einen Filterschaltkreis, und der Filterschaltkreis kann so konfiguriert werden, dass er eine Filterverarbeitung bei einer Spannung durchführt, die in die elektrochemische Zelle hineinfließt oder aus der elektrochemischen Zelle herausfließt. Der Widerstand 2 ist so konfiguriert, dass er eine Spannung und einen Strom in der Schaltung misst.
Wie in 2b dargestellt, ist 2b ein schematisches Diagramm eines Verbindungskabels einer Zweiwegbatterie. Der Aufbau des Verbindungskabels entspricht einem Dual-Anschluss-Design der Batterie, und es wird die Art eines Dual-Verbindungskabels verwendet. Beispielsweise wird ein Ladeanschluss mit einem Ladeverbindungskabel mit einer Spezifikation von 10 A und ein Entladeanschluss mit einem Entladeverbindungskabel mit einer Spezifikation von 4 A angeschlossen.
Es ist zu beachten, dass während des Ladevorgangs ein Lade- und Entladeschaltkreis an den Ladeanschluss der Batterie angeschlossen wird. Ein Ladestrom tritt in die elektrochemische Zelle ein, indem er direkt durch den Schutz-IC und den Steuerschalter fließt, ohne durch das Überstromschutzelement zu fließen, um die Ladung zu realisieren. Es kann davon ausgegangen werden, dass zur Unterstützung eines größeren Ladestrombereichs das Verbindungskabel des Ladepfades verbreitert und verdickt wird, um die Kabelimpedanz zu verringern. Da der Ladestrom nicht durch das Überstromschutzelement fließt, wird bei der Auslegung des Ladepfades kein Spannungsverlust oder eine Impedanzerwärmung durch die Impedanz des Überstromschutzelements verursacht. Das Design des Ladepfades ist eher für das schnelle Laden mit großer Leistung, niedriger Spannung und großem Strom geeignet.

Ein Verbindungskabel des Lade- und Entladekreises besteht in der Regel aus Kupfer. Die Größe des Verbindungskabels wird entsprechend einer Konstruktionsanforderung gewählt, dass ein Verlust des Verbindungskabels einen Spannungsverlust und Wärmeverlust der Lade- und Entladeschaltung nicht übersteigt. Geht man beispielsweise davon aus, dass der Wärmeverlust nicht mehr als 0,225 W betragen darf, können die Größenparameter eines Ladeverbindungskabels in der folgenden Tabelle dargestellt werden.

	Parameter des Ladeverbindungskabels				Wärmeverlust /W	Maximaler Ladestrom /A	Spannungsab fall des maximalen Ladestroms /mV
Material	Dicke/ µm	Breite/ mm	Länge /mm	Impedanzwert/ mΩ	Wärmeverlust /W	Maximaler Ladestrom /A	Spannungsab fall des maximalen Ladestroms /mV
Kupfer	35	20	90	2,3	0,225	10	22,5
Kupfer	35	10	90	4.5	0,225	7	31,5
Kupfer	35	5	90	9,0	0,225	4	36,0
Kupfer	70	20	90	1,1	0,225	14	15,7
Kupfer	70	10	90	2,3	0,225	10	22,5
Kupfer	17,5	20	90	4,5	0,225	7	31,5
Kupfer	17,5	10	90	9,0	0,225	4	36,0

Wie in 3 dargestellt, zeigt 3 eine spezifische Implementierung einer Batterie. Die Batterie 10 ist eine Zweipfad-Batterie, und ein Lade- und ein Entladekreislauf sind unterschiedliche Pfade.
Im Einzelnen enthält die Batterie 10 einen Batterieladeanschluss 101, einen Batterieentladeanschluss 102, einen negativen Batterieanschluss 103, ein Überstromschutzelement 104, einen Schutz-IC 105, einen Steuerschalter 106 und eine elektrochemische Zelle 107. Der Batterieladeanschluss 101 und der Batterieentladeanschluss 102 sind voneinander unabhängige Anschlüsse.
Eine positive Elektrode der elektrochemischen Zelle 107 ist mit dem Batterieladeanschluss 101 verbunden, eine negative Elektrode der elektrochemischen Zelle 107 ist mit einem ersten Ende des Steuerschalters 106 verbunden und ein zweites Ende des Steuerschalters 106 ist mit dem negativen Batterieanschluss 103 verbunden.
Der Schutz-IC 105 ist parallel an zwei Enden der elektrochemischen Zelle 107 angeschlossen, und der Schutz-IC 105 ist ferner mit einem dritten Ende des Steuerschalters 106 verbunden.
Der Batterieentladungsanschluss 102 ist mit einem ersten Ende des Überstromschutzelements 104 verbunden, und ein zweites Ende des Überstromschutzelements 104 ist mit der positiven Elektrode der elektrochemischen Zelle 107 verbunden.
Aus der vorstehenden internen Verbindungsbeziehung der Batterie kann gelernt werden, dass ein Ladepfad der Batterie 10 darin besteht, dass ein Strom von dem Batterieladeanschluss 101 in die Batterie fließt und die elektrochemische Zelle 107 durch den Steuerschalter 106 erreicht.
Es kann davon ausgegangen werden, dass, wenn sich die Batterie 10 in einem Ladezustand befindet, der Steuerschalter 106 eingeschaltet ist und der eingeschaltete Steuerschalter als ein Abschnitt eines leitenden Drahtes betrachtet werden kann. In diesem Fall ist der Ladepfad der Batterie so beschaffen, dass ein Strom von dem Batterieladeanschluss 101 direkt zur elektrochemischen Zelle 107 gelangen kann.
Eine spezifische Verbindungsart des Ladestromkreises besteht darin, dass die positive Elektrode der elektrochemischen Zelle 107 mit dem Batterieladeanschluss 101 verbunden ist, die negative Elektrode der elektrochemischen Zelle 107 mit dem ersten Ende des Steuerschalters 106 und das zweite Ende des Steuerschalters 106 mit dem negativen Anschluss 103 der Batterie verbunden ist.
Der Schutz-IC 105 ist parallel zu den beiden Enden der elektrochemischen Zelle 107 geschaltet, und der Schutz-IC 105 ist ferner mit dem dritten Ende des Steuerschalters 106 verbunden. Man kann davon ausgehen, dass der Schutz-IC eine Spannung und einen Strom erfassen und entsprechend einem Spannungs- und einem Stromwert eine Anweisung an den Steuerschalter 106 senden kann, damit der Steuerschalter 106 entsprechend der Anweisung ein- oder ausgeschaltet werden kann.
Es ist zu beachten, dass ein Entladungspfad der Batterie darin besteht, dass ein Strom aus der elektrochemischen Zelle 107 herausfließt, durch den Steuerschalter 106 und das Überstromschutzelement 104 die Batterieentladungsöffnung 102 erreicht und dann aus der Batterieentladungsöffnung 102 herausfließt.
Es kann so verstanden werden, dass, wenn sich die Batterie 10 in einem Entladezustand befindet, der Steuerschalter 106 eingeschaltet wird und der eingeschaltete Steuerschalter als Abschnitt eines leitenden Drahtes betrachtet werden kann. In diesem Fall besteht der Entladungspfad der Batterie darin, dass ein Strom aus der elektrochemischen Zelle 107 herausfließt, durch das Überstromschutzelement 10 die Batterieentladungsöffnung erreicht und dann aus der Batterieentladungsöffnung herausfließt.
Eine spezifische Verbindungsart des Entladeschaltkreises besteht darin, dass die Batterieentladungsöffnung 102 mit dem ersten Ende des Überstromschutzelements 104 verbunden ist und das zweite Ende des Überstromschutzelements 104 mit der positiven Elektrode der elektrochemischen Zelle 107 verbunden ist.
Optional wird, wie in 3a gezeigt, ein Filterschaltkreis zwischen die elektrochemische Zelle 107 und den Schutz IC 105 geschaltet, um den Schutz IC 105 in die Lage zu versetzen, Spannungen an zwei Elektroden der elektrochemischen Zelle 107 genau zu erhalten. Konkret enthält die Filterschaltung einen ersten Widerstand und einen Kondensator, und der Schutz IC 105 enthält einen positiven Energiequellen-Eingangsanschluss VDD und einen negativen Energiequellen-Eingangsanschluss VSS.
Eine Art, die Filterschaltung mit der elektrochemischen Zelle 107 zu verbinden, besteht darin, dass ein erstes Ende des ersten Widerstandes mit der positiven Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist, ein zweites Ende des ersten Widerstandes mit einem ersten Ende des Kondensators und ein zweites Ende des Kondensators mit der negativen Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist.
Eine Art und Weise, den Schutz-IC mit der Filterschaltung zu verbinden, besteht darin, dass der positive Eingangsanschluss der Stromquelle mit dem ersten Ende des Kondensators und der negative Eingangsanschluss der Stromquelle mit dem zweiten Ende des Kondensators verbunden ist.
Optional enthält der Schutz-IC 105 zusätzlich ein Stromerkerfassungsanschluss. Der Stromerfassungsanschluss ist über einen zweiten Widerstand mit dem negativen Anschluss der Batterie verbunden. Der Schutz-IC 105 erkennt einen Ladestrom und einen Entladestrom mit Hilfe des Stromerfassungsanschlusses.
Optional kann der Schutz-IC 105 so konfiguriert werden, dass er: eine Spannung und einen Strom der Schaltung erfasst und eine Anweisung an den Steuerschalter 106 entsprechend einem Spannungs- und einem Stromwert sendet.
Wie in 3a dargestellt, enthält der Schutz-IC 105 einen Lade-Steuerausschuss CO und einen Entlade-Steuerausschuss DO, und der Steuerschalter 106 enthält einen ersten Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor MOS-Transistor und einen zweiten MOS-Transistor.
Eine spezifische Art und Weise, den Schutz-IC 105 mit dem Steuerschalter 106 zu verbinden, besteht darin, dass ein erstes Ende des ersten MOS-Transistors mit der negativen Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist, ein zweites Ende des ersten MOS-Transistors mit einem ersten Ende des zweiten MOS-Transistors verbunden ist und ein drittes Ende des ersten MOS-Transistors mit dem Ladesteueranschluss verbunden ist; und ein zweites Ende des zweiten MOS-Transistors mit dem negativen Batterieanschluss verbunden ist und ein drittes Ende des zweiten MOS-Transistors mit dem Entladesteueranschluss verbunden ist.
Genauer gesagt, wenn sich die Batterie 10 im Ladezustand befindet, der Schutz-IC 105 konfiguriert ist, um: einen Stromwert eines Ladestroms und einen Spannungswert einer Ladespannung zu erfassen; und wenn der Stromwert kleiner als ein erster Stromschwellenwert und der Spannungswert kleiner als ein erster Spannungsschwellenwert ist, einen Einschaltbefehl an den Steuerschalter 106 zu senden; oder wenn der Stromwert größer als ein erster Stromschwellenwert oder der Spannungswert größer als ein erster Spannungsschwellenwert ist, einen Ausschaltbefehl an den Steuerschalter 106 zu senden; und
der Steuerschalter 106 so konfiguriert ist, dass er: beim Empfang des vom Schutzschalter IC 105 gesendeten Einschaltbefehls das Einschalten des Schalters durchführt, um den Ladestrom zur elektrochemischen Zelle 107 fließen zu lassen; oder beim Empfang des vom Schutzschalter IC 105 gesendeten Ausschaltbefehls das Ausschalten des Schalters durchführt, um den Ladepfad abzuschalten.
Insbesondere, wenn sich die Batterie 10 in einem Entladezustand befindet, der Schutz-IC 105 so konfiguriert ist, dass er: einen Stromwert eines Entladestroms und einen Spannungswert einer Entladespannung erfasst; und wenn der Stromwert größer als ein zweiter Stromschwellenwert oder der Spannungswert größer als ein zweiter Spannungsschwellenwert ist, einen Abschaltbefehl an den Steuerschalter 106 sendet;
der Steuerschalter 106 so konfiguriert ist, dass er, wenn er den von der Schutz-IC 105 gesendeten Abschaltbefehl empfängt, den Schalter ausschaltet, um den Entladungspfad abzuschalten; und
ist das Überstromschutzelement 104 so konfiguriert, dass es: erkennt, ob der Stromwert des Entladestroms einen dritten Stromschwellenwert überschreitet; und wenn der Stromwert des Entladestroms den dritten Stromschwellenwert überschreitet, den Entladepfad abschaltet.
Aus dem Vorstehenden kann gelernt werden, dass die Batterie, die in dieser Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung vorgesehen ist, den Ladepfad und den Entladepfad umfasst, und dass der Ladepfad und der Entladepfad unterschiedlich sind. Die Zwei-Pfad-Batterie kann nicht nur eine schnelle Hochstromladung ohne starke Erwärmung des Überstromschutzelements gewährleisten, sondern auch einen doppelten Schutz auf dem Entladepfad durchführen, wodurch die Schnellladeleistung und die Sicherheitsleistung der Batterie gewährleistet werden.
Es ist zu beachten, dass auf der Grundlage der in 3 gelieferten Batterie eine interne Struktur der Batterie verbessert werden kann. Beispielsweise ist der Steuerschalter an der positiven Elektrode angeordnet, und Details sind in 4 und 5 bei Batterien dargestellt.
Wie in 4 gezeigt, ist 4 eine Implementierung einer Batterie. Die Batterie 20 enthält einen Batterieladeanschluss 201, einen Batterieentladeanschluss 202, einen negativen Batterieanschluss 203, ein Überstromschutzelement 204, einen Schutz-IC 205, einen ersten Steuerschalter 206, einen zweiten Steuerschalter 207 und eine elektrochemische Zelle 208. Der Batterieladeanschluss 201 und der Batterieentladeanschluss 202 sind voneinander unabhängige Anschlüsse. Die Batterie 20 ist eine Zweipfad-Batterie, und ein Lade- und ein Entladekreislauf sind unterschiedliche Verbindungen.
Der erste Steuerschalter 206 kann ein MOS-Transistor sein, und der zweite Steuerschalter 207 kann ebenfalls ein MOS-Transistor sein.
Eine spezifische interne Verbindungsart der Batterie 20 besteht darin, dass der Batterieladeanschluss 201 mit einem ersten Ende des ersten Steuerschalters 206 verbunden ist, ein zweites Ende des ersten Steuerschalters 206 mit einer positiven Elektrode der elektrochemischen Zelle 208 verbunden ist, ein drittes Ende des ersten Steuerschalters 206 mit dem Schutz-IC 205 verbunden ist und eine negative Elektrode der elektrochemischen Zelle mit dem negativen Anschluss 203 der Batterie verbunden ist.
Der Schutzschalter IC 205 ist parallel an zwei Enden der elektrochemischen Zelle angeschlossen.
Die Batterieentladungsöffnung 202 ist mit einem ersten Ende des Überstromschutzelements 204 verbunden, ein zweites Ende des Überstromschutzelements 204 ist mit einem ersten Ende des zweiten Steuerschalters 207 verbunden, ein zweites Ende des zweiten Steuerschalters 207 ist mit der positiven Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden, und ein drittes Ende des zweiten Steuerschalters 207 ist mit dem Schutz-IC verbunden.
Ein Ladepfad der Batterie besteht darin, dass ein Strom von dem Batterieladeanschluss 201 in die Batterie 20 fließt und durch den ersten Steuerschalter 206 die elektrochemische Zelle 208 erreicht.
Es kann so verstanden werden, dass, wenn sich die Batterie 20 in einem Ladezustand befindet, der Steuerschalter 106 eingeschaltet wird und der eingeschaltete Steuerschalter einem Abschnitt eines leitenden Drahtes entsprechen kann. In diesem Fall ist der Ladepfad der Batterie so beschaffen, dass ein Strom von dem Batterieladeanschluss 201 direkt die elektrochemische Zelle 208 erreichen kann.
Eine spezifische Anschlussart des Ladestromkreises besteht darin, dass die positive Elektrode der elektrochemischen Zelle 208 mit dem Steuerschalter 206 verbunden ist, der Steuerschalter 206 mit dem Batterieladeanschluss 201 und die negative Elektrode der elektrochemischen Zelle 208 mit dem negativen Anschluss 203 verbunden ist.
Der Schutz IC 205 ist parallel an zwei Enden der elektrochemischen Zelle 208 angeschlossen, und der Schutz IC 205 ist mit dem ersten Steuerschalter 206 verbunden. Der Schutz-IC 205 kann einen Wert einer Ladespannung und einen Wert eines Ladestroms erkennen und entsprechend dem Wert der Ladespannung und dem Wert des Ladestroms eine Anweisung an den ersten Steuerschalter 206 senden, damit der erste Steuerschalter 206 entsprechend der Anweisung ein- oder ausgeschaltet werden kann.
Es ist zu beachten, dass ein Entladungspfad der Batterie darin besteht, dass ein Strom aus der elektrochemischen Zelle 208 herausfließt, durch den zweiten Steuerschalter 207 und das Überstromschutzelement 204 die Batterieentladungsöffnung 202 erreicht und dann aus der Batterieentladungsöffnung 202 herausfließt.
Es kann so verstanden werden, dass, wenn sich die Batterie 20 im Entladezustand befindet, der zweite Steuerschalter 207 eingeschaltet wird und der eingeschaltete Steuerschalter einem Abschnitt eines leitenden Drahtes entsprechen kann. In diesem Fall besteht der Entladungspfad der Batterie darin, dass ein Strom aus der elektrochemischen Zelle 208 herausfließt, durch das Überstromschutzelement 204 die Batterieentladungsöffnung 202 erreicht und dann aus der Batterieentladungsöffnung 202 herausfließt.
Eine spezifische Verbindungsart des Entladeschaltkreises besteht darin, dass die Batterieentladungsöffnung 202 mit dem ersten Ende des Überstromschutzelements 204 verbunden ist und das zweite Ende des Überstromschutzelements 204 mit der positiven Elektrode der elektrochemischen Zelle 208 verbunden ist.
Der Schutz IC 205 ist mit dem zweiten Steuerschalter 207 verbunden. Der Schutz-IC 205 kann einen Wert einer Entladespannung und einen Wert eines Entladestroms erfassen und kann entsprechend dem Wert der Entladespannung und dem Wert des Entladestroms eine Anweisung an den zweiten Steuerschalter 207 senden, damit der zweite Steuerschalter 207 entsprechend der Anweisung ein- oder ausgeschaltet werden kann.
Es kann davon ausgegangen werden, dass zur Freigabe des Schutzes IC 205 zur genauen Erfassung von Spannungen auf zwei Seiten der elektrochemischen Zelle 208 ein Filterkreis zwischen der elektrochemischen Zelle 207 und dem Schutz IC 205 geschaltet ist.
Konkret enthält die Filterschaltung einen ersten Widerstand und einen Kondensator, und der Schutz-IC 205 enthält einen positiven und einen negativen Energiequellen- Eingangsanschluss.
Eine Art und Weise, den Filterschaltkreis mit der elektrochemischen Zelle 208 zu verbinden, besteht darin, dass ein erstes Ende des ersten Widerstands mit der positiven Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist, ein zweites Ende des ersten Widerstands mit einem ersten Ende des Kondensators und ein zweites Ende des Kondensators mit der negativen Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist.
Eine Art und Weise, den Schutz IC 205 mit der Filterschaltung zu verbinden, besteht darin, dass der positive Eingangsanschluss der Stromquelle mit dem ersten Ende des Kondensators und der negative Eingangsanschluss der Stromquelle mit dem zweiten Ende des Kondensators verbunden ist.
Man kann davon ausgehen, dass der Schutz-IC 205 weiterhin einen Stromerfassungsanschluss enthält. Der Stromerfassungsanschluss ist über einen zweiten Widerstand mit dem negativen Anschluss der Batterie verbunden. Der Schutz-IC erfasst den Ladestrom und den Entladestrom mit Hilfe das Stromerfassungsanschluss.
Optional erfasst der Schutz-IC eine Spannung und einen Strom der Schaltung und sendet entsprechend einem Spannungs- und einem Stromwert eine Anweisung an den Steuerschalter.
Konkret enthält der Schutz-IC einen Lade-Steueranschluss und einen Entlade-Steueranschluss. Der erste Steuerschalter ist ein erster MOS-Transistor, und der zweite Steuerschalter ist ein zweiter MOS-Transistor [0130].
Ein drittes Ende des ersten MOS-Transistors ist mit dem Ladesteueranschluss verbunden, und ein drittes Ende des zweiten MOS-Transistors ist mit dem Entladesteueranschluss verbunden.
Genauer gesagt, wenn sich die Batterie im Ladezustand befindet, der Schutz-IC 205 konfiguriert ist, um: einen Stromwert des Ladestroms und einen Spannungswert der Ladespannung zu erfassen; und wenn der Stromwert kleiner als ein erster Stromschwellenwert und der Spannungswert kleiner als ein erster Spannungsschwellenwert ist, einen Einschaltbefehl an den ersten Steuerschalter 206 zu senden; oder wenn der Ladestromwert größer als ein erster Stromschwellenwert oder der Spannungswert größer als ein erster Spannungsschwellenwert ist, einen Ausschaltbefehl an den ersten Steuerschalter 206 zu senden; und der erste Steuerschalter 206 so konfiguriert ist, dass er: beim Empfang des vom Schutz-IC 205 gesendeten Einschaltbefehls das Einschalten des Schalters durchführt, damit der Ladestrom zur elektrochemischen Zelle fließen kann; oder beim Empfang des vom Schutz-IC gesendeten Ausschaltbefehls das Ausschalten des Schalters durchführt, um den Ladepfad abzuschalten.
Genauer gesagt, wenn sich die Batterie im Entladezustand befindet, der Schutz-IC 205 so konfiguriert ist, dass er: einen Stromwert des Entladestroms und einen Spannungswert der Entladespannung erfasst; und wenn der Entladestromwert größer als ein zweiter Stromschwellenwert oder der Spannungswert größer als ein zweiter Spannungsschwellenwert ist, einen Abschaltbefehl an den zweiten Steuerschalter 207 sendet; der zweite Steuerschalter 207 so konfiguriert ist, dass er, wenn er den von der Schutz-IC gesendeten Abschaltbefehl empfängt, den Schalter ausschaltet, um den Entladungspfad abzuschalten; und ist das Überstromschutzelement 204 so konfiguriert, dass es: erkennt, ob der Stromwert des Entladestroms einen dritten Stromschwellenwert überschreitet; und wenn der Stromwert des Entladestroms den dritten Stromschwellenwert überschreitet, den Entladepfad abschaltet.
Aus dem Vorstehenden kann man lernen, dass die in dieser Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung vorgesehene Batterie sowohl den Ladepfad als auch den Entladepfad umfasst und das Überstromschutzelement sich auf dem Entladepfad befindet. Daher wird während der Stromladung keine Überstromabschaltung durch das Überstromschutzelement verursacht. Darüber hinaus kann das Schutz-IC die Batterie so steuern, dass sie sicher geladen wird. Da sich das Überstromschutzelement auf dem Entladepfad befindet, können der Schutz-IC und das Überstromschutzelement beim Entladen der Batterie einen doppelten Schutz des Entladestromkreises bewirken. Die Doppelpfad-Batterie, die in der vorliegenden Anmeldung vorgesehen ist, kann nicht nur eine schnelle Hochstromladung ohne starke Erwärmung des Überstromschutzelements gewährleisten, sondern auch einen doppelten Schutz auf dem Entladepfad durchführen, wodurch eine schnelle Ladeleistung und eine Sicherheitsleistung der Batterie gewährleistet wird.
Wie in 5 dargestellt, zeigt 5 eine spezifische Implementierung einer Batterie. Die Batterie 30 ist eine Zweipfad-Batterie, und ein Lade- und ein Entladeschaltkreis sind verschiedene Verbindungen.
Im Einzelnen enthält die Batterie 30 einen Batterieladeanschluss 301, einen Batterieentladeanschluss 302, einen negativen Batterieanschluss 303, ein Überstromschutzelement 304, einen Schutz-IC 305, einen Steuerschalter 306 und eine elektrochemische Zelle 307. Der Batterieladeanschluss 301 und der Batterieentladeanschluss 302 sind voneinander unabhängige Anschlüsse.
Der Batterieladeanschluss 301 ist mit einem ersten Ende des Steuerschalters 306 verbunden, und ein zweites Ende des Steuerschalters 306 ist mit einer positiven Elektrode der elektrochemischen Zelle 307 verbunden.
Eine negative Elektrode der elektrochemischen Zelle 307 ist mit dem negativen Anschluss 303 der Batterie verbunden.
Der Schutz-IC 305 ist parallel zu zwei Enden der elektrochemischen Zelle 307 geschaltet, und der Schutz-IC 305 ist ferner mit einem dritten Ende des Steuerschalters 306 verbunden.
Der Batterieentladungsanschluss 302 ist mit einem ersten Ende des Überstromschutzelements 304 verbunden, und ein zweites Ende des Überstromschutzelements 304 ist mit dem ersten Ende des Steuerschalters 306 verbunden.
Aus der vorstehenden internen Verbindungsbeziehung der Batterie 30 kann gelernt werden, dass ein Ladepfad der Batterie 30 darin besteht, dass ein Strom von dem Batterieladeanschluss 303 in die Batterie fließt und durch den Steuerschalter 306 die elektrochemische Zelle 307 erreicht.
Es kann davon ausgegangen werden, dass, wenn sich die Batterie 30 in einem Ladezustand befindet, der Steuerschalter 306 eingeschaltet ist und der eingeschaltete Steuerschalter als ein Abschnitt eines leitenden Drahtes betrachtet werden kann. In diesem Fall ist der Ladepfad der Batterie so beschaffen, dass ein Strom von dem Batterieladeanschluss 303 direkt zur elektrochemischen Zelle 307 gelangen kann.
Eine spezifische Verbindungsart des Ladestromkreises besteht darin, dass die positive Elektrode der elektrochemischen Zelle 307 mit dem Steuerschalter 306 verbunden ist, der Steuerschalter 306 mit dem Batterieladeanschluss 301 und die negative Elektrode der elektrochemischen Zelle 307 mit dem negativen Anschluss 303 der Batterie verbunden ist.
Der Schutz-IC 305 ist parallel zu den beiden Enden der elektrochemischen Zelle 307 geschaltet, und der Schutz-IC 305 ist ferner mit dem dritten Ende des Steuerschalters 306 verbunden. Man kann davon ausgehen, dass der Schutz-IC 305 eine Spannung und einen Strom erfassen und entsprechend einem Spannungs- und Stromwert eine Anweisung an den Steuerschalter 306 senden kann, damit der Steuerschalter 306 entsprechend der Anweisung ein- oder ausgeschaltet werden kann.
Es ist zu beachten, dass ein Entladungspfad der Batterie darin besteht, dass ein Strom aus der elektrochemischen Zelle 307 herausfließt, durch den Steuerschalter 306 und das Überstromschutzelement 304 die Batterieentladungsöffnung 302 erreicht und dann aus der Batterieentladungsöffnung 302 herausfließt.
Es kann davon ausgegangen werden, dass, wenn sich die Batterie 30 in einem Entladezustand befindet, der Steuerschalter 306 eingeschaltet wird und der eingeschaltete Steuerschalter einem Abschnitt eines leitenden Drahtes entsprechen kann. In diesem Fall besteht der Entladungspfad der Batterie 30 darin, dass ein Strom aus der elektrochemischen Zelle 307 herausfließt, durch das Überstromschutzelement 304 die Batterieentladungsöffnung erreicht und dann aus der Batterieentladungsöffnung herausfließt.
Es kann verstanden werden, dass eine spezifische Verbindungsart des Entladungskreises darin besteht, dass der Batterieentladungsanschluss 302 mit dem Überstromschutzelement 304 verbunden ist, das Überstromschutzelement 304 mit dem Steuerschalter 306, der Steuerschalter 306 mit der positiven Elektrode der elektrochemischen Zelle 307 und die negative Elektrode der elektrochemischen Zelle 307 mit dem negativen Anschluss 303 der Batterie verbunden ist.
Um den Schutz-IC 305 in die Lage zu versetzen, Spannungen auf zwei Seiten der elektrochemischen Zelle 307 genau zu erhalten, wird optional eine Filterschaltung zwischen die elektrochemische Zelle 307 und den Schutz-IC 305 geschaltet. Konkret enthält die Filterschaltung einen ersten Widerstand und einen Kondensator, und der Schutz-IC 305 enthält einen positiven und einen negativen Energiequellen-Eingangsanschluss.
Eine Art und Weise, die Filterschaltung mit der elektrochemischen Zelle 307 zu verbinden, besteht darin, dass ein erstes Ende des ersten Widerstandes mit der positiven Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist, ein zweites Ende des ersten Widerstandes mit einem ersten Ende des Kondensators und ein zweites Ende des Kondensators mit der negativen Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist.
Eine Art und Weise, den Schutz-IC mit der Filterschaltung zu verbinden, besteht darin, dass der positive Eingangsanschluss der Stromquelle mit dem ersten Ende des Kondensators und der negative Eingangsanschluss der Stromquelle mit dem zweiten Ende des Kondensators verbunden ist.
Optional enthält der Schutz-IC 305 zusätzlich ein Stromerfassungsanschluss. Der Stromerfassungsanschluss ist über einen zweiten Widerstand mit dem negativen Anschluss der Batterie verbunden. Der Schutz-IC 305 erkennt einen Ladestrom und einen Entladestrom mit Hilfe des Stromerfassungsanschluss.
Optional kann der Schutz-IC 305 so konfiguriert werden, dass er: eine Spannung und einen Strom der Schaltung erfasst und eine Anweisung an den Steuerschalter 306 entsprechend einem Spannungs- und einem Stromwert sendet.
Konkret enthält der Schutz-IC 305 einen Lade-Steueranschluss und einen Entlade-Steueranschluss, und der Steuerschalter 306 enthält einen ersten Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor MOS-Transistor und einen zweiten MOS-Transistor.
Eine spezifische Art und Weise des Verbindens des Schutz-IC 305 mit dem Steuerschalter 306 besteht darin, dass ein erstes Ende des ersten MOS-Transistors mit der negativen Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist, ein zweites Ende des ersten MOS-Transistors mit einem ersten Ende des zweiten MOS-Transistors verbunden ist und ein drittes Ende des ersten MOS-Transistors mit dem Ladesteueranschluss verbunden ist; und ein zweites Ende des zweiten MOS-Transistors mit dem negativen Anschluss der Batterie verbunden ist und ein drittes Ende des zweiten MOS-Transistors mit dem Entladesteueranschluss verbunden ist.
Genauer gesagt, wenn sich die Batterie 30 im Ladezustand befindet, ist der Schutz-IC 305 konfiguriert, um: einen Stromwert eines Ladestroms und einen Spannungswert einer Ladespannung zu erfassen; und wenn der Stromwert kleiner als ein erster Stromschwellenwert und der Spannungswert kleiner als ein erster Spannungsschwellenwert ist, einen Einschaltbefehl an den Steuerschalter 306 zu senden; oder wenn der Stromwert größer als ein erster Stromschwellenwert oder der Spannungswert größer als ein erster Spannungsschwellenwert ist, einen Ausschaltbefehl an den Steuerschalter 306 zu senden; und der Steuerschalter 306 so konfiguriert ist, dass er: beim Empfang des vom Schutzschalter IC 305 gesendeten Einschaltbefehls das Einschalten des Schalters durchführt, damit der Ladestrom zur elektrochemischen Zelle 307 fließen kann; oder beim Empfang des vom Schutzschalter IC 305 gesendeten Ausschaltbefehls das Ausschalten des Schalters durchführt, um den Ladepfad abzuschalten.
Genauer gesagt, wenn sich die Batterie 30 im Entladezustand befindet, ist der Schutz-IC 305 so konfiguriert, dass er: einen Stromwert eines Entladestroms und einen Spannungswert einer Entladespannung erfasst; und wenn der Stromwert größer als ein zweiter Stromschwellenwert oder der Spannungswert größer als ein zweiter Spannungsschwellenwert ist, einen Abschaltbefehl an den Steuerschalter 306 sendet;
der Steuerschalter 306 so konfiguriert ist, dass er, wenn er den von der Schutz-IC 305 gesendeten Abschaltbefehl empfängt, den Schalter ausschaltet, um den Entladungspfad abzuschalten; und
das Überstromschutzelement 304 ist so konfiguriert, dass es: erkennt, ob der Stromwert des Entladestroms einen dritten Stromschwellenwert überschreitet; und wenn der Stromwert des Entladestroms den dritten Stromschwellenwert überschreitet, den Entladepfad abschaltet.
Aus dem Vorstehenden kann gelernt werden, dass die Batterie, die in dieser Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung vorgesehen ist, den Ladepfad und den Entladepfad umfasst, und dass der Ladepfad und der Entladepfad unterschiedlich sind. Die Zwei-Pfad-Batterie kann nicht nur eine Schnellladung mit hohem Strom gewährleisten, sondern auch einen doppelten Schutz auf dem Entladepfad bieten, wodurch die Schnellladeleistung und die Sicherheitsleistung der Batterie gewährleistet werden.
Eine Person mit normalen Fachkenntnissen kann sich bewusst sein, dass in Kombination mit den Beispielen, die in den in dieser Spezifikation offengelegten Ausführungsformen beschrieben sind, Einheiten und Algorithmusschritte durch elektronische Hardware oder eine Kombination aus Computersoftware und elektronischer Hardware implementiert werden können. Ob die Funktionen durch Hardware oder Software ausgeführt werden, hängt von bestimmten Anmeldungen und den Designbeschränkungen der technischen Lösungen ab. Eine fachkundige Person kann verschiedene Verfahren verwenden, um die beschriebenen Funktionen für jede spezielle Anmeldung zu implementieren, aber es sollte nicht in Betracht gezogen werden, dass die Implementierung über den Anwendungsbereich der vorliegenden Anmeldung hinausgeht.
Es kann für einen Fachmann klar verständlich sein, dass zum Zweck einer bequemen und kurzen Beschreibung für einen detaillierten Arbeitsprozess des vorstehenden Systems, Apparats und der Einheit auf einen entsprechenden Prozess in den vorstehenden Ausführungsformen der Verfahren Bezug genommen wird, und Details werden hier nicht noch einmal beschrieben.
In den verschiedenen Ausführungsformen, die in dieser Anmeldung zur Verfügung gestellt werden, sollte verstanden werden, dass das offengelegte System, der Apparat und das Verfahren auf andere Weise implementiert werden können. Beispielsweise ist die beschriebene Ausführungsform des Apparates lediglich ein Beispiel. Beispielsweise ist die Einheitsteilung lediglich eine logische Funktionsteilung und kann in der tatsächlichen Implementierung eine andere Teilung sein. Zum Beispiel kann eine Vielzahl von Einheiten oder Komponenten kombiniert oder in ein anderes System integriert werden, oder einige Merkmale können ignoriert oder nicht ausgeführt werden. Darüber hinaus können die angezeigten oder diskutierten gegenseitigen Kopplungen oder direkten Kopplungen oder Kommunikationsverbindungen über einige Schnittstellen implementiert werden. Die indirekten Kopplungen oder Kommunikationsverbindungen zwischen den Geräten oder Einheiten können in elektronischer, mechanischer oder anderer Form implementiert sein.
Die als getrennte Teile beschriebenen Einheiten können physikalisch getrennt sein oder auch nicht, und die als Einheiten angezeigten Teile können physikalische Einheiten sein oder auch nicht, können sich an einer Stelle befinden oder auf mehrere Netzwerkeinheiten verteilt sein. Einige oder alle Einheiten können je nach den tatsächlichen Anforderungen ausgewählt werden, um die Ziele der Lösungen der Ausführungsformen zu erreichen.
Darüber hinaus können funktionelle Einheiten in den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung in eine Verarbeitungseinheit integriert sein, oder jede der Einheiten kann allein physisch existieren, oder zwei oder mehr Einheiten sind in einer Einheit integriert.
Bei den vorstehenden Beschreibungen handelt es sich lediglich um spezifische Implementierungen der vorliegenden Anmeldung, sie sollen jedoch nicht den Schutzbereich der vorliegenden Anmeldung einschränken. Jede Änderung oder jeder Ersatz, der von einer fachkundigen Person innerhalb des in der vorliegenden Anmeldung offengelegten technischen Umfangs ohne weiteres durchschaut werden kann, fällt in den Schutzbereich der vorliegenden Anmeldung. Daher unterliegt der Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung dem Schutzumfang der Ansprüche.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

CN 104953168 A [0006]

Claims

Batterie, wobei die Batterie einen Batterieladeanschluss, einen Batterieentladeanschluss, einen negativen Batterieanschluss, eine integrierte Schutzschaltung, einen Steuerschalter und eine elektrochemische Zelle umfasst, wobei der Batterieladeanschluss und der Batterieentladeanschluss voneinander unabhängige Anschlüsse sind; der Batterieladeanschluss mit einer ersten Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist, eine zweite Elektrode der elektrochemischen Zelle mit einem ersten Ende des Steuerschalters verbunden ist; die integrierte Schutzschaltung mit einem dritten Ende des Steuerschalters verbunden ist; und der Batterieentladeanschluss mit der ersten Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist; wobei der Batterieladeanschluss unter Verwendung eines Ladeverbindungskabels verbunden ist und die Batterieentladeöffnung unter Verwendung eines Entladeverbindungskabels verbunden ist, das Ladeverbindungskabel eine höhere Spezifikation als das Entladekabel aufweist, das Ladeverbindungskabel des Ladepfades vergleichsweise breiter und dicker ist, um eine reduzierte Kabelimpedanz bereitzustellen.
Batterie nach Anspruch 1, bei der ein zweites Ende des Steuerschalters mit einem negativen Anschluss der Batterie verbunden ist.
Batterie nach Anspruch 1 oder 2, bei der ferner ein Filterschaltkreis zwischen den integrierten Schutzschaltkreis und die elektrochemische Zelle geschaltet ist; wobei die integrierte Schutzschaltung einen positiven Energiequellen-Eingangsanschluss und einen negativen Energiequellen-Eingangsanschluss umfasst; und die Filterschaltung einen ersten Widerstand und einen Kondensator umfasst, wobei ein erstes Ende des ersten Widerstandes mit der positiven Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist, ein zweites Ende des ersten Widerstandes mit einem ersten Ende des Kondensators verbunden ist und ein zweites Ende des Kondensators mit der negativen Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist; und der positive Energiequellen-Eingangsanschluss mit dem ersten Ende des Kondensators und der negative Energiequellen-Eingangsanschluss mit dem zweiten Ende des Kondensators verbunden ist.
Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Steuerschalter einen ersten Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor, MOS-Transistor, und einen zweiten MOS-Transistor umfasst; und die integrierte Schutzschaltung einen Lade-Steueranschluss und einen Entlade-Steueranschluss umfasst, wobei ein erstes Ende des ersten MOS-Transistors mit der negativen Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist, ein zweites Ende des ersten MOS-Transistors mit einem ersten Ende des zweiten MOS-Transistors verbunden ist, und ein drittes Ende des ersten MOS-Transistors mit dem Ladesteueranschluss verbunden ist; und ein zweites Ende des zweiten MOS-Transistors mit dem negativen Anschluss der Batterie verbunden ist, und ein drittes Ende des zweiten MOS-Transistors mit dem Entlade-Steueranschluss verbunden ist.
Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei wenn sich die Batterie in einem Ladezustand befindet, die integrierte Schutzschaltung konfiguriert ist, um: einen Stromwert eines Ladestroms und einen Spannungswert einer Ladespannung zu erfassen; und wenn der Stromwert kleiner als ein erster Stromschwellenwert und der Spannungswert kleiner als ein erster Spannungsschwellenwert ist, einen Einschaltbefehl an den Steuerschalter zu senden; oder wenn der Stromwert größer als ein erster Stromschwellenwert oder der Spannungswert größer als ein erster Spannungsschwellenwert ist, einen Ausschaltbefehl an den Steuerschalter zu senden; und der Steuerschalter so konfiguriert ist, dass er: beim Empfang des von der integrierten Schutzschaltung gesendeten Einschaltbefehls das Einschalten des Schalters durchführt, um den Ladestrom zur elektrochemischen Zelle fließen zu lassen; oder beim Empfang des von der integrierten Schutzschaltung gesendeten Ausschaltbefehls das Ausschalten des Schalters durchführt, um einen Ladepfad zu unterbrechen.
Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei wenn sich die Batterie in einem entladenen Zustand befindet, die integrierte Schutzschaltung konfiguriert ist, um: einen Stromwert eines Entladestroms und einen Spannungswert einer Entladespannung zu erfassen; und, wenn der Stromwert größer als ein zweiter Stromschwellenwert oder der Spannungswert größer als ein zweiter Spannungsschwellenwert ist, einen Abschaltbefehl an den Steuerschalter zu senden; und der Steuerschalter ist so konfiguriert, dass er bei Empfang des von der integrierten Schutzschaltung gesendeten Abschaltbefehls den Schalter ausschaltet, um einen Entladungspfad zu unterbrechen.
Batterie nach den Ansprüchen 1 bis 6, wobei die integrierte Schutzschaltung ferner einen Stromerfassungsanschluss umfasst; und der Stromerfassungsanschluss wird über einen zweiten Widerstand an den negativen Anschluss der Batterie angeschlossen ist.
Batterie, wobei die Batterie einen Batterieladeanschluss, einen Batterieentladeanschluss, einen negativen Batterieanschluss, eine integrierte Schutzschaltung, mindestens einen Steuerschalter und eine elektrochemische Zelle umfasst, wobei der Batterieladeanschluss und der Batterieentladeanschluss voneinander unabhängige Anschlüsse sind; der Batterieladeanschluss über den mindestens einen Steuerschalter mit einer ersten Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist; eine zweite Elektrode der elektrochemischen Zelle mit dem negativen Batterieanschluss verbunden ist; die integrierte Schutzschaltung parallel zu den Elektroden der elektrochemischen Zelle geschaltet ist; wobei der Batterieladeanschluss unter Verwendung eines Ladeverbindungskabels und der Batterieladeanschluss unter Verwendung eines Entladeverbindungskabels verbunden ist, das Ladeverbindungskabel eine höhere Spezifikation als das Ladekabel aufweist, das Ladeverbindungskabel des Ladepfades so ausgelegt ist, dass es verbreitert und verdickt ist, um die Kabelimpedanz zu verringern.
Batterie nach Anspruch 8, wobei die integrierte Schutzschaltung einen Lade-Steueranschluss und einen Entlade-Steueranschluss umfasst; und das dritte Ende des ersten Steuerschalters mit dem Lade-Steueranschluss und das dritte Ende des zweiten Steuerschalters mit dem Entlade-Steueranschluss verbunden ist.
Batterie nach Anspruch 8 oder 9, bei der ferner eine Filterschaltung zwischen die integrierte Schutzschaltung und die elektrochemische Zelle geschaltet ist; die Filterschaltung einen ersten Widerstand und einen Kondensator umfasst; und die integrierte Schutzschaltung einen positiven Energiequellen-Eingangsanschluss VDD und einen negativen Energiequellen-Eingangsanschluss VSS umfasst, wobei ein erstes Ende des Widerstandes mit der positiven Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist, ein zweites Ende des Widerstands ist mit einem ersten Ende des Kondensators verbunden und ein zweites Ende des Kondensators ist mit der negativen Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden; und der positive Energiequellen-Eingangsanschluss mit dem ersten Ende des Kondensators und der negative Energiequellen-Eingangsanschluss mit dem zweiten Ende des Kondensators verbunden ist.
Batterie, wobei die Batterie einen Batterieladeanschluss, einen Batterieentladeanschluss, einen negativen Batterieanschluss, eine integrierte Schutzschaltung, einen Steuerschalter und eine elektrochemische Zelle umfasst, wobei der Batterieladeanschluss und der Batterieentladeanschluss voneinander unabhängige Anschlüsse sind; der Batterieladeanschluss mit einem ersten Ende des Steuerschalters verbunden ist, und ein zweites Ende des Steuerschalters mit einer positiven Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist; eine negative Elektrode der elektrochemischen Zelle ist mit dem negativen Anschluss der Batterie verbunden; die integrierte Schutzschaltung parallel mit zwei Enden der elektrochemischen Zelle verbunden ist, und die integrierte Schutzschaltung ferner mit einem dritten Ende des Steuerschalters verbunden ist; und der Batterieentladungsanschluss mit dem ersten Ende des Steuerschalters verbunden ist.
Batterie nach Anspruch 11, wobei der Batterieladeanschluss unter Verwendung eines Ladeverbindungskabels und die Batterieentladeöffnung unter Verwendung eines Entladeverbindungskabels verbunden ist, das Ladeverbindungskabel eine höhere Spezifikation als das Entladekabel aufweist, das Ladeverbindungskabel des Ladepfades vergleichsweise breiter und dicker ist, um eine reduzierte Kabelimpedanz bereitzustellen.
Batterie nach Anspruch 11 oder 12, bei der zwischen der integrierten Schutzschaltung und der elektrochemischen Zelle eine Filterschaltung geschaltet ist; die Filterschaltung einen ersten Widerstand und einen Kondensator umfasst; und die integrierte Schutzschaltung einen positiven Energiequellen-Eingangsanschluss und einen negativen Energiequellen-Eingangsanschluss umfasst, wobei ein erstes Ende des ersten Widerstandes mit der positiven Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist, ein zweites Ende des ersten Widerstandes mit einem ersten Ende des Kondensators verbunden ist und ein zweites Ende des Kondensators mit der negativen Elektrode der elektrochemischen Zelle verbunden ist; und der positive Energiequellen-Eingangsanschluss mit dem ersten Ende des Kondensators und der negative Energiequellen-Eingangsanschluss mit dem zweiten Ende des Kondensators verbunden ist.
Endgerät, wobei das Endgerät einen Ladeanschluss, eine Last und eine Lade- und Entladeschaltung des Endgeräts und die Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 13 umfasst, wobei die Lade- und Entladeschaltung eine Detektionsschaltung, eine Schutzschaltung und eine Leistungsumwandlungsschaltung umfasst; die Erfassungsschaltung mit dem Ladeanschluss des Endgeräts verbunden ist, die Erfassungsschaltung ferner mit der Schutzschaltung verbunden ist und die Schutzschaltung ferner mit dem Batterieladeanschluss verbunden ist; und die Leistungsumwandlungsschaltung mit der Last verbunden ist, und die Leistungsumwandlungsschaltung ferner mit dem Batterieentladungsanschluss verbunden ist, wobei wenn sich das Endgerät in einem Ladezustand befindet, ein Ladestrom durch den Ladeanschluss des Endgeräts in das Endgerät gelangt und durch die Detektionsschaltung, die Schutzschaltung und den Steuerschalter in die elektrochemische Zelle gelangt.
Endgerät nach Anspruch 14, wobei wenn sich das Endgerät im Ladezustand befindet, die Erfassungsschaltung so konfiguriert ist, dass sie: einen Stromwert des Ladestroms und einen Spannungswert der Ladespannung erfasst und den Stromwert des Ladestroms und den Spannungswert des Ladestroms an die Schutzschaltung sendet; und die Schutzschaltung so konfiguriert ist, dass sie: feststellt, ob der Stromwert des Ladestroms größer als eine erste Schutzschwelle und der Spannungswert des Ladestroms größer als eine zweite Schutzschwelle ist; und einen Ladepfad abschaltet, wenn der Stromwert des Ladestroms größer als die erste Schutzschwelle oder der Spannungswert des Ladestroms größer als die zweite Schutzschwelle ist.
Endgerät nach Anspruch 15, wobei wenn sich das Endgerät im Entladezustand befindet, die Leistungsumwandlungsschaltung so konfiguriert ist, dass sie: einen Entladestrom und eine Entladespannung empfängt, die von der Batterie geliefert werden, und den Entladestrom und die Entladespannung gemäß einem voreingestellten Verhältnis umwandelt, so dass eine Spannung und ein Strom geliefert werden, die nach der Umwandlung an die Last erhalten werden.
Ladesystem, wobei das Ladesystem ein Ladegerät, ein Verbindungskabel und das Endgerät nach einem der Ansprüche 14 bis 16 umfasst, wobei das Ladegerät unter Verwendung des Verbindungskabels mit dem Endgerät verbunden ist.