EP1350295A2 - Method and device for charging serially connected battery cells - Google Patents
Method and device for charging serially connected battery cellsInfo
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- EP1350295A2 EP1350295A2 EP02718018A EP02718018A EP1350295A2 EP 1350295 A2 EP1350295 A2 EP 1350295A2 EP 02718018 A EP02718018 A EP 02718018A EP 02718018 A EP02718018 A EP 02718018A EP 1350295 A2 EP1350295 A2 EP 1350295A2
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- voltage
- cell
- cells
- battery cells
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
Definitions
- the invention relates to a method and an arrangement for charging series-connected battery cells by means of a common charging current.
- the invention has for its object to provide a method and an arrangement of the type mentioned, with which an individual adjustment of the charging current of each battery cell is possible with simple means.
- the line voltages of two battery cells are then compared by means of a voltage comparison circuit, and the charging current of the battery cell with the higher voltage in each case is at least partially shunted after a predetermined difference in the line voltages has been exceeded.
- the voltages of neighboring cells are expediently compared with one another.
- a preferred arrangement for carrying out the method according to the invention has - a voltage tap on each pole of a battery cell, a voltage comparator circuit for two battery cells to which the voltage taps of these two battery cells are connected, - a bypass on each which can be controlled as a function of the output signals of the voltage comparator circuit battery cell.
- the comparator circuit is followed by a logic arrangement, which evaluates the states of the comparators and controls the bypasses according to a self-determined or externally determined time regime.
- the comparators can be implemented, for example, by operational amplifiers.
- a protective function for detecting the cell voltage can also be implemented, which signals that the permissible limit values have been exceeded. This protects the cell from overcharging. If necessary, the overvoltage status should be queried clocked. Furthermore, after the final charge voltage of the first cell in the system has been reached, it makes sense to limit the charge current in order to prevent the affected cell from being charged further.
- the voltage monitoring can be limited to individual cells, since with the method according to the invention the final charge voltage of the cells is reached almost simultaneously.
- two digital channels are provided for the transmission of the state when comparing neighboring cells.
- B. arise in battery arrays with a large number of cells.
- the algorithm for charge equalization can be designed in such a way that charge equalization begins at the beginning of a charging process, as a result of which the equalizing currents at the bypass are distributed over a longer period of time and thus result in advantages in the thermal load on the overall system.
- the interrogation of the cell voltages and the connection of the bypasses take place in succession. Since the connection of a bypass the Charging current of the assigned cell and thus its voltage, the comparators are queried when the bypasses are switched off after a cell-dependent stabilization time.
- logic circuits can be provided, which are clocked in a time-coordinated manner.
- the operating states of the bypasses, the comparators and, if applicable, the voltage monitoring can be recorded in central electronics. B. from the frequency of connecting a bypass to the capacity of the cell (e.g. the cell in which the bypass is switched on most often is the one with the lowest capacity). In addition, the capacity relationships can also be recorded over a longer period of time in order to be able to derive relative changes in cell capacities.
- the bypasses can be electronic switches in series with resistors or transistors, the current of which can be regulated.
- inductively recover the energy that is converted when the current flows past a cell by connecting inductive components in series to the electronic switch, which transfer the absorbed electrical energy to separate energy stores or to the Supply charging current source or to other battery cells or other electrical consumers.
- the mode of operation of the method will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings. Show it
- Fig. 1 shows an arrangement according to the invention with two battery cells connected in series and
- Fig. 2 shows a corresponding arrangement for four battery cells.
- FIG. 1 shows an arrangement of two cells n and n + 1 connected in series. Both cells are provided with a bypass n and bypass n + 1, which allow parts or the entire amount of the incoming charging current IL to bypass the cells n and n + 1, respectively, so that the remaining charging current ILn and ILn + 1 of the cells n and n + 1 is influenced.
- the line voltages are tapped at points A, B and C and fed to an evaluation circuit.
- This consists of an arrangement of resistors R1, R2 and R3, the resistors R1 and R3 each having the same size, a comparator circuit and a logic circuit.
- the resistors R1, R2, R3 are dimensioned with respect to one another in such a way that the greater part of the voltage between points A and C across the resistors R1 and R3 drops.
- the voltage drop across the resistor R2 is referred to as the tolerance voltage Vtol.
- a comparator UI compares the voltage present between points B and D and gives a high signal at its output out_a if the sum of the voltage Vn on cell n and the tolerance voltage Vtol becomes greater than the voltage Vn + 1 on cell n +1. If, on the other hand, the sum of the voltages Vn + 1 and Vtol is greater than the voltage Vn, the output out_b of a comparator U2 goes high. If both comparator outputs out_a, out_b are low, the difference between the two line voltages Vn, Vn + 1 lies within the specified tolerance voltage Vtol.
- the output signals of the comparators UI, U2 are evaluated at times which are predetermined by the logic.
- the logic also determines the connection of the bypasses n and n + 1 according to a predetermined algorithm, in which other criteria such as B. reaching a predetermined final charge voltage for the cells, dynamic effects when charging the cells, the balance between the charging currents ILn and ILn + 1 and / or other criteria can be taken into account.
- FIG. 1 A corresponding arrangement for four cells n ... n + 3 is shown in FIG. 2.
- A, B, C points for voltage tap
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Abstract
In particularly sensitive cell systems the charging current of each individual cell must be individually regulated so that overcharging of individual cells and destruction thereof is prevented. It is known that the tension of each individual cell should be measured. The charging method can be simplified considerably wherein the cell voltage of two battery cells (n,n+1) is compared by means of a voltage comparison circuit (U1,U2) and the charging current of the battery cell is at least partially shunted with the respectively higher voltage after a predetermined difference of the cell voltage is exceeded. The inventive method is particularly suitable for charging lithium-ion cells.
Description
Verfahren und Anordnung zum Laden von seriell geschalteten Method and arrangement for loading serially connected
Batteriezellenbattery cells
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Laden von seriell geschalteten Batteriezellen mittels eines gemeinsamen Ladestromes .The invention relates to a method and an arrangement for charging series-connected battery cells by means of a common charging current.
In Batterieanordnungen werden üblicherweise zur Erhöhung der zur Verfügung zu stellenden Spannung zwei oder mehr Zellen in Reihe geschaltet. Bei wiederaufladbaren Batterieanordnungen (Akkumulatoren) werden durch einen gemeinsamen Stromfluß durch alle in Reihe geschaltete Zellen zumeist alle Zellen gleichzeitig und mit exakt dem gleichen Strom geladen. Nur bei besonders empfindlichen Zellsystemen wie z. B. Lithium- Ionenzellen muß der Ladestrom jeder einzelnen Zelle individuell eingestellt werden, um das Überladen einzelner Zellen und damit deren Zerstörung zu verhindern. Hierzu ist es bekannt, die Spannung jeder einzelnen Zelle zu messen und daraus ein Kriterium zur Vorbeileitung eines Teils oder des ge- samten Ladestromes abzuleiten. Die Spannungsmessung muß dabei mit einer hohen Reproduzierbarkeit und relativen Genauigkeit bezogen auf alle Zellen im System erfolgen, da bereits sehr kleine Unterschiede in den ZeilSpannungen auf nicht zu vernachlässigende Unterschiede im Ladungszustand schließen lassen. Insbesondere bei Batterieanordnungen mit vielen in Reihe geschalteten Zellen steigt der elektronische Aufwand zur Messung und Auswertung der ZeilSpannungen erheblich an.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, mit denen mit einfachen Mitteln eine individuelle Einstellung des Ladestromes jeder Batteriezelle möglich wird.In battery arrangements, two or more cells are usually connected in series to increase the voltage to be made available. In the case of rechargeable battery arrangements (accumulators), a common current flow through all cells connected in series usually charges all cells simultaneously and with exactly the same current. Only with particularly sensitive cell systems such as B. lithium ion cells, the charging current of each cell must be set individually to prevent overcharging individual cells and thus their destruction. For this purpose, it is known to measure the voltage of each individual cell and to derive a criterion for bypassing a part or the entire charging current. The voltage measurement must be carried out with a high level of reproducibility and relative accuracy in relation to all cells in the system, since even very small differences in the cell voltages indicate significant differences in the state of charge. Particularly in the case of battery arrangements with many cells connected in series, the electronic outlay for measuring and evaluating the line voltages increases considerably. The invention has for its object to provide a method and an arrangement of the type mentioned, with which an individual adjustment of the charging current of each battery cell is possible with simple means.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 8. Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche .The object is achieved according to the invention by the features of claims 1 and 8. Appropriate configurations are the subject of the subclaims.
Danach werden die ZeilSpannungen jeweils zweier Batteriezel- len mittels einer Spannungsvergleichsschaltung verglichen und der Ladestrom der Batteriezelle mit der jeweils höheren Spannung nach Überschreiten einer vorbestimmten Differenz der ZeilSpannungen mindestens teilweise geshuntet .The line voltages of two battery cells are then compared by means of a voltage comparison circuit, and the charging current of the battery cell with the higher voltage in each case is at least partially shunted after a predetermined difference in the line voltages has been exceeded.
Zweckmäßig werden die Spannungen jeweils benachbarter Zellen miteinander verglichen.The voltages of neighboring cells are expediently compared with one another.
Eine bevorzugte Anordnung zur Durchführung des Verfahrens hat erfindungsgemäß - jeweils einen Spannungsabgriff an jedem Pol einer Batteriezelle, jeweils eine Spannungskomparatorschaltung für zwei Batteriezellen, an die die Spannungsabgriffe dieser beiden Batteriezellen geführt sind, - jeweils einen in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Spannungskomparatorschaltung ansteuerbaren Bypass an jeder Batteriezelle.A preferred arrangement for carrying out the method according to the invention has - a voltage tap on each pole of a battery cell, a voltage comparator circuit for two battery cells to which the voltage taps of these two battery cells are connected, - a bypass on each which can be controlled as a function of the output signals of the voltage comparator circuit battery cell.
Die Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß zur Bewertung des Ladezustandes lediglich eine Relativmessung der Zellspannun- gen zweier jeweils benachbarter Zellen erforderlich ist, deren Aufwand auch bei vielen in Reihe geschalteten Zellen allein von deren Anzahl abhängig ist. Eine aufwendige Absolutmessung der ZeilSpannungen ist zum Erreichen einer gleichmäßigen Aufladung aller Zellen im System nicht erforderlich.
Nach einer ersten Variante ist der Komparatorschaltung jeweils eine Logikanordnung nachgeordnet, die die Zustände der Komparatoren auswertet und nach einem eigen- oder fremdbestimmten Zeitregime die Bypässe ansteuert. Die Komparatoren können beispielsweise durch Operationsverstärker realisiert werden.The solution is characterized in that all that is required to evaluate the state of charge is a relative measurement of the cell voltages of two adjacent cells, the expense of which, even in the case of many cells connected in series, depends solely on their number. A complex absolute measurement of the line voltages is not necessary to achieve uniform charging of all cells in the system. According to a first variant, the comparator circuit is followed by a logic arrangement, which evaluates the states of the comparators and controls the bypasses according to a self-determined or externally determined time regime. The comparators can be implemented, for example, by operational amplifiers.
In Ergänzung zur Erfassung der unterschiedlichen Ladezustände kann zusätzlich eine Schutzfunktion zur Erfassung der Zellspannung realisiert werden, die ein Überschreiten der zulässigen Grenzwerte signalisiert. Dadurch wird die Zelle vor Überladung geschützt. Gegebenenfalls sollte die Abfrage des Überspannungszustandes getaktet erfolgen. Weiterhin ist nach Erreichen der Ladeendspannung der ersten Zelle im System eine Begrenzung des Ladestromes sinnvoll, um ein weite- res Aufladen der betroffenen Zelle zu verhindern. Die Spannungsüberwachung kann auf einzelne Zellen begrenzt werden, da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Ladeendspannung der Zellen nahezu gleichzeitig erreicht wird.In addition to the detection of the different charge states, a protective function for detecting the cell voltage can also be implemented, which signals that the permissible limit values have been exceeded. This protects the cell from overcharging. If necessary, the overvoltage status should be queried clocked. Furthermore, after the final charge voltage of the first cell in the system has been reached, it makes sense to limit the charge current in order to prevent the affected cell from being charged further. The voltage monitoring can be limited to individual cells, since with the method according to the invention the final charge voltage of the cells is reached almost simultaneously.
Nach einer bevorzugten Variante sind zur Übertragung des Zu- standes beim Vergleich benachbarter Zellen zwei digitale Kanäle vorgesehen, die sich kostengünstig auch über hohe Potentialbarrieren, wie sie z. B. bei Batterieanordnungen mit hoher Zellenzahl entstehen, realisieren lassen. Durch eine intelligente Auslegung einer der Spannungskomparatorschaltung nachgeordneten Logik können relativ einfach Informationen über den Zustand einzelner Zellen generiert werden. Der Algorithmus zum Ladungsausgleich kann so gestaltet werden, daß ein Ladungsausgleich bereits zu Beginn eines Ladevor- gangs einsetzt, wodurch sich die Ausgleichsströme am Bypass auf eine längere Zeit verteilen und dadurch Vorteile bei der thermischen Belastung des Gesamtsystems entstehen. Die Abfrage der Zellenspannungen und die Zuschaltung der Bypässe erfolgt nacheinander. Da die Zuschaltung eines Bypasses den
Ladestrom der zugeordneten Zelle und damit deren Spannung beeinflusst, erfolgt die Abfrage der Komparatoren bei abgeschalteten Bypässen nach einer zellabhängigen Stabilisierungszeit .According to a preferred variant, two digital channels are provided for the transmission of the state when comparing neighboring cells. B. arise in battery arrays with a large number of cells. By intelligently designing a logic downstream of the voltage comparator circuit, information about the state of individual cells can be generated relatively easily. The algorithm for charge equalization can be designed in such a way that charge equalization begins at the beginning of a charging process, as a result of which the equalizing currents at the bypass are distributed over a longer period of time and thus result in advantages in the thermal load on the overall system. The interrogation of the cell voltages and the connection of the bypasses take place in succession. Since the connection of a bypass the Charging current of the assigned cell and thus its voltage, the comparators are queried when the bypasses are switched off after a cell-dependent stabilization time.
Gegebenenfalls können mehrere Logikschaltungen vorgesehen sein, die zeitlich koordiniert getaktet werden.If necessary, several logic circuits can be provided, which are clocked in a time-coordinated manner.
Die Betriebszustände der Bypässe, der Komparatoren und gegebenenfalls der Spannungsüberwachung können in einer zentra- len Elektronik erfaßt werden, um dann z. B. aus der Häufigkeit des Zuschaltens eines Bypasses auf die Kapazität der Zelle Schließen zu können (z. B. ist die Zelle, bei der der Bypass am häufigsten zugeschaltet ist, die mit der geringsten Kapazität) . Außerdem können auch die Kapazitätsverhält- nisse über einen längeren Zeitraum erfasst werden, um daraus relative Änderungen der Zellkapazitäten ableiten zu können.The operating states of the bypasses, the comparators and, if applicable, the voltage monitoring can be recorded in central electronics. B. from the frequency of connecting a bypass to the capacity of the cell (e.g. the cell in which the bypass is switched on most often is the one with the lowest capacity). In addition, the capacity relationships can also be recorded over a longer period of time in order to be able to derive relative changes in cell capacities.
Bei einer hohen Zellenzahl entsteht das Problem der Potentialverschiebung zwischen der aktuellen Zelle und der zentra- len Elektronik. Da jeweils nur eine begrenzte Zahl von digitalen Signalen ausgetauscht werden muß, ist der Einsatz von potentialtrennenden Bauelementen, wie Optokopplern oder ähnlichen Bauteilen, sinnvoll.With a high number of cells, the problem of the potential shift between the current cell and the central electronics arises. Since only a limited number of digital signals need to be exchanged in each case, the use of potential-isolating components, such as optocouplers or similar components, makes sense.
Die Bypässe können elektronische Schalter in Reihe mit Widerständen oder Transistoren sein, deren Strom regelbar ist. Zur thermischen Entlastung der Anordnung ist es auch möglich, die Energie, die beim Vorbeileiten des Stromes an einer Zelle umgesetzt wird, induktiv zurückzugewinnen, indem in Reihe zu dem elektronischen Schalter induktive Bauelemente geschaltet sind, die die aufgenommene elektrische Energie an separate Energiespeicher oder an die Ladestromquelle oder an andere Batteriezellen oder andere elektrische Verbraucher liefern.
Die Wirkungsweise des Verfahrens soll anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele noch näher erläutert werden. Es zeigenThe bypasses can be electronic switches in series with resistors or transistors, the current of which can be regulated. For thermal relief of the arrangement, it is also possible to inductively recover the energy that is converted when the current flows past a cell by connecting inductive components in series to the electronic switch, which transfer the absorbed electrical energy to separate energy stores or to the Supply charging current source or to other battery cells or other electrical consumers. The mode of operation of the method will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings. Show it
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung mit zwei in Reihe geschalteten Batteriezellen undFig. 1 shows an arrangement according to the invention with two battery cells connected in series and
Fig. 2 eine entsprechende Anordnung für vier Batteriezellen.Fig. 2 shows a corresponding arrangement for four battery cells.
In Fig. 1 ist eine Anordnung von zwei in Reihe geschalteten Zellen n und n+1 dargestellt. Beide Zellen sind mit einem Bypass n und Bypass n+1 versehen, die es gestatten, Teile oder die gesamte Höhe des zufließenden Ladestromes IL an den Zellen n bzw. n+1 vorbeizuleiten, so daß der verbleibende Ladestrom ILn und ILn+1 der Zellen n und n+1 beeinflußt wird. Die ZeilSpannungen werden an den Punkten A, B und C abgegriffen und einer Auswerteschaltung zugeführt. Diese besteht aus einer Anordnung von Widerständen Rl, R2 und R3 , wobei die Widerstände Rl und R3 jeweils gleich groß bemessen sind, einer Komparatorschaltung und einer Logikschaltung. Die Widerstände Rl, R2, R3 sind zueinander so bemessen, daß der jeweils größere Teil der zwischen den Punkten A und C anliegenden Spannung an den Widerständen Rl und R3 abfällt.1 shows an arrangement of two cells n and n + 1 connected in series. Both cells are provided with a bypass n and bypass n + 1, which allow parts or the entire amount of the incoming charging current IL to bypass the cells n and n + 1, respectively, so that the remaining charging current ILn and ILn + 1 of the cells n and n + 1 is influenced. The line voltages are tapped at points A, B and C and fed to an evaluation circuit. This consists of an arrangement of resistors R1, R2 and R3, the resistors R1 and R3 each having the same size, a comparator circuit and a logic circuit. The resistors R1, R2, R3 are dimensioned with respect to one another in such a way that the greater part of the voltage between points A and C across the resistors R1 and R3 drops.
Die am Widerstand R2 abfallende Spannung wird als Toleranz- Spannung Vtol bezeichnet. Ein Komparator UI vergleicht die zwischen den Punkten B und D anliegende Spannung und gibt an seinem Ausgang out_a ein High-Signal, wenn die Summe aus der Spannung Vn an Zelle n und der Toleranzspannung Vtol größer wird als die Spannung Vn+1 an der Zelle n+1. Ist dagegen die Summe aus den Spannungen Vn+1 und Vtol größer als die Spannung Vn, geht der Ausgang out_b eines Komparators U2 auf High. Sind beide Komparatorausgange out_a, out_b auf Low, so liegt die Differenz der beiden ZeilSpannungen Vn, Vn+1 in-
nerhalb der vorgegebenen Toleranzspannung Vtol. Die Ausgangssignale der Komparatoren UI, U2 werden zu Zeitpunkten ausgewertet, die von der Logik vorgegeben werden. Die Logik bestimmt auch das Zuschalten der Bypässe n und n+1 nach einem vorgegebenen Algorithmus, in den noch weitere Kriterien, wie z. B. das Erreichen einer vorgegebenen Ladeendspannung für die Zellen, dynamische Effekte bei der Aufladung der Zellen, die Balance zwischen den Ladeströmen ILn und ILn+1 und/oder andere Kriterien berücksichtigt werden können.The voltage drop across the resistor R2 is referred to as the tolerance voltage Vtol. A comparator UI compares the voltage present between points B and D and gives a high signal at its output out_a if the sum of the voltage Vn on cell n and the tolerance voltage Vtol becomes greater than the voltage Vn + 1 on cell n +1. If, on the other hand, the sum of the voltages Vn + 1 and Vtol is greater than the voltage Vn, the output out_b of a comparator U2 goes high. If both comparator outputs out_a, out_b are low, the difference between the two line voltages Vn, Vn + 1 lies within the specified tolerance voltage Vtol. The output signals of the comparators UI, U2 are evaluated at times which are predetermined by the logic. The logic also determines the connection of the bypasses n and n + 1 according to a predetermined algorithm, in which other criteria such as B. reaching a predetermined final charge voltage for the cells, dynamic effects when charging the cells, the balance between the charging currents ILn and ILn + 1 and / or other criteria can be taken into account.
Prinzipiell können mehrere ineinandergeschachtelte Anordnungen gemäß Fig. 1 bei einer beliebig hohen Zellenzahl realisiert werden. Eine entsprechende Anordnung für vier Zellen n ... n+3 ist in Fig. 2 dargestellt.
In principle, several nested arrangements according to FIG. 1 can be realized with any number of cells. A corresponding arrangement for four cells n ... n + 3 is shown in FIG. 2.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
A, B, C Punkte für SpannungsabgriffA, B, C points for voltage tap
Rl, R2, R3 Widerstände Vtol ToleranzSpannungRl, R2, R3 resistors Vtol tolerance voltage
UI , U2 Komparator out_a, out_b Ausgänge der KomparatorenUI, U2 comparator out_a, out_b outputs of the comparators
Vn, Vn+1 Spannung der ZellenVn, Vn + 1 cell voltage
ILn, ILn+1 Ladestrom Ibn, Ibn+1 Bypassstrom
ILn, ILn + 1 charging current Ibn, Ibn + 1 bypass current
Claims
1. Verfahren zum Laden von seriell geschalteten Batteriezellen mittels eines gemeinsamen Ladestromes dadurch gekennzeichnet, daß die ZeilSpannungen jeweils zweier Batteriezellen mittels einer Spannungsvergleichsschaltung verglichen und der Ladestrom der Batteriezelle mit der jeweils höheren Spannung nach Überschreiten einer vorbestimmten Diffe- renz der ZeilSpannungen mindestens teilweise geshuntet wird.1. A method for charging series-connected battery cells by means of a common charging current, characterized in that the line voltages in each case two battery cells are compared by means of a voltage comparison circuit and the charging current of the battery cell is at least partially shunted with the higher voltage in each case after a predetermined difference in the line voltages has been exceeded.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Spannungsvergleichsschaltung von einer der Spannungsvergleichsschaltung nachgeordneten Logikschaltung taktweise abgefragt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the voltage comparison circuit is intermittently queried by a logic circuit downstream of the voltage comparison circuit.
Verfahren nach Anspruch 2 , gekennzeichnet dadurch, daß der Bypass durch die Logikschaltung getaktet zugeschaltet wird.Method according to Claim 2, characterized in that the bypass is switched on in a clocked manner by the logic circuit.
4. Verfahren nach Anspruch 3 , gekennzeichnet dadurch, daß der Bypass durch die Logikschaltung in Abhängigkeit von der Höhe der Differenz der ZeilSpannungen getaktet zugeschaltet wird. 4. The method according to claim 3, characterized in that the bypass is switched on in a clocked manner as a function of the level of the difference in the line voltages.
Verfahren nach Anspruch 2 , gekennzeichnet dadurch, daß der Bypassstrom durch die Logikschaltung in Abhängigkeit von der Höhe der Differenz der ZeilSpannungen geregelt wird. Method according to Claim 2, characterized in that the bypass current is regulated by the logic circuit as a function of the level of the difference in the line voltages.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Zellspannung einzelner oder aller Zellen mit einem Festwert verglichen und nach Überschreiten des Festwertes ein Signal an die Logik weitergeleitet wird, in dessen Folge der Bypassstrom und/oder der Gesamtladestrom beeinflußt wird.6. The method according to any one of claims 2 to 5, characterized in that the cell voltage of individual or all cells compared with a fixed value and a signal is passed to the logic after exceeding the fixed value, as a result of which the bypass current and / or the total charging current is influenced ,
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß die beim Vorbeileiten des Ladestromes an einer Zelle umgesetzte Energie induktiv zurückgewonnen wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the energy converted by passing the charging current past a cell is recovered inductively.
8. Anordnung zum Laden von seriell geschalteten Batteriezellen mittels eines gemeinsamen Ladestromes zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden An- Sprüche , gekennzeichnet durch8. Arrangement for charging series-connected battery cells by means of a common charging current for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized by
- jeweils einen Spannungsabgriff an jedem Pol einer Batteriezelle, jeweils eine Spannungskomparatorschaltung für zwei Batteriezellen, an die die Spannungsabgriffe dieser beiden Batteriezellen geführt sind,one voltage tap at each pole of a battery cell, one voltage comparator circuit for two battery cells, to which the voltage taps of these two battery cells are led,
- jeweils einen in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Spannungskomparatorschaltung ansteuerbaren Bypass an jeder Batteriezelle. - In each case a bypass that can be controlled as a function of the output signals of the voltage comparator circuit on each battery cell.
9. Anordnung nach Anspruch 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Spannungskomparatorschaltung aus zwei Komparatoren (UI, U2) besteht, deren gemeinsames Bezugspotential an der Verbindung (B) der Pole zweier benachbarter Batte- riezellen abgegriffen ist, daß die übrigen zwei Eingänge der Komparatoren (UI, U2) das Potential an zwei Widerständen (Rl, R3) abgreifen, die an den Gegenpolen der verbundenen Pole anliegen und die miteinander durch einen dritten Widerstand (R2) verbunden sind.9. Arrangement according to claim 8, characterized in that the voltage comparator circuit consists of two comparators (UI, U2), the common reference potential of which is tapped at the connection (B) of the poles of two adjacent battery cells, that the other two inputs of the comparators ( UI, U2) tap the potential at two resistors (Rl, R3) which abut the opposite poles of the connected poles and which are connected to one another by a third resistor (R2).
10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet dadurch, daß alle Ausgänge (out_a, out_b) der Spannungskomparator- Schaltung an die Eingänge einer Logikschaltung geführt sind, deren Ausgänge mit Ansteuerpunkten der Bypässe verbunden sind.10. Arrangement according to claim 8 or 9, characterized in that all outputs (out_a, out_b) of the voltage comparator circuit are led to the inputs of a logic circuit, the outputs of which are connected to control points of the bypasses.
11. Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, daß einzelne oder alle Zellen mit einer Spannungsüberwachung versehen sind, die ein Signal an einen zusätzlichen Eingang der Logikschaltung abgibt, wenn die Zellspannung einen zellentypabhängigen Spannungswert überschreitet .11. The arrangement according to claim 10, characterized in that individual or all cells are provided with a voltage monitor which emits a signal to an additional input of the logic circuit when the cell voltage exceeds a cell type-dependent voltage value.
12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet dadurch, daß die Logikschaltung über einen oder mehrere zusätzliche Eingänge und/oder Ausgänge verfügt, die zur Steuerung des zeitlichen Ablaufs der getakteten Abfrage der Komparatoren und/oder der Spannungsüberwachung und/oder des zeitlichen Ablaufs der getakteten Aktivierung der Bypässe mit einer oder mehreren zusätzlichen Logikschaltungen verbunden sind. 12. The arrangement according to claim 10 or 11, characterized in that the logic circuit has one or more additional inputs and / or outputs which for controlling the timing of the clocked query of the comparators and / or the voltage monitoring and / or the timing of clocked activation of the bypasses are connected to one or more additional logic circuits.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet dadurch, daß die Logikschaltung über einen oder mehrere zusätzliche Eingänge und/oder Ausgänge verfügt, die zur Erfassung des Zustandes der Komparatoren und/oder der Bypässe und/oder der Spannungsüberwachung der Zellen und zur Zuführung zu einer digitalen Signalverarbeitung mit einer oder mehreren zusätzlichen Logikschaltungen verbunden sind.13. Arrangement according to one of claims 10 to 12, characterized in that the logic circuit has one or more additional inputs and / or outputs which for detecting the state of the comparators and / or the bypasses and / or the voltage monitoring of the cells and Feeder for digital signal processing are connected to one or more additional logic circuits.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, gekennzeichnet dadurch, daß zur Übertragung einzelner oder aller digitalen Signale potentialtrennende Bauelemente wie z.B. Optokoppler oder Impulstransformatoren vorhanden sind.14. Arrangement according to one of claims 8 to 13, characterized in that for the transmission of individual or all digital signals, potential-isolating components such as Optocouplers or pulse transformers are available.
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, gekennzeichnet dadurch, daß die Bypässe elektronische Schalter sind, die in Reihe mit Widerständen geschaltet sind.15. Arrangement according to one of claims 8 to 14, characterized in that the bypasses are electronic switches which are connected in series with resistors.
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, gekennzeichnet dadurch, daß die Bypässe stromgeregelte Transistoren sind.16. Arrangement according to one of claims 8 to 14, characterized in that the bypasses are current-controlled transistors.
17. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, gekennzeichnet dadurch, daß die Bypässe elektronische Schalter sind, die in Reihe mit induktiven, die aufgenommene elektrische Energie an separate Energiespeicher oder an die Ladestromquelle o- der an andere Batteriezellen oder andere elektrische Verbraucher liefernden Bauteilen wie Spulen oder Transformatoren geschaltet sind. 17. Arrangement according to one of claims 8 to 14, characterized in that the bypasses are electronic switches, the series with inductive, the absorbed electrical energy to separate energy storage or to the charging current source or the other components supplying other battery cells or other electrical consumers how coils or transformers are connected.
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