DE3148860A1 - Electrochemical element with a built-in electronic additional circuit - Google Patents

Electrochemical element with a built-in electronic additional circuit

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Abstract

An electrochemical element with a built-in electronic additional circuit is proposed, the function of the additional circuit taking place directly via the connections of the electrochemical cell. In consequence, the function of the electrochemical element can be influenced advantageously by limiting the maximum current which can be drawn, deep-discharge protection, etc. In addition, it is possible by passing out an additional connection from the electronic additional circuit to equip the electrochemical element with additional functions such as a frequency standard, controllability of the electrochemical element, a flashing function etc.

Description

Beschreibung der Erfindung : Elektrochemisches Element mitDescription of the invention: Electrochemical element with

elektronischer Zusatzschaltung. additional electronic circuit.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein elektrochemisches Element zu schaffen das neben der Stromerzeugung zusätzliche elektrische Funktionen erfüllt.The present invention is based on the object of an electrochemical one Element to create additional electrical functions in addition to generating electricity Fulfills.

Zum Beispiel 1. eine bessere Kapazitätsausnutzung des elektrochemischen Elements gestattet, 2.das Element vor Überlastung oder Tiefentladung und damit eventuell verbundener Zerstörung schützt, 3.das Element zusätzlich als Steuersignalgeber arbeiten läßt, 4.das Element zusätzlich externe Signale verarbeiten läßt.For example 1. better capacity utilization of the electrochemical Elements permitted, 2. the element from overload or deep discharge and thus possibly associated destruction, 3. the element also works as a control signal transmitter 4. allows the element to also process external signals.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,daß sich innerhalb des Elementgehäuses eine elektronische Zusatzschaltung befindet.The object is achieved in that within an additional electronic circuit is located in the element housing.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Elements möglich.The measures listed in the subclaims are advantageous Further developments and improvements of the element specified in the main claim are possible.

Besonders vorteilhaft ist ein elektrochemisches Element, bei dem durch die elektronische Zusatzschaltung der aus dem elektrochemischen Element entnommene Strom kontrolliert und bei Erreichen einer festgelegten Strommenge eine weitere Stromentnahme unterbunden wird.Dadurch wird erreicht,daß eine Tiefentladung und damit eventuell verbundene Zerstörung des Elements verhindert wird.An electrochemical element in which by the additional electronic circuit taken from the electrochemical element Controlled electricity and, when a specified amount of electricity is reached, another This prevents a deep discharge and any associated destruction of the element is prevented.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung an Hand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are shown in the drawing on the basis of several Figures shown and explained in more detail in the following description.

Die Zeichnung zeigt in Figur 1 bis 3 ein Prinzipschaltbild der Erfindung in einer ersten, zweiten und dritten Ausführungsform.The drawing shows a basic circuit diagram of the invention in FIGS. 1 to 3 in a first, second and third embodiment.

Figur 4 und 5 je eine Schnittansicht eines elektrochemischen Elements in einer ersten und zweiten Ausführungsform. FIGS. 4 and 5 each show a sectional view of an electrochemical element in a first and second embodiment.

In Figur 1 bezeichnet 1 eine erfindungsgemäße elektrochemische Zelle bestehend aus einem elektrochemischen Element 2 und einer dazu in Reihe liegenden elektronischen Zusatzschaltung 3.In FIG. 1, 1 denotes an electrochemical cell according to the invention consisting of an electrochemical element 2 and one in series with it additional electronic circuit 3.

4 und 5 sind die Anschlüsse der elektrochemischen Zelle 1.4 and 5 are the connections of the electrochemical cell 1.

Die elektronische Zusatzschaltung kann ihren Versorgungsstrom hierbei über den aus der elektrochemischen Zelle über die Plusleitung fließenden Strom I beziehen.Ihre Funktion führt sie direkt über Anschluß 4 aus.Zum Beispiel könnte damit eine Funktion wie die Begrenzung des maximal aus der elektrochemischen Zelle entnehmbaren Stroms oder zum Beispiel der Tiefentladeschutz für eine Sekundärzelle(automatisches Sperren der Stromentnahme bei Erreichen eines festgelegten Entadezustands)realisiert werden.Die Reihenschaltung von 3 kann auch in der Minusleitung sei Die Anschaltung einer elektronischen Zusatzschaltung 8 für ein elektrochemisches Element 6 kann auch wie in Figur 2 gezeigt erfolgen.Dabei wird die elektronische Zusatzschaltung 8 gegenüber Figur 1 zusätzlich über Versorgungsleitung 11 mit der -Minusleitung der Zelle bzw. dem Anschluß 10 verbunden.The additional electronic circuit can use its supply current via the current I flowing from the electrochemical cell via the positive lead It carries out its function directly via connection 4, for example could thus a function like limiting the maximum from the electrochemical cell drawable current or, for example, the deep discharge protection for a secondary cell (automatic Blocking of current consumption when reaching a defined discharge state) implemented The series connection of 3 can also be in the negative line an additional electronic circuit 8 for an electrochemical element 6 can also take place as shown in Figure 2. The additional electronic circuit 8 compared to FIG. 1 additionally via supply line 11 with the minus line the cell or the terminal 10 connected.

Dadurch kann z.B. eine Funktion wie die Stabilisierung der Ausgangsspannung U des elektrochemischen Elements auf einen bestimmten Wert erreicht werden.This enables e.g. a function such as the stabilization of the output voltage U of the electrochemical element can be reached to a certain value.

Die Reihenschaltung der Zusatzschaltung 8 kann hierbei auch in der Minusleitung erfolgen,wobei die zusätzliche Versorgungsleitung der Zusatzschaltung dann mit der Plusleitung bzw. dem Anschluß 9 der elektrochemischen Zelle verbunden ist.The series connection of the additional circuit 8 can also be in the Negative line take place, with the additional supply line of the additional circuit then with the plus line or the Terminal 9 of the electrochemical Cell is connected.

Eine weitere Möglichkeit in der Anschaltung besteht nach Figur 3 darin,daß die elektrochemische Zelle 12 mit einem zusätzlichen Anschluß 17,an dem der Ein-bzw. Ausgang der elektronischen Zusatzschaltung 14 herausgeführt ist,versehen wird.Die Zusatzschaltung ist hierbei über die Leitung 19 mit dem Minusanschluß 16 und über die Leitung 18 mit dem Plusanschluß 15 der elektrochemischen Zelle verbunden.Dadurch kann die elektrochemische Zelle 12 zusätzlich zur Stromerzeugung jede vorstellbare,mit elektronischen Schaltungen ausführbare Funktion über den Anschluß 17 in Verbindung mit dem Plusanschluß 15 oder dem Minusanschluß 16 erfüllen.Another possibility in the connection is according to Figure 3 that the electrochemical cell 12 with an additional connection 17 at which the input or. Output of the additional electronic circuit 14 is brought out, is provided Additional circuit is here via the line 19 to the negative terminal 16 and over the line 18 is connected to the positive terminal 15 of the electrochemical cell In addition to generating electricity, the electrochemical cell 12 can use any conceivable Electronic circuits executable function via the connection 17 in connection with the plus connection 15 or the minus connection 16.

Vorstellbar wäre zum Beispiel eine elektrochemische Zelle mit eingebauter Blinkschaltung oder eine Zelle mit eingebautem Frequenznormal für z.B. Uhren mit extrem niedriger Stromaufnahme bei denen die Lebensdauer der Uhr in etwa der Lebensdauer der elektrochemischan Zelle entspricht.Vorstellbar wäre auch ein erfindungsgemäßes elektrochemisches Element bei dem über ein externes Eingangssignal die Ausgangsspannung oder der maximal aus dem Edlem. entnehmbare Strom gesteuert wird.For example, an electrochemical cell with a built-in would be conceivable Flashing circuit or a cell with built-in frequency standard for e.g. clocks with extremely low power consumption where the lifespan of the clock is roughly the same as its lifespan which corresponds to the electrochemical cell. One according to the invention would also be conceivable electrochemical element in which the output voltage is determined via an external input signal or the maximum from the noble. drawable electricity is controlled.

Der Aufbau einer erfindungsgemäßen elektrochemischen Zelle kann entsprechend Figur 1 z.B. wie in Figur 4 am Beispiel einer Rundzelle gezeigt ist,erfolgen.The structure of an electrochemical cell according to the invention can accordingly Figure 1 e.g. as shown in Figure 4 using the example of a round cell.

Dabei ist der Minusanschluß 21 der Zelle 20 mit dem Minusanschluß des elektrochemischen Elements 22 verbunden.Der Plusanschluß des elektrochemischen Elements 22 ist über ein federndes Verbindungsglied 23 mit der elektronischen Zusatzschaltung 24 verbunden.In diesem Beispiel ist die elektronische Zusatzschaltung 24 als Trägerplättchen 25 auf dem die eigentliche Zusatzschaltung als integrierter Schaltkreis 26 aufgebracht ist die Zusatzschaltung mit dem Plusanschluß 28 der Zelle 20 verbunden.The minus connection 21 of the cell 20 is connected to the minus connection of the electrochemical element 22. The positive connection of the electrochemical Element 22 is via a resilient connecting member 23 with the additional electronic circuit 24. In this example, the additional electronic circuit 24 is used as a carrier plate 25 on which the actual additional circuit is applied as an integrated circuit 26 is the additional circuit is connected to the positive terminal 28 of the cell 20.

Der Aufbau einer erfindungsgemäßen Zelle nach Figur 3 ist in Figur 5 anhand einer Zelle 30 gezeigt.The structure of a cell according to the invention according to FIG. 3 is shown in FIG 5 is shown on the basis of a cell 30.

Das elektrochemische Element 31 ist mit dem Plusanschluß 36 über eine federnde Plusleitung 34 und mit dem Minusanschluß 38 über eine federnde Minusleitung 33 verbunden.The electrochemical element 31 is connected to the positive terminal 36 via a resilient positive lead 34 and to the negative connection 38 via a resilient negative lead 33 connected.

Die elektronische Zusatzschaltung 40 ist über Versorgungsleitung 32 mit der Minusleitung 33 und über Versorgungsleitung 35 mit der Plusleitung 34 verbunden.Die Ein- bzw.The additional electronic circuit 40 is via the supply line 32 connected to the negative line 33 and via the supply line 35 to the positive line 34 One or

Ausgänge der elektronischen Zusatzschaltung 40 sind über die federnde Anschlußleitung 37 mit dem Anschluß 39 der Zelle 30 verbunden.Outputs of the additional electronic circuit 40 are on the resilient Connection line 37 is connected to the connection 39 of the cell 30.

In den Ausführungsbeispielen nach Figur 1-5 wird jeweils ein elktrochemisches Element,z.B. ein Primärelement oder ein Sekundärelement verwendet.Es ist auch vorteilhaft wenn Spannung oder Strom eines elektrochemischen Elements nicht ausreichen,mehrere Elemente miteinander zu verschalten.In the exemplary embodiments according to FIGS. 1-5, an electrochemical is in each case Element, e.g. a primary element or a secondary element is used. It is also advantageous if the voltage or current of an electrochemical element is insufficient, several To interconnect elements.

Claims (12)

Patentansprüche: 1 .Elektrocheiniso1#es IBlement, (lae' ch ,gekeYt-nzeichnet,daß innerhalb des Elementgehäuses eine elektronische Zusatzschaltung untergebracht ist.Claims: 1.Elektrocheiniso1 # es IBlement, (lae 'ch, gekeYt-nzeich that an additional electronic circuit is housed within the element housing. 2.Elektrochemisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß mindestens ein Anschluß des elektrochemischen Elements mit der elektronischen Zusatzschaltung elektrisch leitend verbunden ist. 2. Electrochemical element according to claim 1, characterized in that at least one connection between the electrochemical element and the additional electronic circuit is electrically connected. 3.Elektrochemisches Element nach Anspruch 1 oder 2'dadurch gekennzeichnet,daß die elektronische Zusatzschaltung den aus dem elektrochemischen Element entnommenen Strom kontrolliert und bei Erreichen einer festgelegten Strommenge eine weitere Stromentnahme unterbindet. 3.Electrochemical element according to claim 1 or 2'd characterized in that the additional electronic circuit taken from the electrochemical element Controlled electricity and, when a specified amount of electricity is reached, another Power consumption prevented. 4.Elektrochemisches Element nach Anspruch 1, 2 oder 3,dadurch gekennzeichnet,daß die elektronische Zusatzschaltung die Ausgangsspannung des elektrochemischen Elements auf einen festgelegten Wert stabilisiert. 4. Electrochemical element according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the additional electronic circuit the output voltage of the electrochemical element stabilized at a specified value. 5.Elektrochemisches Element nach Anspruch 1, 2,3 oder 4,dadurch gekennzeichnet'daß die elektronische Zusatzschaltung den aus dem elektrochemischen Element entnehmbaren Strom auf einen festgelegten Höchstwert begrenzt. 5. Electrochemical element according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the additional electronic circuit that can be removed from the electrochemical element Current limited to a specified maximum value. 6.Elektrochemisches Element nach Anspruch 1, 2,3,4 oder 5,dadurch gekennzeichnet ~daß die elektronische Zusatzschaltung das elektrochemische Element den Strom impulsweise abgeben läßt. 6. Electrochemical element according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, characterized characterized ~ that the additional electronic circuit is the electrochemical element can deliver the current in pulses. 7.Elektrochemisches Element nach Anspruch 1, 2,3,4,5 oder 6,dadurch gekennzeichnet,daß dem von dem elektrochemischen Element abgegebenen Gleichstrom durch die elektronische Zusatzschaltung Impulse überlagert Werden. 7. Electrochemical element according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6, characterized characterized in that the direct current delivered by the electrochemical element pulses are superimposed by the additional electronic circuit. 8.Elektrochemisches Element nach Anspruch 1, 2,3,4,5,6 oder 7,dadurch gekennzeichnet,daß die Ein- bzw. Ausgänge der elektonischen Zusatzschaltung an einem oder mehreren zusätzlichen Anschlüssen des elektrochemischen Elements herausgeführt sind.8. Electrochemical element according to claim 1, 2,3,4,5,6 or 7, characterized characterized in that the inputs and outputs of the additional electronic circuit on one or several additional connections of the electrochemical element led out are. 9.Elektrochemisches Element nach einem der Ansprüche l-8,dadurch gekennzeichnet,daß das elektrochemische Element eine Primärzelle ist. 9. Electrochemical element according to any one of claims 1-8, characterized characterized in that the electrochemical element is a primary cell. 10. Elektrochemisches Element naCh eineml;der-Ansprüche l-8,dadurch gekennzeichnet,daß das elektrochemische Element eine Sekundärzelle ist.10. Electrochemical element according to one of the claims 1-8, characterized characterized in that the electrochemical element is a secondary cell. ll.Elektrochemisches Element nach einem der Ansprüche l-8,dadurch gekennzeichnet,daß das elektrochemische Element eine Brennstoffzelle ist. ll.Electrochemical element according to one of claims l-8, characterized characterized in that the electrochemical element is a fuel cell. 12.Elektrochemisches Element nach einem der Ansprüche 9-ll,dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Zellen zu einer Einheit zusammengeschaltet sind.12.Electrochemical element according to one of claims 9-II, characterized characterized in that several cells are interconnected to form a unit.
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