WO2023156057A1 - Switching device, rechargeable battery pack having a switching device, system having an external power source and/or a load and having a rechargeable battery pack, and method for operating a switching device - Google Patents

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WO2023156057A1
WO2023156057A1 PCT/EP2022/088024 EP2022088024W WO2023156057A1 WO 2023156057 A1 WO2023156057 A1 WO 2023156057A1 EP 2022088024 W EP2022088024 W EP 2022088024W WO 2023156057 A1 WO2023156057 A1 WO 2023156057A1
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unit
switch unit
battery pack
switching device
switch
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PCT/EP2022/088024
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Inventor
Holger Wernerus
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Robert Bosch Gmbh
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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
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
    • H02J7/0032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits disconnection of loads if battery is not under charge, e.g. in vehicle if engine is not running
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing

Definitions

  • the activation unit has at least one diode, in particular the one already mentioned above, which circuitry is arranged between a control connection, in particular the one already mentioned above, and a source connection, in particular the one already mentioned above, of the switch unit.
  • a charging current preferably flows on the activation unit, in particular at the connection point, via the additional capacitor into the control connection the switch unit.
  • the diode preferably passes on the voltage swing occurring at the control connection to the capacitor, which preferably rectifies the voltage swing.
  • the battery pack preferably includes a housing.
  • the switching device is preferably arranged on, in particular at least essentially completely in, the housing. “At least essentially completely” can be understood to mean at least 50%, preferably at least 75% and particularly preferably at least 90% of a total volume and/or a total mass of an object.
  • the activation unit and/or the switch unit are/are arranged on the housing, preferably at least essentially completely in the housing.
  • the battery pack preferably has contact elements for an electrical connection to the load and the external power source, in particular the charger.
  • the contact elements are designed, for example, as electrical contact tulips, electrical contact tongues, electrical contact blades or the like.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a switching device according to the invention in a second alternative embodiment.
  • the switching device 10a is electrically connected to the electronic unit 18a. It is alternatively or additionally conceivable that the wake-up signal can be transmitted wirelessly from the switching device 10a to the electronic unit 18a.
  • the activation unit 16a and the switch unit 14a are electrically connected to one another. Preferably, the activation unit 16a and the switch unit 14a form a circuit.
  • the activation unit 16a is in particular designed in such a way that it generates an electrical signal, in particular the signal already mentioned above, which switches the switch unit 14a into the at least one switching state in which the switch unit 14a provides the wake-up signal.
  • the wake-up signal is an electrical signal.
  • the switch unit 14a includes at least one transistor 62a.
  • the activation unit 16a and the switch unit 14a are arranged in terms of circuitry between the connection point 28a and the further connection point 58a.
  • a voltage drop in particular a transient one, which can be generated in particular by an electrical connection between activation unit 16a and load 20a
  • a discharge current flows from control connection 32a of switch unit 14a via the additional capacitor 30a and a second resistor 46a of the activation unit 16a, so that a negative control voltage, in particular gate-source voltage, is set at the switch unit 14a.
  • the capacitor 24a is connected to the wake-up signal when the switch unit 14a is switched.
  • the high-pass function by the second resistor 46a and the further capacitor 30a is preferably provided for the purpose of generating the signal at the switch unit 14a, which is advantageous in terms of amplitude and half-life when voltage dips occur.
  • the greater the second resistance 46a or the capacitance of the further capacitor 30a the longer the half-life of the signal at the switch unit 14a and thus an effective switch-on time of the switching state of the switch unit 14a.
  • the signal is provided to the switch unit 14a in particular at least through the electrical connection to the load 20a and/or through the electrical connection to the external power source 22a, in particular the charger, in order to switch it.
  • a negative control voltage is generated at switch unit 14a, in particular in method step 72a.
  • the signal at the switch unit 14a is provided by the activation unit 16a as a function of a, in particular transient, voltage dip and/or as a function of a, in particular transient, voltage swing.
  • the wake-up signal for activating the electronic unit 18a is transmitted to the electronic unit 18a by means of the switch unit 14a.
  • FIGS. 1 to 3 Further exemplary embodiments of the invention are shown in FIGS.
  • the following descriptions and the drawings are essentially limited to the differences between the exemplary embodiments, whereby with regard to components with the same designation, in particular with regard to components with the same reference numbers, the drawings and/or the description of the other exemplary embodiments, in particular Figures 1 to 3, can be referred.
  • the letter a follows the reference number of the exemplary embodiment in FIGS.
  • the letter a has been replaced by the letters b and c.
  • the switch unit 14b includes a transistor 62b.
  • the switch unit 14b in particular the transistor 62b, has at least one source connection 26b, in particular a source connection, a control connection 32b, in particular a gate connection, and a drain connection 64b, in particular a drain connection.
  • a capacitor 24b of the activation unit 16b is provided to stabilize the electrical potential at the source connection 26b of the switch unit 14b, in particular the source connection of the transistor 62b, when the voltage threshold at the activation unit 16b is exceeded.
  • the switching device 10b comprises at least one connection point 28b and a further connection point 58b for the electrical connection to the consumer or to the external power source, in particular the charger.
  • the activation unit 16b has at least one switch 68b.
  • the switching device 10c has a further activation unit 70c, which is provided to provide a signal for switching the switch unit 14c.
  • the switch unit 14c provides a wake-up signal to activate the electronics unit 18c of the battery pack.
  • Activation unit 16c provides the signal to switch unit 14c, at least when there is an electrical connection to the consumer and/or when there is an electrical connection to the external power source, in particular the charger, in order to switch it.
  • the activation unit 16c is designed analogously to the activation unit 16b from the previous exemplary embodiment.
  • the further activation unit 70c is designed analogously to the activation unit 16a from the first exemplary embodiment.

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Abstract

The invention proceeds from a switching device (10a; 10b; 10c) for a rechargeable battery pack (12a; 12b; 12c), having at least one switch unit (14a; 14b; 14c) and at least one activation unit (16a; 16b; 16c) which is intended to provide a signal to switch the switch unit (14a; 14b; 14c), the switch unit (14a; 14b; 14c), in at least one switching state, providing a wake-up signal for activating an electronics unit (18a; 18b; 18c) of the rechargeable battery pack (12a; 12b; 12c). According to the invention, the activation unit (16a; 16b; 16c) provides the signal to the switch unit (14a; 14b; 14c) in order to switch the latter at least when there is an electrical connection to a load (20a; 20b; 20c) and/or when there is an electrical connection to an external power source (22a; 22b; 22c), in particular a charger.

Description

Beschreibung Description
Schaltvorrichtung, Akkupack mit einer Schaltvorrichtung, System mit einer externen Stromquelle und/oder einem Verbraucher und mit einem Akkupack und Verfahren zu einem Betrieb einer Schaltvorrichtung Switching device, battery pack with a switching device, system with an external power source and/or a consumer and with a battery pack and method for operating a switching device
Stand der Technik State of the art
Es ist bereits eine Schaltvorrichtung für einen Akkupack, mit zumindest einer Schaltereinheit und zumindest einer Aktivierungseinheit, welche dazu vorgesehen ist, ein Signal zu einem Schalten der Schaltereinheit bereitzustellen, wobei die Schaltereinheit in zumindest einem Schaltzustand ein Aufwachsignal zur Aktivierung einer Elektronikeinheit des Akkupacks bereitstellt, vorgeschlagen worden. A switching device for a battery pack has already been proposed, with at least one switch unit and at least one activation unit, which is intended to provide a signal for switching the switch unit, the switch unit providing a wake-up signal for activating an electronics unit of the battery pack in at least one switching state been.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of Invention
Die Erfindung geht aus von einer Schaltvorrichtung für einen Akkupack, mit zumindest einer Schaltereinheit und zumindest einer Aktivierungseinheit, welche dazu vorgesehen ist, ein Signal zu einem Schalten der Schaltereinheit bereitzustellen, wobei die Schaltereinheit in zumindest einem Schaltzustand ein Aufwachsignal zur Aktivierung einer Elektronikeinheit des Akkupacks bereitstellt. The invention is based on a switching device for a battery pack, with at least one switch unit and at least one activation unit, which is intended to provide a signal for switching the switch unit, the switch unit providing a wake-up signal for activating an electronic unit of the battery pack in at least one switching state .
Es wird vorgeschlagen, dass die Aktivierungseinheit zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit einem Verbraucher und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit einer externen Stromquelle, insbesondere einem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit bereitstellt, um diese zu schalten. Zusätzlich oder alternativ ist auch denkbar, dass die Aktivierungseinheit bei passiven Verbrauchern, beispielsweise einem leitenden Verbindungsstück zwischen Anschluss- punkten der Schaltvorrichtung, vorzugsweise zwischen Akkuzellenkontakten, insbesondere bei einem Kurzschluss oder dergleichen, das Signal an der Schaltereinheit bereitstellt, um diese zu schalten. Die Schaltvorrichtung ist insbesondere dazu vorgesehen, einem unerwünschten Stromverbrauch, beispielsweise bei Inaktivität des Akkupacks, entgegenzuwirken. Unter „vorgesehen“ soll speziell eingerichtet, speziell ausgelegt und/oder speziell ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Bevorzugt ist die Schaltvorrichtung dazu vorgesehen, den Akkupack vor einem Betrieb mit unerwünschten Betriebsparametern zu schützen. Beispielsweise ist die Schaltvorrichtung dazu vorgesehen, einer Tiefenentladung des Akkupacks, einem Überhitzen des Akkupacks, einem Überladen des Akkupacks oder dergleichen entgegenzuwirken. It is proposed that the activation unit provides the signal to the switch unit, at least when there is an electrical connection to a load and/or when there is an electrical connection to an external power source, in particular a charger, in order to switch it. Additionally or alternatively, it is also conceivable that the activation unit with passive consumers, for example a conductive connecting piece between connection points of the switching device, preferably between battery cell contacts, in particular in the event of a short circuit or the like, provides the signal to the switch unit in order to switch it. The switching device is intended in particular to counteract an undesirable power consumption, for example when the battery pack is inactive. “Provided” is intended to mean specially arranged, specially designed and/or specially equipped. The fact that an object is provided for a specific function should be understood to mean that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state. The switching device is preferably provided to protect the battery pack against operation with undesired operating parameters. For example, the switching device is provided to counteract deep discharge of the battery pack, overheating of the battery pack, overcharging of the battery pack or the like.
Insbesondere stellt die Aktivierungseinheit zumindest durch eine elektrische Verbindung mit dem Verbraucher und/oder durch eine elektrische Verbindung mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit bereit, um diese zu schalten. Bevorzugt ist die Schaltvorrichtung, insbesondere die Aktivierungseinheit, dazu vorgesehen, die Elektronikeinheit des Akkupacks zumindest durch die elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit mit dem Verbraucher und/oder durch die elektrische Verbindung mit der externen Stromquelle, vorzugsweise dem Ladegerät, zu aktivieren, insbesondere aufzuwecken. Vorzugsweise ist die Schaltvorrichtung, insbesondere die Aktivierungseinheit, dazu vorgesehen, die Elektronikeinheit des Akkupacks zumindest durch die elektrische Verbindung von Anschlusspunkten der Schaltvorrichtung mit dem Verbraucher und/oder durch die elektrische Verbindung der Anschlusspunkte der Schaltvorrichtung mit der externen Stromquelle, vorzugsweise dem Ladegerät, zu aktivieren, insbesondere aufzuwecken. Der Akkupack weist vorzugsweise eine Elektrogeräteschnittstelle auf, mit welcher ein Elektrogerät, insbesondere zumindest der Verbraucher und/oder die externe Stromquelle, elektrisch verbindbar ist/sind. Insbesondere ist die Schaltvorrichtung, bevorzugt die Aktivierungseinheit, dazu vorgesehen, die Elektronikeinheit des Akkupacks zumindest durch die elektrische Verbindung des Verbrauchers und/oder durch die elektrische Verbindung der externen Stromquelle, vorzugsweise des Ladegeräts, mit der Elektroge- räteschnittsteile des Akkupacks zu aktivieren, insbesondere aufzuwecken. Vorzugsweise sind die Anschlusspunkte der Schaltvorrichtung durch die Elektrogeräteschnittstelle des Akkupacks gebildet. In particular, the activation unit provides the signal to the switch unit at least through an electrical connection to the load and/or through an electrical connection to the external power source, in particular the charging device, in order to switch it. The switching device, in particular the activation unit, is preferably provided for activating, in particular waking up, the electronics unit of the battery pack at least through the electrical connection of the activation unit to the load and/or through the electrical connection to the external power source, preferably the charger. The switching device, in particular the activation unit, is preferably provided to activate the electronics unit of the battery pack at least by electrically connecting connection points of the switching device to the load and/or by electrically connecting the connection points of the switching device to the external power source, preferably the charger , especially to wake up. The battery pack preferably has an electrical device interface with which an electrical device, in particular at least the load and/or the external power source, can be electrically connected. In particular, the switching device, preferably the activation unit, is intended to connect the electronics unit of the battery pack at least through the electrical connection of the load and/or through the electrical connection of the external power source, preferably the charger, with the electrical to activate, in particular to wake up, the battery pack's interface parts. The connection points of the switching device are preferably formed by the electrical device interface of the battery pack.
Besonders bevorzugt ist eine, vorzugsweise automatische, Bereitstellung des Signals mittels der Aktivierungseinheit an der Schaltereinheit, um diese zu schalten zumindest durch die elektrische Verbindung der Elektrogeräteschnittstelle des Akkupacks, vorzugsweise der Aktivierungseinheit, insbesondere den Anschlusspunkten der Schaltvorrichtung, mit dem Verbraucher, vorzugsweise mit einer Akkupackschnittstelle des Verbrauchers, und/oder durch die elektrische Verbindung der Elektrogeräteschnittstelle des Akkupacks, vorzugsweise der Aktivierungseinheit, insbesondere den Anschlusspunkten der Schaltvorrichtung, mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, vorzugsweise einer Akkupackschnittstelle der externen Stromquelle, insbesondere des Ladegeräts, auslösbar. Bevorzugt ist eine, insbesondere automatische, Bereitstellung des Signals mittels der Aktivierungseinheit an der Schaltereinheit, um diese zu schalten, durch ein Einstecken des Akkupacks an der Akkupackschnittstelle des Verbrauchers und/oder an der Akkupackschnittstelle der externen Stromquelle auslösbar. Particularly preferred is a preferably automatic provision of the signal by means of the activation unit on the switch unit in order to switch it at least through the electrical connection of the electrical device interface of the battery pack, preferably the activation unit, in particular the connection points of the switching device, with the consumer, preferably with a battery pack interface of the consumer, and/or by the electrical connection of the electrical device interface of the battery pack, preferably the activation unit, in particular the connection points of the switching device, with the external power source, in particular the charger, preferably a battery pack interface of the external power source, in particular the charger. In particular, automatic provision of the signal by means of the activation unit on the switch unit in order to switch it can be triggered by plugging the battery pack into the battery pack interface of the consumer and/or into the battery pack interface of the external power source.
Zusätzlich oder alternativ ist denkbar, dass die Schaltvorrichtung dazu vorgesehen ist, die Elektronikeinheit des Akkupacks zumindest in einem Ladezustand und/oder in einem Entladezustand des Akkupacks zu aktivieren, insbesondere aufzuwecken. Der Entladezustand ist insbesondere verschieden von einer Selbstentladung. Der Entladezustand des Akkupacks ist vorzugsweise durch den Verbraucher erzeugbar. Der Ladezustand des Akkupacks ist vorzugsweise durch die externe Stromquelle, insbesondere das Ladegerät, erzeugbar. Der Akkupack umfasst insbesondere zumindest eine Akkuzelle, bevorzugt mehrere Akkuzellen, die vorzugsweise miteinander, insbesondere seriell, verschaltet sind. Bevorzugt ist der Akkupack als ein Lithium-Ionen-Akkupack ausgebildet. Alternativ ist auch denkbar, dass der Akkupack als ein Nickel-Cadmium-Akkupack oder als ein anderer, einem Fachmann als sinnvoll erscheinender Akkupack ausgebildet ist. Es ist denkbar, dass die Aktivierungseinheit das Signal an der Schaltereinheit bereitstellt, zumindest wenn die zumindest eine Akkuzelle in einem Entladezustand ist, welcher beispielsweise durch den Verbraucher erzeugbar ist, und/oder wenn die zumindest eine Akkuzelle in einem Ladezustand ist, welcher beispielsweise durch die externe Stromquelle erzeugbar ist. Zusätzlich oder alternativ ist denkbar, dass die Aktivierungseinheit das Signal an der Schaltereinheit bereitstellt, wenn an der Akkuzelle ein Kurzschluss auftritt. Additionally or alternatively, it is conceivable that the switching device is provided to activate, in particular to wake up, the electronics unit of the battery pack at least in a charging state and/or in a discharged state of the battery pack. In particular, the discharge state is different from a self-discharge. The discharge state of the battery pack can preferably be generated by the consumer. The state of charge of the battery pack can preferably be generated by the external power source, in particular the charger. In particular, the battery pack comprises at least one battery cell, preferably a plurality of battery cells, which are preferably connected to one another, in particular in series. The battery pack is preferably designed as a lithium-ion battery pack. Alternatively, it is also conceivable for the battery pack to be designed as a nickel-cadmium battery pack or as another battery pack that a person skilled in the art deems appropriate. It is conceivable that the activation unit provides the signal to the switch unit, at least when the at least one battery cell is in a discharged state, which can be generated by the consumer, for example, and/or when the at least one battery cell is in a state of charge which can be generated, for example, by the external power source. Additionally or alternatively, it is conceivable that the activation unit provides the signal to the switch unit when a short circuit occurs in the battery cell.
Die Elektronikeinheit des Akkupacks ist vorzugsweise dazu eingerichtet, zumindest einen Betriebsparameter der zumindest einen Akkuzelle zu überwachen. Bevorzugt umfasst die Elektronikeinheit zumindest eine Steuereinheit. Die Steuereinheit umfasst insbesondere zumindest einen Prozessor und ein Speicherelement sowie ein auf dem Speicherelement gespeichertes Betriebsprogramm. Das Speicherelement ist vorzugsweise als digitales Speichermedium, beispielsweise als eine Festplatte oder dergleichen ausgebildet. Vorzugsweise umfasst die Elektronikeinheit, insbesondere die Steuereinheit, zumindest eine Schutzfunktion zu einem Schutz der zumindest einen Akkuzelle vor Spannungen in einem unerwünschten Spannungsbereich, Temperaturen in einem unerwünschten Temperaturbereich, Strömen in einem unerwünschten Strombereich oder dergleichen. Die Schutzfunktion ist beispielsweise abhängig von dem zumindest einen Betriebsparameter. Der Betriebsparameter kann eine Spannungskenngröße, eine Stromkenngröße, eine Widerstandskenngröße, eine Temperaturkenngröße oder dergleichen sein. Vorzugsweise ist die Elektronikeinheit bei Inaktivität des Akkupacks deaktiviert. Insbesondere ist die Elektronikeinheit bei Inaktivität des Akkupacks deaktiviert, um einen möglichst geringen Stromverbrauch zu erreichen. The electronics unit of the battery pack is preferably set up to monitor at least one operating parameter of the at least one battery cell. The electronic unit preferably comprises at least one control unit. In particular, the control unit comprises at least one processor and one memory element as well as an operating program stored on the memory element. The storage element is preferably designed as a digital storage medium, for example as a hard disk or the like. The electronics unit, in particular the control unit, preferably includes at least one protective function for protecting the at least one battery cell from voltages in an undesirable voltage range, temperatures in an undesirable temperature range, currents in an undesirable current range or the like. The protective function is dependent on the at least one operating parameter, for example. The operating parameter may be a voltage characteristic, a current characteristic, a resistance characteristic, a temperature characteristic, or the like. The electronics unit is preferably deactivated when the battery pack is inactive. In particular, the electronics unit is deactivated when the battery pack is inactive in order to achieve the lowest possible power consumption.
Die Aktivierungseinheit stellt bevorzugt zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät das Signal an der Schaltereinheit bereit, um diese in den Schaltzustand zu schalten, in dem die Schaltereinheit das Aufwachsignal zur Aktivierung der Elektronikeinheit des Akkupacks bereitstellt. Der Verbraucher ist beispielsweise als eine Handwerkzeugmaschine, als ein Radio, insbesondere ein Baustellenradio, als eine Leuchte, insbesondere eine Baustellenleuchte, oder als ein anderer, einem Fachmann als sinnvoll erscheinender akkubetriebener Verbraucher ausgebildet. Der Akkupack versorgt den Verbraucher insbesondere in einem an dem Verbraucher angeordneten Zustand des Akkupacks mit elektrischer Energie. Die externe Stromquelle, insbe- sondere das Ladegerät, ist vorzugsweise dazu vorgesehen, den Akkupack, insbesondere die zumindest eine Akkuzelle, zu laden, vorzugweise in einem an der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, angeordneten Zustand des Akkupacks. Die externe Stromquelle ist vorzugsweise als, insbesondere das zuvor bereits genannte, Ladegerät ausgebildet. Alternativ ist auch denkbar, dass die externe Stromquelle als eine Powerbank, als ein Netzteil oder dergleichen ausgebildet ist. The activation unit preferably provides the signal to the switch unit at least when there is an electrical connection to the load and/or when there is an electrical connection to the external power source, in particular the charger, in order to switch it to the switching state in which the switch unit sends the wake-up signal for activation the electronics unit of the battery pack. The consumer is embodied, for example, as a hand-held power tool, as a radio, in particular a construction site radio, as a lamp, in particular a construction site lamp, or as another battery-powered consumer that appears sensible to a person skilled in the art. The battery pack supplies the consumer with electrical energy, in particular when the battery pack is in a state on the consumer. The external power source, especially The charger, in particular, is preferably intended to charge the battery pack, in particular the at least one battery cell, preferably in a state of the battery pack which is arranged on the external power source, in particular the charger. The external power source is preferably in the form of a charging device, in particular the charging device already mentioned above. Alternatively, it is also conceivable that the external power source is in the form of a power bank, a power pack or the like.
Bevorzugt ist die Schaltvorrichtung in zumindest einem Betriebszustand elektrisch mit der Elektronikeinheit verbunden. Es ist alternativ oder zusätzlich denkbar, dass das Aufwachsignal kabellos von der Schaltvorrichtung an die Elektronikeinheit übertragbar ist. Die Aktivierungseinheit und die Schaltereinheit sind insbesondere elektrisch miteinander verbunden. Vorzugsweise bilden die Aktivierungseinheit und die Schaltereinheit einen Schaltkreis. Insbesondere ist die Aktivierungseinheit derart ausgebildet, dass diese ein elektrisches, insbesondere das zuvor bereits genannte, Signal erzeugt, welches die Schaltereinheit in den zumindest einen Schaltzustand schaltet, in dem die Schaltereinheit das Aufwachsignal bereitstellt. Das Aufwachsignal ist vorzugsweise ein elektrisches Signal. Die Aktivierungseinheit umfasst vorzugsweise zumindest ein elektrisches Bauelement, bevorzugt mehrere elektrische Bauelemente, beispielsweise zumindest einen Widerstand, zumindest einen Kondensator, zumindest eine Diode, zumindest einen Transistor oder dergleichen. Die Schaltereinheit umfasst bevorzugt zumindest einen Transistor. Es ist denkbar, dass die Schaltereinheit zumindest eine Diode, einen Kondensator, einen Widerstand oder dergleichen umfasst. Die zumindest eine Diode der Aktivierungseinheit bzw. der Schaltereinheit ist beispielsweise als eine Z-Diode, als eine Si-Diode, als eine Schottky-Diode oder als eine andere einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Diode ausgebildet. Insbesondere umfasst die Schaltereinheit zumindest einen Feldeffekttransistor, vorzugsweise einen Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET), bevorzugt einen p-Kanal-MOSFET. Alternativ ist auch denkbar, dass die Schaltereinheit einen anderen, insbesondere von einem p-Kanal-MOSFET verschiedenen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Transistor umfasst. Besonders bevorzugt umfasst die Schaltereinheit lediglich einen einzelnen Transistor. Insbesondere stellt die Aktivierungseinheit zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit, vorzugsweise an dem, bevorzugt einzelnen, Transistor der Schaltereinheit bereit, um diese/n zu schalten. Vorzugweise ist die Schaltereinheit derart mit der Aktivierungseinheit verschaltet, dass der, bevorzugt einzelne, Transistor der Schaltereinheit zumindest bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit mit einem Verbraucher und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit einer externen Stromquelle das Aufwachsignal bereitstellt. The switching device is preferably electrically connected to the electronics unit in at least one operating state. It is alternatively or additionally conceivable that the wake-up signal can be transmitted wirelessly from the switching device to the electronics unit. The activation unit and the switch unit are in particular electrically connected to one another. The activation unit and the switch unit preferably form a circuit. In particular, the activation unit is designed in such a way that it generates an electrical signal, in particular the signal already mentioned above, which switches the switch unit into the at least one switching state in which the switch unit provides the wake-up signal. The wake-up signal is preferably an electrical signal. The activation unit preferably comprises at least one electrical component, preferably a plurality of electrical components, for example at least one resistor, at least one capacitor, at least one diode, at least one transistor or the like. The switch unit preferably includes at least one transistor. It is conceivable that the switch unit includes at least one diode, one capacitor, one resistor or the like. The at least one diode of the activation unit or the switch unit is designed, for example, as a Zener diode, as an Si diode, as a Schottky diode or as another diode that appears sensible to a person skilled in the art. In particular, the switch unit comprises at least one field effect transistor, preferably a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET), preferably a p-channel MOSFET. Alternatively, it is also conceivable for the switch unit to include another transistor, in particular different from a p-channel MOSFET, which appears sensible to a person skilled in the art. The switch unit particularly preferably comprises only a single transistor. In particular, the activation unit provides at least in an electrical connection to the consumer and / or in an electrical connection with the external power source, in particular the charger, the signal to the switch unit, preferably to the, preferably single, transistor of the switch unit ready to switch this / n. The switch unit is preferably connected to the activation unit in such a way that the preferably single transistor of the switch unit provides the wake-up signal at least when the activation unit is electrically connected to a load and/or when there is an electrical connection to an external power source.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schaltvorrichtung kann besonders flexibel ein Aufwachsignal generiert werden. Vorteilhaft kann besonders flexibel ein Aufwachsignal zum Aufwecken einer Elektronikeinheit eines Akkupacks bereitgestellt werden. Vorteilhaft kann ein besonders stromsparender Betrieb eines Akkupacks unterstützt werden. Vorteilhaft kann durch die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung ein Aufwachsignal zumindest durch eine elektrische Verbindung der Schaltvorrichtung mit dem Verbraucher und/oder durch eine elektrische Verbindung der Schaltvorrichtung mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, generiert werden. Vorteilhaft kann mittels der Schaltvorrichtung beispielsweise einer Tiefenentladung eines Akkupacks, einem Überhitzen des Akkupacks oder einem Überladen des Akkupacks entgegengewirkt werden. The configuration of the switching device according to the invention allows a wake-up signal to be generated in a particularly flexible manner. A wake-up signal for waking up an electronics unit of a battery pack can advantageously be provided in a particularly flexible manner. A particularly power-saving operation of a battery pack can advantageously be supported. Advantageously, the switching device according to the invention can generate a wake-up signal at least by electrically connecting the switching device to the load and/or by electrically connecting the switching device to the external power source, in particular the charger. The switching device can advantageously be used to counteract, for example, deep discharge of a battery pack, overheating of the battery pack or overcharging of the battery pack.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Aktivierungseinheit bei einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, eine negative Steuerspannung an der Schaltereinheit erzeugt. Bevorzugt ist die Schaltereinheit, insbesondere der zumindest eine Transistor der Schaltereinheit, derart ausgebildet, dass eine negative Steuerspannung die Schaltereinheit, vorzugsweise den Transistor der Schaltereinheit, in den Schaltzustand schaltet, in dem die Schaltereinheit das Aufwachsignal bereitstellt. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass die Aktivierungseinheit derart ausgebildet ist, dass die Aktivierungseinheit zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, eine positive Steuerspannung an der Schaltereinheit erzeugt, wobei die Schaltereinheit insbesondere derart ausgebildet ist, dass eine positive Steuerspannung die Schaltereinheit, bevorzugt den Transistor der Schaltereinheit, in den Schaltzustand schaltet, in dem die Schaltereinheit das Aufwachsignal bereitstellt. Bevorzugt weist die Schaltereinheit, vorzugsweise der Transistor, zumindest einen Quellen-Anschluss, insbesondere einen Source-Anschluss, einen Steuer-Anschluss, insbesondere einen Gate-Anschluss, und einen Abfluss- Anschluss, insbesondere einen Drain-Anschluss, auf. Die Steuerspannung ist vorzugsweise eine Spannung zwischen dem Steuer-Anschluss und dem Quellen- Anschluss, vorzugsweise eine Gate-Source-Spannung. Vorteilhaft kann die Schaltereinheit zumindest bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit mit dem Verbraucher und/oder bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, in den Schaltzustand geschaltet werden, in dem die Schaltereinheit das Aufwachsignal bereitstellt. Vorteilhaft kann besonders flexibel und einfach das Aufwachsignal bereitgestellt werden. It is also proposed that the activation unit generates a negative control voltage at the switch unit when there is an electrical connection to the load and/or when there is an electrical connection to the external power source, in particular the charging device. The switch unit, in particular the at least one transistor of the switch unit, is preferably designed such that a negative control voltage switches the switch unit, preferably the transistor of the switch unit, into the switching state in which the switch unit provides the wake-up signal. Alternatively, however, it is also conceivable for the activation unit to be designed in such a way that the activation unit generates a positive control voltage at the switch unit at least when there is an electrical connection to the load and/or when there is an electrical connection to the external power source, in particular the charging device, with the Switch unit is designed in particular such that a positive control voltage the switch unit, preferably the transistor of the switch unit, in switches the switching state in which the switch unit provides the wake-up signal. The switch unit, preferably the transistor, preferably has at least one source connection, in particular a source connection, a control connection, in particular a gate connection, and a drain connection, in particular a drain connection. The control voltage is preferably a voltage between the control terminal and the source terminal, preferably a gate-source voltage. Advantageously, the switch unit can be switched to the switching state in which the switch unit provides the wake-up signal, at least when the activation unit is electrically connected to the load and/or when the activation unit is electrically connected to the external power source, in particular the charger. The wake-up signal can advantageously be provided in a particularly flexible and simple manner.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der zumindest eine Schaltzustand der Schaltereinheit ein leitender Zustand der Schaltereinheit ist. Insbesondere stellt die Schaltereinheit, vorzugsweise der Transistor der Schaltereinheit, in dem leitenden Zustand der Schaltereinheit, vorzugsweise des Transistors der Schaltereinheit, das Aufwachsignal bereit. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass der zumindest eine Schaltzustand, in dem insbesondere die Schaltereinheit das Aufwachsignal bereitstellt, ein nichtleitender Zustand der Schaltereinheit, insbesondere des Transistors der Schaltereinheit, ist. Vorteilhaft kann einer unbeabsichtigten Bereitstellung des Aufwachsignals besonders einfach und effektiv entgegengewirkt werden. Vorteilhaft kann einem unbeabsichtigten Stromverbrauch durch die Elektronikeinheit besonders effektiv und einfach entgegengewirkt werden. It is also proposed that the at least one switching state of the switch unit is a conductive state of the switch unit. In particular, the switch unit, preferably the transistor of the switch unit, provides the wake-up signal when the switch unit, preferably the transistor of the switch unit, is in the conductive state. Alternatively, however, it is also conceivable that the at least one switching state, in which in particular the switch unit provides the wake-up signal, is a non-conductive state of the switch unit, in particular of the transistor of the switch unit. Unintentional provision of the wake-up signal can advantageously be counteracted in a particularly simple and effective manner. Unintentional power consumption by the electronic unit can advantageously be counteracted in a particularly effective and simple manner.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Aktivierungseinheit in Abhängigkeit von einem Überschreiten einer Spannungsschwelle das Signal an der Schaltereinheit bereitstellt. Die Spannungsschwelle bezieht sich insbesondere auf die Spannung der zumindest einen Akkuzelle. Bevorzugt stellt die Aktivierungseinheit das Signal an der Schaltereinheit bereit, wenn eine Spannung der zumindest einen Akkuzelle die Spannungsschwelle überschreitet. Vorzugsweise ist die Spannungsschwelle an der Aktivierungseinheit derart ausgelegt, dass zumindest bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit mit dem Verbraucher und/oder bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit mit der exter- nen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, die Spannungsschwelle überschreitbar ist, insbesondere zumindest in dem Entladezustand und/oder in dem Ladezustand des Akkupacks, um das Signal an der Schaltereinheit bereitzustellen. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass die Aktivierungseinheit das Signal an der Schaltereinheit in Abhängigkeit vom Überschreiten der Spannungsschwelle unabhängig von einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit mit dem Verbraucher und/oder unabhängig von einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, bereitstellt. Vorteilhaft kann das Signal an der Schaltereinheit besonders flexibel und einfach bereitgestellt werden. Furthermore, it is proposed that the activation unit provides the signal to the switch unit as a function of a voltage threshold being exceeded. The voltage threshold relates in particular to the voltage of the at least one battery cell. The activation unit preferably provides the signal to the switch unit when a voltage of the at least one battery cell exceeds the voltage threshold. The voltage threshold at the activation unit is preferably designed in such a way that at least when there is an electrical connection between the activation unit and the load and/or when there is an electrical connection between the activation unit and the external NEN power source, in particular the charger, the voltage threshold can be exceeded, in particular at least in the discharge state and / or in the charging state of the battery pack to provide the signal to the switch unit. Alternatively, however, it is also conceivable for the activation unit to provide the signal to the switch unit as a function of the voltage threshold being exceeded, independently of an electrical connection between the activation unit and the load and/or independently of an electrical connection between the activation unit and the external power source, in particular the charger . Advantageously, the signal can be provided at the switch unit in a particularly flexible and simple manner.
Außerdem wird, insbesondere in zumindest einem alternativen Ausführungsbeispiel, vorgeschlagen, dass die Aktivierungseinheit in Abhängigkeit von einem, insbesondere transienten, Spannungseinbruch das Signal an der Schaltereinheit bereitstellt. Insbesondere stellt die Aktivierungseinheit in Abhängigkeit von einem an der Aktivierungseinheit auftretenden, insbesondere transienten, Spannungseinbruch das Signal an der Schaltereinheit bereit. Insbesondere erzeugt eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit mit dem Verbraucher den, bevorzugt transienten, Spannungseinbruch, in Abhängigkeit von dem die Aktivierungseinheit vorzugsweise das Signal an der Schaltereinheit bereitstellt. Insbesondere ist der, vorzugsweise transiente, Spannungseinbruch an der Aktivierungseinheit, um das Signal an der Schaltereinheit bereitzustellen, durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit mit einem, insbesondere dem zuvor bereits genannten, Verbraucher und/oder einen Kurzschluss erzeugbar und vorzugsweise nicht durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit mit einer, bevorzugt der zuvor bereits genannten, externen Stromquelle, insbesondere einem, vorzugsweise dem zuvor bereits genannten, Ladegerät. Vorteilhaft kann das Signal an der Schaltereinheit besonders einfach bereitgestellt werden. In addition, it is proposed, in particular in at least one alternative exemplary embodiment, that the activation unit provides the signal to the switch unit as a function of a, in particular transient, voltage dip. In particular, the activation unit provides the signal to the switch unit as a function of a voltage drop, in particular a transient voltage drop, that occurs at the activation unit. In particular, an electrical connection between the activation unit and the load generates the preferably transient voltage drop, as a function of which the activation unit preferably provides the signal to the switch unit. In particular, the preferably transient voltage drop at the activation unit, in order to provide the signal at the switch unit, can be generated by an electrical connection of the activation unit to a consumer, in particular the one already mentioned above, and/or a short circuit and preferably not by an electrical connection of the Activation unit with an external power source, preferably the one already mentioned above, in particular a charger, preferably the one already mentioned above. Advantageously, the signal can be provided particularly easily at the switch unit.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Aktivierungseinheit in Abhängigkeit von einem, insbesondere transienten, Spannungshub das Signal an der Schaltereinheit bereitstellt. Insbesondere stellt die Aktivierungseinheit in Abhängigkeit von einem an der Aktivierungseinheit auftretenden, insbesondere transienten, Spannungshub das Signal an der Schaltereinheit bereit. Insbesondere ist durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, der, bevorzugt transiente, Spannungshub erzeugbar, in Abhängigkeit von dem die Aktivierungseinheit vorzugsweise das Signal an der Schaltereinheit bereitstellt. Insbesondere ist der, vorzugsweise transiente, Spannungshub an der Aktivierungseinheit, um das Signal an der Schaltereinheit bereitzustellen, lediglich durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit mit einer externen Stromquelle, insbesondere einem Ladegerät, erzeugbar und insbesondere nicht durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit mit einem Verbraucher. Vorteilhaft kann das Signal an der Schaltereinheit besonders einfach bereitgestellt werden. Furthermore, it is proposed that the activation unit provides the signal to the switch unit as a function of a voltage swing, in particular a transient one. In particular, the activation unit provides the signal to the switch unit as a function of a, in particular transient, voltage swing occurring at the activation unit. In particular, by electrically connecting the activation unit to the external power source, in particular the charger, which, preferably transient, voltage swing can be generated, depending on which the activation unit preferably provides the signal to the switch unit. In particular, the preferably transient voltage swing at the activation unit, in order to provide the signal to the switch unit, can only be generated by electrically connecting the activation unit to an external power source, in particular a charging device, and in particular not by electrically connecting the activation unit to a consumer. Advantageously, the signal can be provided particularly easily at the switch unit.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Aktivierungseinheit einen, insbesondere den zuvor bereits genannten, Kondensator aufweist, welcher ein elektrisches Potential an einem, insbesondere dem zuvor bereits genannten, Quellen-Anschluss der Schaltereinheit stabilisiert. Vorzugsweise ist der Kondensator, insbesondere in einem statischen Zustand der Schaltervorrichtung und bevorzugt über den zumindest einen Widerstand der Aktivierungseinheit, auf eine Spannung der zumindest einen Akkuzelle geladen. Bevorzugt ist der Kondensator dazu vorgesehen, das elektrische Potential an dem Quellen-Anschluss der Schaltereinheit, insbesondere dem Source-Anschluss des Transistors der Schaltereinheit, zumindest bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, und/oder bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit mit dem Verbraucher zu stabilisieren. Vorzugsweise ist der Kondensator dazu vorgesehen, das elektrische Potential an dem Quellen-Anschluss der Schaltereinheit, insbesondere dem Source-Anschluss des Transistors der Schaltereinheit, bei einem Überschreiten der Spannungsschwelle an der Aktivierungseinheit, bei einem an der Aktivierungseinheit auftretenden, insbesondere transienten, Spannungseinbruch und/oder bei einem an der Aktivierungseinheit auftretenden, insbesondere transienten, Spannungshub zu stabilisieren. Bevorzugt stabilisiert der Kondensator das elektrische Potential an dem Quellen-Anschluss, um das Signal an der Schaltereinheit bereitzustellen, insbesondere um das Erzeugen der negativen Steuerspannung an der Schaltereinheit zu ermöglichen. Vorteilhaft kann zumindest durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit mit der externen Einheit, insbesondere dem Ladegerät, und/oder durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit mit dem Verbraucher das Signal an der Schaltereinheit bereitgestellt werden, insbesondere eine negative Steuerspannung an der Schaltereinheit erzeugt werden. Vorteilhaft kann ein besonders zuverlässiges Schalten der Schaltereinheit erreicht werden. It is also proposed that the activation unit has a capacitor, in particular the one already mentioned above, which stabilizes an electrical potential at a source connection, in particular the one already mentioned above, of the switch unit. The capacitor is preferably charged to a voltage of the at least one battery cell, in particular when the switching device is in a static state and preferably via the at least one resistor of the activation unit. The capacitor is preferably provided to reduce the electrical potential at the source connection of the switch unit, in particular the source connection of the transistor of the switch unit, at least when there is an electrical connection between the activation unit and the external power source, in particular the charging device, and/or when there is an electrical To stabilize connection of the activation unit with the consumer. The capacitor is preferably provided for the purpose of reducing the electrical potential at the source connection of the switch unit, in particular the source connection of the transistor of the switch unit, when the voltage threshold on the activation unit is exceeded, in the event of a particularly transient voltage dip and/or voltage dip occurring on the activation unit or in the event of a voltage swing, in particular a transient one, occurring at the activation unit. The capacitor preferably stabilizes the electrical potential at the source connection in order to provide the signal at the switch unit, in particular to enable the negative control voltage to be generated at the switch unit. Advantageously, the signal can be provided at the switch unit at least by an electrical connection of the activation unit to the external unit, in particular the charging device, and/or by an electrical connection of the activation unit to the consumer, in particular a negative control voltage can be generated at the switch unit. A particularly reliable switching of the switch unit can advantageously be achieved.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Schaltvorrichtung zumindest einen Anschlusspunkt zur elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher oder mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, umfasst, wobei die Aktivierungseinheit zumindest einen, insbesondere weiteren, Kondensator aufweist, welcher schaltungstechnisch zwischen einem, insbesondere dem zuvor bereits genannten, Steuer-Anschluss der Schaltereinheit und dem zumindest einen Anschlusspunkt angeordnet ist. Der Anschlusspunkt entspricht insbesondere einem Pluspol der zumindest einen Akkuzelle. Die Schaltvorrichtung umfasst insbesondere zumindest einen weiteren Anschlusspunkt zur elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher oder mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät. Der weitere Anschlusspunkt entspricht insbesondere einem Minuspol der zumindest einen Akkuzelle. Die Aktivierungseinheit und/oder die Schaltereinheit sind/ist insbesondere schaltungstechnisch zwischen dem Anschlusspunkt und dem weiteren Anschlusspunkt angeordnet. Beispielsweise fließt bei einem, vorzugsweise transienten, Spannungseinbruch, welcher insbesondere durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit mit dem Verbraucher erzeugbar ist, an der Aktivierungseinheit, insbesondere an dem Anschlusspunkt, ein Entladestrom aus dem Steuer-Anschluss der Schaltereinheit über den weiteren Kondensator, sodass sich insbesondere an der Schaltereinheit eine negative Steuerspannung, vorzugsweise, Gate-Source-Spannung, einstellt. Vorzugsweise ist der Kondensator in dem Schaltzustand der Schaltereinheit mit dem Aufwachsignal verbunden. Vorteilhaft kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Aktivierungseinheit durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit zumindest mit dem Verbraucher und/oder mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, die Schaltereinheit in den Schaltzustand geschaltet werden. Vorteilhaft kann sowohl durch einen, insbesondere transienten, Spannungshub an der Aktivierungseinheit als auch durch einen, insbesondere transienten, Spannungseinbruch an der Aktivierungseinheit, das Signal an der Schaltereinheit bereitgestellt werden. Furthermore, it is proposed that the switching device comprises at least one connection point for the electrical connection to the load or to the external power source, in particular the charger, with the activation unit having at least one, in particular another, capacitor which, in terms of circuitry, is between one, in particular the previously already mentioned, control connection of the switch unit and the at least one connection point is arranged. The connection point corresponds in particular to a positive pole of the at least one battery cell. In particular, the switching device comprises at least one further connection point for the electrical connection to the consumer or to the external power source, in particular the charger. The additional connection point corresponds in particular to a negative pole of the at least one battery cell. The activation unit and/or the switch unit are/is arranged in particular in terms of circuitry between the connection point and the further connection point. For example, in the event of a preferably transient voltage drop, which can be generated in particular by an electrical connection between the activation unit and the load, a discharge current flows from the control terminal of the switch unit via the additional capacitor at the activation unit, in particular at the connection point, so that in particular sets a negative control voltage, preferably gate-source voltage, at the switch unit. The capacitor is preferably connected to the wake-up signal when the switch unit is in the switching state. The configuration of the activation unit according to the invention can advantageously switch the switch unit to the switching state by electrically connecting the activation unit to at least the consumer and/or to the external power source, in particular the charger. Advantageously, the signal can be provided at the switch unit both by a, in particular transient, voltage swing at the activation unit and by a, in particular transient, voltage drop at the activation unit.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Aktivierungseinheit zumindest eine, insbesondere die zuvor bereits genannte, Diode aufweist, welche schaltungstech- nisch zwischen einem, insbesondere dem zuvor bereits genannten, Steuer- Anschluss und einem, insbesondere dem zuvor bereits genannten, Quellen- Anschluss der Schaltereinheit angeordnet ist. Bevorzugt fließt bei einem, vorzugsweise transienten, Spannungshub, welcher beispielsweise durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, erzeugbar ist, an der Aktivierungseinheit, insbesondere an dem Anschlusspunkt, ein Ladestrom über den weiteren Kondensator in den Steuer-Anschluss der Schaltereinheit. Vorzugsweise reicht die Diode den an dem Steuer-Anschluss auftretenden Spannungshub an den Kondensator weiter, welcher den Spannungshub vorzugsweise gleichrichtet. Vorzugsweise relaxiert die Spannung an dem Steuer-Anschluss nach dem, insbesondere transienten, Spannungshub wieder auf einen niedrigeren Wert, welcher vorzugsweise einem anfänglichen Wert der Spannung an dem Quellen-Anschluss vor dem, insbesondere transienten, Spannungshub entspricht. Vorzugsweise an dem Kondensator und insbesondere an dem Quellen-Anschluss bleibt vorübergehend eine zu der an dem Steuer-Anschluss anliegenden Spannung erhöhte Spannung stehen, sodass insbesondere eine negative Steuerspannung an der Schaltereinheit erzeugt ist. Vorteilhaft kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Aktivierungseinheit durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit zumindest mit dem Verbraucher und/oder mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, die Schaltereinheit in den Schaltzustand geschaltet werden. Vorteilhaft kann sowohl durch einen, insbesondere transienten, Spannungshub an der Aktivierungseinheit als auch durch einen, insbesondere transienten, Spannungseinbruch an der Aktivierungseinheit, das Signal an der Schaltereinheit bereitgestellt werden. In addition, it is proposed that the activation unit has at least one diode, in particular the one already mentioned above, which circuitry is arranged between a control connection, in particular the one already mentioned above, and a source connection, in particular the one already mentioned above, of the switch unit. In the event of a preferably transient voltage swing, which can be generated, for example, by an electrical connection between the activation unit and the external power source, in particular the charging device, a charging current preferably flows on the activation unit, in particular at the connection point, via the additional capacitor into the control connection the switch unit. The diode preferably passes on the voltage swing occurring at the control connection to the capacitor, which preferably rectifies the voltage swing. After the, in particular transient, voltage swing, the voltage at the control terminal preferably relaxes again to a lower value, which preferably corresponds to an initial value of the voltage at the source terminal before the, in particular transient, voltage swing. A voltage which is higher than the voltage present at the control connection preferably remains temporarily at the capacitor and in particular at the source connection, so that in particular a negative control voltage is generated at the switch unit. The configuration of the activation unit according to the invention can advantageously switch the switch unit to the switching state by electrically connecting the activation unit to at least the consumer and/or to the external power source, in particular the charger. Advantageously, the signal can be provided at the switch unit both by a, in particular transient, voltage swing at the activation unit and by a, in particular transient, voltage drop at the activation unit.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Schaltvorrichtung zumindest einen, insbesondere den zuvor bereits genannten, Anschlusspunkt zur elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher oder mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, aufweist, wobei die Aktivierungseinheit zumindest einen Schalter und eine, insbesondere weitere, Diode aufweist, wobei der Schalter schaltungstechnisch zwischen der, insbesondere weiteren, Diode und der Schaltereinheit angeordnet ist. Der Schalter ist insbesondere als ein Bipolartransistor, vorzugsweise als ein npn-Bipolartransistor, ausgebildet. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass der Schalter als ein anderer, insbesondere von einem npn- Bipolartransistor verschiedener, Schalter ausgebildet ist. Die weitere Diode ist vorzugsweise als eine Z-Diode ausgebildet. Vorzugsweise sind der Schalter und die weitere Diode derart angeordnet/ausgelegt, dass bei einem Überschreiten einer Zenerspannung der weiteren Diode ein Strom über die weitere Diode durch eine Basis des Schalters, insbesondere des npn-Bipolartransistors, gegen den weiteren Anschlusspunkt fließt, sodass insbesondere ein Kollektorstrom durch den Schalter fließt. Bevorzugt ist der Schalter derart angeordnet, dass sich der Steuer-Anschluss der Schaltereinheit, insbesondere des Transistors der Schaltereinheit, durch ein Fließen des Kollektorstroms durch den Schalter gegen den weiteren Anschlusspunkt entlädt, wobei der Kondensator vorzugsweise das elektrische Potential an dem Quellen-Anschluss der Schaltereinheit, insbesondere des Transistors der Schaltereinheit, stabilisiert, sodass sich bevorzugt eine negative Steuerspannung an der Schaltereinheit einstellt. Vorteilhaft kann das Aufwachsignal besonders zuverlässig bereitgestellt werden. Furthermore, it is proposed that the switching device has at least one connection point, in particular the connection point already mentioned above, for the electrical connection to the load or to the external power source, in particular the charging device, with the activation unit having at least one switch and one, in particular additional, diode, in terms of circuitry, the switch is arranged between the diode, in particular the additional diode, and the switch unit. The switch is designed in particular as a bipolar transistor, preferably as an npn bipolar transistor. Alternatively, however, it is also conceivable that the switch can be used as a different switch, in particular from an npn Bipolar transistor of different switches is formed. The additional diode is preferably in the form of a Z diode. The switch and the additional diode are preferably arranged/designed in such a way that when a Zener voltage of the additional diode is exceeded, a current flows via the additional diode through a base of the switch, in particular of the npn bipolar transistor, towards the additional connection point, so that in particular a collector current flows through the switch. The switch is preferably arranged in such a way that the control connection of the switch unit, in particular of the transistor of the switch unit, is discharged by the collector current flowing through the switch towards the further connection point, with the capacitor preferably the electrical potential at the source connection of the switch unit , In particular the transistor of the switch unit, stabilized, so that a negative control voltage is preferably set at the switch unit. The wake-up signal can advantageously be provided particularly reliably.
Ferner wird ein Akkupack mit einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung vorgeschlagen. Der Akkupack umfasst vorzugsweise ein Gehäuse. Die Schaltvorrichtung ist bevorzugt an, insbesondere zumindest im Wesentlichen vollständig in, dem Gehäuse angeordnet. Unter „zumindest im Wesentlichen vollständig“ kann zumindest 50 %, bevorzugt zumindest 75 % und besonders bevorzugt zumindest 90 % eines Gesamtvolumens und/oder einer Gesamtmasse eines Objekts verstanden werden. Insbesondere sind/ist die Aktivierungseinheit und/oder die Schaltereinheit an dem Gehäuse, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen vollständig in, dem Gehäuse angeordnet. Der Akkupack weist vorzugsweise Kontaktelemente zu einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher und der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, auf. Die Kontaktelemente sind beispielsweise als elektrische Kontakttulpen, elektrische Kontaktzungen, elektrische Kontaktmesser oder dergleichen ausgebildet. Vorzugsweise ist der Anschlusspunkt durch zumindest ein Kontaktelement der Kontaktelemente gebildet. Vorzugsweise ist der weitere Anschlusspunkt durch zumindest ein weiteres Kontaktelement der Kontaktelemente gebildet. Der Akkupack ist insbesondere lösbar, vorzugsweise zerstörungsfrei lösbar, mit dem Verbraucher und mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, verbindbar. Alternativ ist auch denkbar, dass der Akkupack fest mit dem Verbraucher verbunden ist. Vorteilhaft kann ein besonders energieeffizienter Akkupack bereitgestellt werden. Vorteilhaft kann eine besonders hohe Betriebssicherheit des Akkupacks bei gleichzeitig besonders geringem Stromverbrauch realisiert werden. Furthermore, a battery pack with a switching device according to the invention is proposed. The battery pack preferably includes a housing. The switching device is preferably arranged on, in particular at least essentially completely in, the housing. “At least essentially completely” can be understood to mean at least 50%, preferably at least 75% and particularly preferably at least 90% of a total volume and/or a total mass of an object. In particular, the activation unit and/or the switch unit are/are arranged on the housing, preferably at least essentially completely in the housing. The battery pack preferably has contact elements for an electrical connection to the load and the external power source, in particular the charger. The contact elements are designed, for example, as electrical contact tulips, electrical contact tongues, electrical contact blades or the like. The connection point is preferably formed by at least one contact element of the contact elements. The further connection point is preferably formed by at least one further contact element of the contact elements. The battery pack is particularly detachable, preferably non-destructively detachable, and can be connected to the consumer and to the external power source, in particular the charger. Alternatively, it is also conceivable that the battery pack is permanently connected to the consumer. A particularly energy-efficient battery pack can advantageously be provided. Beneficial can a particularly high operational reliability of the battery pack can be realized with a particularly low power consumption at the same time.
Des Weiteren wird ein System mit einer, vorzugsweise der zuvor bereits genannten, externen Stromquelle, insbesondere einem, vorzugsweise dem zuvor bereits genannten, Ladegerät, und/oder mit einem, insbesondere dem zuvor bereits genannten, Verbraucher und mit einem erfindungsgemäßen Akkupack vorgeschlagen. Vorteilhaft kann ein besonders betriebssicheres und energiesparendes System zur Verfügung gestellt werden. Furthermore, a system is proposed with an external power source, preferably the one already mentioned above, in particular a charger, preferably the one already mentioned above, and/or with a consumer, in particular the one already mentioned above, and with a battery pack according to the invention. A particularly operationally reliable and energy-saving system can advantageously be made available.
Außerdem geht die Erfindung aus von einem Verfahren zu einem Betrieb einer, insbesondere einer erfindungsgemäßen, Schaltvorrichtung für einen, insbesondere erfindungsgemäßen, Akkupack, mit zumindest einer, insbesondere der zuvor bereits genannten, Schaltereinheit und zumindest einer, insbesondere der zuvor bereits genannten, Aktivierungseinheit, durch welche ein, insbesondere das zuvor bereits genannte, Signal zu einem Schalten der Schaltereinheit bereitstellt wird, wobei durch die Schaltereinheit in zumindest einem, insbesondere in dem zuvor bereits genannten, Schaltzustand der Schaltereinheit ein, insbesondere das zuvor bereits genannte, Aufwachsignal zur Aktivierung einer, insbesondere der zuvor bereits genannten, Elektronikeinheit des Akkupacks bereitgestellt wird. Es wird vorgeschlagen, dass die Aktivierungseinheit zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit einem, insbesondere dem zuvor bereits genannten, Verbraucher und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit einer, vorzugsweise der zuvor bereits genannten, externen Stromquelle, insbesondere einem, vorzugsweise dem zuvor bereits genannten, Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit bereitgestellt wird, um diese zu schalten. Mittels der Aktivierungseinheit wird insbesondere zumindest durch die elektrische Verbindung mit dem Verbraucher und/oder durch die elektrische Verbindung mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit bereitgestellt, um diese zu schalten. Vorzugsweise wird bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit mit dem Verbraucher und/oder bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit mit der externen Stromquelle, bevorzugt dem Ladegerät, eine negative Steuerspannung an der Schaltereinheit erzeugt. Das Signal an der Schaltereinheit wird vorzugsweise durch die Aktivierungseinheit in Abhängigkeit von einem Überschreiten einer Spannungsschwelle, in Abhängigkeit von einem, insbesondere transienten, Spannungseinbruch und/oder in Abhängigkeit von einem, insbesondere transienten, Spannungshub bereitgestellt. Vorzugsweise wird in einem Verfahrensschritt mittels der Schaltereinheit das Aufwachsignal zur Aktivierung der Elektronikeinheit an die Elektronikeinheit übertragen. Vorteilhaft kann ein Akkupack zu einem besonders stromsparenden Betrieb unterstützt werden. Vorteilhaft kann beispielsweise einer Tiefenentladung des Akkupacks, einem Überhitzen des Akkupacks oder einem Überladen des Akkupacks oder dergleichen besonders effektiv und flexibel entgegengewirkt werden. The invention is also based on a method for operating a switching device, in particular a switching device according to the invention, for a battery pack, in particular according to the invention, with at least one switch unit, in particular the one already mentioned above, and at least one activation unit, in particular the one already mentioned above which provides a signal, in particular the one already mentioned above, for switching the switch unit, with the switch unit in at least one, in particular in the switching state of the switch unit already mentioned above, activating a wake-up signal, in particular the one already mentioned above, for activating a, in particular the aforementioned electronics unit of the battery pack is provided. It is proposed that the activation unit, at least in the case of an electrical connection to a consumer, in particular the one already mentioned above, and/or in the case of an electrical connection to an external power source, preferably the one already mentioned above, in particular one, preferably the one already mentioned above, Charger signal is provided to the switch unit to switch it. By means of the activation unit, the signal is provided to the switch unit in particular at least through the electrical connection to the load and/or through the electrical connection to the external power source, in particular the charging device, in order to switch it. A negative control voltage is preferably generated at the switch unit when the activation unit is electrically connected to the load and/or when the activation unit is electrically connected to the external power source, preferably the charging device. The signal at the switch unit is preferably activated by the activation unit as a function of a voltage threshold being exceeded, as a function of a voltage dip, in particular transient, and/or as a function of a voltage swing, in particular transient. In one method step, the wake-up signal for activating the electronic unit is preferably transmitted to the electronic unit by means of the switch unit. A battery pack can advantageously be supported for particularly power-saving operation. For example, deep discharge of the battery pack, overheating of the battery pack or overcharging of the battery pack or the like can advantageously be counteracted in a particularly effective and flexible manner.
Die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung, der erfindungsgemäße Akkupack, das erfindungsgemäße System und/oder das erfindungsgemäße Verfahren sollen/soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können/kann die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung, der erfindungsgemäße Akkupack, das erfindungsgemäße System und/oder das erfindungsgemäße Verfahren zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten. The switching device according to the invention, the battery pack according to the invention, the system according to the invention and/or the method according to the invention should/should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the switching device according to the invention, the battery pack according to the invention, the system according to the invention and/or the method according to the invention can/can have a number of individual elements, components and units as well as method steps that differs from the number specified here in order to fulfill a functionality described herein. In addition, in the value ranges specified in this disclosure, values lying within the specified limits should also be considered disclosed and can be used as desired.
Zeichnung drawing
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Further advantages result from the following description of the drawing. Three exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into further meaningful combinations.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes System mit einer externen Stromquelle, einem Verbraucher und mit einem erfindungsgemäßen Akkupack in einer schematischen Darstellung, Fig. 2 eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung des Akkupacks in einer schematischen Darstellung, 1 a system according to the invention with an external power source, a consumer and with a battery pack according to the invention in a schematic representation, 2 shows a switching device according to the invention of the battery pack in a schematic representation,
Fig. 3 einen schematischen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu einem Betrieb der Schaltvorrichtung,3 shows a schematic sequence of a method according to the invention for operating the switching device,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung in einer ersten alternativen Ausgestaltung, und 4 shows a schematic representation of a switching device according to the invention in a first alternative embodiment, and
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung in einer zweiten alternativen Ausgestaltung. 5 shows a schematic representation of a switching device according to the invention in a second alternative embodiment.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of the exemplary embodiments
Figur 1 zeigt ein System 38a mit einer externen Stromquelle 22a, einem Verbraucher 20a und mit einem Akkupack 12a. Es ist alternativ auch denkbar, dass das System 38a frei von einem Verbraucher oder einem Ladegerät ist. Der Verbraucher 20a ist als eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere als ein akkubetriebener Bohrhammer, ausgebildet. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass der Verbraucher 20a als ein anderer, einem Fachmann als sinnvoll erscheinender Verbraucher 20a ausgebildet ist. Der Akkupack 12a ist lösbar, insbesondere zerstörungsfrei, lösbar an dem Verbraucher 20a, insbesondere an einer Akkupackschnittstelle des Verbrauchers 20a angeordnet. Der Akkupack 12a ist dazu vorgesehen, den Verbraucher 20a mit elektrischer Energie zu versorgen. Die externe Stromquelle 22a ist als ein Ladegerät ausgebildet, insbesondere als ein Akkupackladegerät zu einem Laden des Akkupacks 12a. Alternativ ist auch denkbar, dass die externe Stromquelle 22a als eine Powerbank, ein Netzteil oder dergleichen ausgebildet ist. FIG. 1 shows a system 38a with an external power source 22a, a consumer 20a and a battery pack 12a. Alternatively, it is also conceivable for the system 38a to be free of a consumer or a charging device. Consumer 20a is designed as a hand-held power tool, in particular as a battery-operated hammer drill. Alternatively, however, it is also conceivable for the consumer 20a to be in the form of another consumer 20a that appears sensible to a person skilled in the art. The battery pack 12a is detachably, in particular non-destructively, detachably arranged on the consumer 20a, in particular on a battery pack interface of the consumer 20a. The battery pack 12a is intended to supply the consumer 20a with electrical energy. The external power source 22a is designed as a charger, in particular as a battery pack charger for charging the battery pack 12a. Alternatively, it is also conceivable that the external power source 22a is in the form of a power bank, a power pack or the like.
In Figur 2 ist eine Schaltvorrichtung 10a des Akkupacks 12a schematisch dargestellt. Die Schaltvorrichtung 10a ist beispielsweise dazu vorgesehen, einem unerwünschten Stromverbrauch, beispielsweise bei Inaktivität des Akkupacks 12a, entgegenzuwirken. Die Schaltvorrichtung 10a ist vorzugsweise dazu vorgesehen, den Akkupack 12a vor einem Betrieb mit unerwünschten Betriebsparametern zu schützen. Die Schaltvorrichtung 10a ist dazu vorgesehen, eine Elektronikeinheit 18a des Akkupacks 12a zu aktivieren, insbesondere aufzuwecken. Der Akkupack 12a umfasst mehrere Akkuzellen 56a, die miteinander seriell verschaltet sind. Alternativ ist auch denkbar, dass der Akkupack 12a lediglich eine Akkuzelle 56a aufweist. Der Akkupack 12a ist als ein Lithium-Ionen-Akkupack ausgebildet. Alternativ ist auch denkbar, dass der Akkupack 12a als ein Nickel-Cadmium- Akkupack oder als ein anderer, einem Fachmann als sinnvoll erscheinender Akkupack 12a ausgebildet ist. In Figure 2, a switching device 10a of the battery pack 12a is shown schematically. The switching device 10a is provided, for example, to counteract an undesirable power consumption, for example when the battery pack 12a is inactive. The switching device 10a is preferably provided to protect the battery pack 12a from being operated with undesired operating parameters. The switching device 10a is intended to activate, in particular to wake up, an electronic unit 18a of the battery pack 12a. The battery pack 12a comprises a plurality of battery cells 56a which are connected to one another in series. Alternatively, it is also conceivable that the battery pack 12a has only one battery cell 56a. The battery pack 12a is designed as a lithium-ion battery pack. Alternatively, it is also conceivable for the battery pack 12a to be in the form of a nickel-cadmium battery pack or another battery pack 12a that appears sensible to a person skilled in the art.
Der Akkupack 12a umfasst die Elektronikeinheit 18a. Die Elektronikeinheit 18a des Akkupacks 12a ist beispielsweise dazu eingerichtet, zumindest einen Betriebsparameter der Akkuzellen 56a zu überwachen. Die Elektronikeinheit 18a umfasst zumindest eine Steuereinheit (hier nicht dargestellt). Die Steuereinheit umfasst zumindest einen Prozessor und ein Speicherelement sowie ein auf dem Speicherelement gespeichertes Betriebsprogramm. Das Speicherelement ist als digitales Speichermedium, beispielsweise als eine Festplatte oder dergleichen ausgebildet. Die Elektronikeinheit 18a, insbesondere die Steuereinheit, weist zumindest eine Schutzfunktion zu einem Schutz der Akkuzellen 56a auf. Die Schutzfunktion ist beispielsweise abhängig von dem zumindest einen Betriebsparameter. Der Betriebsparameter kann eine Spannungskenngröße, eine Stromkenngröße, eine Widerstandskenngröße, eine Temperaturkenngröße oder dergleichen sein. Vorzugsweise ist die Elektronikeinheit 18a bei Inaktivität des Akkupacks 12a deaktiviert. Besonders bevorzugt ist die Elektronikeinheit 18a bei Inaktivität des Akkupacks 12a deaktiviert, insbesondere um einen möglichst geringen Stromverbrauch zu erreichen. The battery pack 12a includes the electronics unit 18a. The electronics unit 18a of the battery pack 12a is set up, for example, to monitor at least one operating parameter of the battery cells 56a. The electronics unit 18a includes at least one control unit (not shown here). The control unit comprises at least one processor and one memory element as well as an operating program stored on the memory element. The storage element is designed as a digital storage medium, for example as a hard disk or the like. The electronics unit 18a, in particular the control unit, has at least one protective function for protecting the battery cells 56a. The protective function is dependent on the at least one operating parameter, for example. The operating parameter may be a voltage characteristic, a current characteristic, a resistance characteristic, a temperature characteristic, or the like. Electronic unit 18a is preferably deactivated when battery pack 12a is inactive. Electronic unit 18a is particularly preferably deactivated when battery pack 12a is inactive, in particular in order to achieve the lowest possible power consumption.
Die Schaltvorrichtung 10a umfasst zumindest eine Schaltereinheit 14a. Die Schaltvorrichtung 10a umfasst zumindest eine Aktivierungseinheit 16a, welche dazu vorgesehen ist, ein Signal zu einem Schalten der Schaltereinheit 14a bereitzustellen. In zumindest einem Schaltzustand stellt die Schaltereinheit 14a ein Aufwachsignal zur Aktivierung der Elektronikeinheit 18a des Akkupacks 12a bereit. Die Aktivierungseinheit 16a stellt zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher 20a und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit der externen Stromquelle 22a, vorzugsweise dem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit 14a bereit, um diese zu schalten. Die Aktivierungseinheit 16a stellt zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher 20a und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit 14a bereit, um diese in den Schaltzustand zu schalten, in dem die Schaltereinheit 14a das Aufwachsignal zur Aktivierung der Elektronikeinheit 18a des Akkupacks 12a bereitstellt. The switching device 10a includes at least one switch unit 14a. The switching device 10a includes at least one activation unit 16a, which is intended to provide a signal for switching the switch unit 14a. In at least one switching state, the switch unit 14a provides a wake-up signal to activate the electronics unit 18a of the battery pack 12a. The activation unit 16a provides the signal to the switch unit 14a, at least when there is an electrical connection to the load 20a and/or when there is an electrical connection to the external power source 22a, preferably the charger, in order to switch it. The activation unit 16a, at least in the case of an electrical connection to the consumer 20a and/or in the case of an electrical connection to the external power source 22a, in particular the charger, the signal at the switch unit 14a ready to switch it to the switching state in which the switch unit 14a provides the wake-up signal for activating the electronics unit 18a of the battery pack 12a.
Die Aktivierungseinheit 16a stellt zumindest durch eine elektrische Verbindung mit dem Verbraucher 20a und/oder durch eine elektrische Verbindung mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit 14a bereit, um diese zu schalten. Die Schaltvorrichtung 10a, insbesondere die Aktivierungseinheit 16a, ist dazu vorgesehen, die Elektronikeinheit 18a des Akkupacks 12a zumindest durch die elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit 16a mit dem Verbraucher 20a und/oder durch die elektrische Verbindung mit der externen Stromquelle 22a, vorzugsweise dem Ladegerät, zu aktivieren, insbesondere aufzuwecken. Die Schaltvorrichtung 10a, insbesondere die Aktivierungseinheit 16a, ist dazu vorgesehen, die Elektronikeinheit 18a des Akkupacks 12a zumindest durch die elektrische Verbindung von Anschlusspunkten 28a, 58a der Schaltvorrichtung 10a mit dem Verbraucher 20a und/oder durch die elektrische Verbindung der Anschlusspunkte 28a, 58a der Schaltvorrichtung 10a mit der externen Stromquelle 22a, vorzugsweise dem Ladegerät, zu aktivieren, insbesondere aufzuwecken. Der Akkupack 12a weist eine Elektrogeräteschnittstelle auf, mit welcher ein Elektrogerät, insbesondere zumindest der Verbraucher 20a und/oder die externe Stromquelle 22a, elektrisch verbindbar ist/sind. Die Schaltvorrichtung 10a, insbesondere die Aktivierungseinheit 16a, ist bevorzugt dazu vorgesehen, die Elektronikeinheit 18a des Akkupacks 12a zumindest durch die elektrische Verbindung des Verbrauchers 20a und/oder durch die elektrische Verbindung der externen Stromquelle 22a, vorzugsweise dem Ladegerät, mit der Elektrogeräteschnittstelle des Akkupacks 12a zu aktivieren, insbesondere aufzuwecken. Vorzugsweise sind die Anschlusspunkte 28a, 58a der Schaltvorrichtung 10a durch die Elektrogeräteschnittstelle des Akkupacks 12a gebildet. The activation unit 16a provides the signal to the switch unit 14a at least through an electrical connection to the load 20a and/or through an electrical connection to the external power source 22a, in particular the charging device, in order to switch it. The switching device 10a, in particular the activation unit 16a, is intended to activate the electronics unit 18a of the battery pack 12a at least through the electrical connection of the activation unit 16a to the load 20a and/or through the electrical connection to the external power source 22a, preferably the charger , especially to wake up. The switching device 10a, in particular the activation unit 16a, is intended to activate the electronics unit 18a of the battery pack 12a at least by the electrical connection of connection points 28a, 58a of the switching device 10a to the consumer 20a and/or by the electrical connection of the connection points 28a, 58a of the switching device 10a with the external power source 22a, preferably the charger to activate, wake up in particular. The battery pack 12a has an electrical device interface with which an electrical device, in particular at least the load 20a and/or the external power source 22a, can be electrically connected. The switching device 10a, in particular the activation unit 16a, is preferably provided to connect the electronics unit 18a of the battery pack 12a at least through the electrical connection of the load 20a and/or through the electrical connection of the external power source 22a, preferably the charger, to the electrical device interface of the battery pack 12a to activate, especially to wake up. The connection points 28a, 58a of the switching device 10a are preferably formed by the electrical device interface of the battery pack 12a.
Besonders bevorzugt ist eine, vorzugsweise automatische, Bereitstellung des Signals mittels der Aktivierungseinheit 16a an der Schaltereinheit 14a, um diese zu schalten zumindest durch die elektrische Verbindung der Elektrogeräteschnittstelle des Akkupacks 12a, vorzugsweise der Aktivierungseinheit 16a, insbesondere den Anschlusspunkten 28a, 58a der Schaltvorrichtung 10a, mit dem Ver- braucher 20a, vorzugsweise mit der Akkupackschnittstelle des Verbrauchers 20a, und/oder durch die elektrische Verbindung der Elektrogeräteschnittstelle des Akkupacks 12a, vorzugsweise der Aktivierungseinheit 16a, insbesondere den Anschlusspunkten 28a, 58a der Schaltvorrichtung 10a, mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, vorzugsweise einer Akkupackschnittstelle der externen Stromquelle 22a, insbesondere des Ladegeräts, auslösbar. Bevorzugt ist eine, insbesondere automatische, Bereitstellung des Signals mittels der Aktivierungseinheit 16a an der Schaltereinheit 14a, um diese zu schalten, durch ein Einstecken des Akkupacks 12a an der Akkupackschnittstelle des Verbrauchers 20a und/oder an der Akkupackschnittstelle der externen Stromquelle 22a auslösbar. Particularly preferred is a preferably automatic provision of the signal by means of the activation unit 16a on the switch unit 14a in order to switch it at least through the electrical connection of the electrical device interface of the battery pack 12a, preferably the activation unit 16a, in particular the connection points 28a, 58a of the switching device 10a, with the consumer 20a, preferably with the battery pack interface of consumer 20a, and/or through the electrical connection of the electrical device interface of battery pack 12a, preferably activation unit 16a, in particular connection points 28a, 58a of switching device 10a, to the external power source, in particular the charger, preferably one Battery pack interface of the external power source 22a, in particular the charger, can be triggered. Provision of the signal, in particular automatically, by means of activation unit 16a on switch unit 14a, in order to switch it, can preferably be triggered by plugging in battery pack 12a at the battery pack interface of consumer 20a and/or at the battery pack interface of external power source 22a.
Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass die Aktivierungseinheit 16a das Signal an der Schaltereinheit 14a bereitstellt, zumindest wenn die Akkuzellen 56a in einem Entladezustand sind, welcher beispielsweise durch den Verbraucher 20a erzeugbar ist, und/oder wenn die Akkuzellen 56a in einem Ladezustand sind, welcher beispielsweise durch die externe Stromquelle 22a erzeugbar ist. Zusätzlich oder alternativ ist auch denkbar, dass die Aktivierungseinheit 16a bei passiven Verbrauchern, beispielsweise einem leitenden Verbindungsstück zwischen den Anschlusspunkten 28a, 58a der Schaltvorrichtung 10a, vorzugsweise zwischen Akkuzellenkontakten, insbesondere bei einem Kurzschluss oder dergleichen, das Signal an der Schaltereinheit 14a bereitstellt, um diese zu schalten. Alternatively or additionally, it is conceivable for activation unit 16a to provide the signal to switch unit 14a, at least when rechargeable battery cells 56a are in a discharged state, which can be generated by consumer 20a, for example, and/or when rechargeable battery cells 56a are in a charged state, which can be generated, for example, by the external power source 22a. Additionally or alternatively, it is also conceivable for the activation unit 16a to provide the signal to the switch unit 14a in the case of passive loads, for example a conductive connecting piece between the connection points 28a, 58a of the switching device 10a, preferably between battery cell contacts, in particular in the event of a short circuit or the like, in order to to switch.
Die Schaltvorrichtung 10a ist elektrisch mit der Elektronikeinheit 18a verbunden. Es ist alternativ oder zusätzlich denkbar, dass das Aufwachsignal kabellos von der Schaltvorrichtung 10a an die Elektronikeinheit 18a übertragbar ist. Die Aktivierungseinheit 16a und die Schaltereinheit 14a sind elektrisch miteinander verbunden. Vorzugsweise bilden die Aktivierungseinheit 16a und die Schaltereinheit 14a einen Schaltkreis. Die Aktivierungseinheit 16a ist insbesondere derart ausgebildet, dass diese ein elektrisches, insbesondere das zuvor bereits genannte, Signal erzeugt, welches die Schaltereinheit 14a in den zumindest einen Schaltzustand schaltet, in dem die Schaltereinheit 14a das Aufwachsignal bereitstellt. Das Aufwachsignal ist ein elektrisches Signal. Die Schaltereinheit 14a umfasst zumindest einen Transistor 62a. Der Transistor 62a ist als ein Feldeffekttransistor, vorzugsweise als ein Metall-Oxid-Halbleiter- Feldeffekttransistor (MOSFET) ausgebildet. Insbesondere ist der Transistor 62a als ein p-Kanal-MOSFET ausgebildet. Alternativ ist auch denkbar, dass der Transistor 62a als ein anderer, insbesondere von einem p-Kanal-MOSFET verschiedener, einem Fachmann als sinnvoll erscheinender Transistor 62a ausgebildet ist. Die Schaltereinheit 14a umfasst lediglich einen einzelnen Transistor 62a. Die Aktivierungseinheit 16a stellt zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher 20a und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit 14a, vorzugsweise an dem, bevorzugt einzelnen, Transistor 62a der Schaltereinheit 14a bereit, um diese/n zu schalten. Die Schaltereinheit 14a ist derart mit der Aktivierungseinheit 16a verschaltet, dass der, bevorzugt einzelne, Transistor 62a der Schaltereinheit 14a zumindest bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit 16a mit dem Verbraucher 20a und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, das Aufwachsignal bereitstellt. The switching device 10a is electrically connected to the electronic unit 18a. It is alternatively or additionally conceivable that the wake-up signal can be transmitted wirelessly from the switching device 10a to the electronic unit 18a. The activation unit 16a and the switch unit 14a are electrically connected to one another. Preferably, the activation unit 16a and the switch unit 14a form a circuit. The activation unit 16a is in particular designed in such a way that it generates an electrical signal, in particular the signal already mentioned above, which switches the switch unit 14a into the at least one switching state in which the switch unit 14a provides the wake-up signal. The wake-up signal is an electrical signal. The switch unit 14a includes at least one transistor 62a. Transistor 62a is a field effect transistor, preferably a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET). In particular, the transistor 62a is implemented as a p-channel MOSFET. Alternatively, it is also conceivable for the transistor 62a to be embodied as another transistor 62a, in particular different from a p-channel MOSFET, which appears sensible to a person skilled in the art. The switch unit 14a comprises only a single transistor 62a. The activation unit 16a provides the signal to the switch unit 14a, preferably to the preferably individual transistor 62a of the switch unit 14a, at least when there is an electrical connection to the load 20a and/or when there is an electrical connection to the external power source 22a, in particular the charging device to toggle them. The switch unit 14a is connected to the activation unit 16a in such a way that the preferably individual transistor 62a of the switch unit 14a at least when there is an electrical connection between the activation unit 16a and the load 20a and/or when there is an electrical connection with the external power source 22a, in particular the charger , which provides a wake-up signal.
Die Aktivierungseinheit 16a erzeugt zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher 20a und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, eine negative Steuerspannung an der Schaltereinheit 14a. Die Schaltereinheit 14a, insbesondere der Transistor 62a der Schaltereinheit 14a, ist derart ausgebildet, dass eine negative Steuerspannung die Schaltereinheit 14a, vorzugsweise den Transistor 62a der Schaltereinheit 14a, in den Schaltzustand schaltet, in dem die Schaltereinheit 14a das Aufwachsignal bereitstellt. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass die Aktivierungseinheit 16a derart ausgebildet ist, dass die Aktivierungseinheit 16a zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher 20a und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, eine positive Steuerspannung an der Schaltereinheit 14a erzeugt, wobei die Schaltereinheit 14a insbesondere derart ausgebildet ist, dass eine positive Steuerspannung die Schaltereinheit 14a, bevorzugt den Transistor 62a der Schaltereinheit 14a, in den Schaltzustand schaltet, in dem die Schaltereinheit 14a das Aufwachsignal bereitstellt. Die Schaltereinheit 14a, insbesondere der Transistor 62a, weist zumindest einen Quellen-Anschluss 26a, insbe- sondere einen Source-Anschluss, dem Steuer-Anschluss 32a, insbesondere einen Gate-Anschluss, und einen Abfluss-Anschluss 64a, insbesondere einen Drain-Anschluss, auf. Die Steuerspannung ist eine Spannung zwischen dem Steuer-Anschluss 32a und dem Quellen-Anschluss 26a, insbesondere eine Gate- Source-Spannung. The activation unit 16a generates a negative control voltage at the switch unit 14a at least when there is an electrical connection to the load 20a and/or when there is an electrical connection to the external power source 22a, in particular the charger. The switch unit 14a, in particular the transistor 62a of the switch unit 14a, is designed such that a negative control voltage switches the switch unit 14a, preferably the transistor 62a of the switch unit 14a, into the switching state in which the switch unit 14a provides the wake-up signal. Alternatively, however, it is also conceivable for the activation unit 16a to be designed in such a way that the activation unit 16a applies a positive control voltage to the switch unit at least when there is an electrical connection to the load 20a and/or when there is an electrical connection to the external power source 22a, in particular the charger 14a is generated, the switch unit 14a being designed in particular such that a positive control voltage switches the switch unit 14a, preferably the transistor 62a of the switch unit 14a, into the switching state in which the switch unit 14a provides the wake-up signal. The switch unit 14a, in particular the transistor 62a, has at least one source connection 26a, in particular Specially a source connection, the control connection 32a, in particular a gate connection, and a drain connection 64a, in particular a drain connection. The control voltage is a voltage between the control connection 32a and the source connection 26a, in particular a gate-source voltage.
Der zumindest eine Schaltzustand der Schaltereinheit 14a ist ein leitender Zustand der Schaltereinheit 14a. Die Schaltereinheit 14a, insbesondere der Transistor 62a der Schaltereinheit 14a, stellt in dem leitenden Zustand der Schaltereinheit 14a, insbesondere des Transistors 62a der Schaltereinheit 14a, das Aufwachsignal bereit. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass der zumindest eine Schaltzustand, in dem insbesondere die Schaltereinheit 14a das Aufwachsignal bereitstellt, ein nichtleitender Zustand der Schaltereinheit 14a, insbesondere des Transistors 62a der Schaltereinheit 14a, ist. The at least one switching state of the switch unit 14a is a conductive state of the switch unit 14a. The switch unit 14a, in particular the transistor 62a of the switch unit 14a, provides the wake-up signal when the switch unit 14a, in particular the transistor 62a of the switch unit 14a, is in the on state. Alternatively, however, it is also conceivable that the at least one switching state, in which the switch unit 14a in particular provides the wake-up signal, is a non-conductive state of the switch unit 14a, in particular of the transistor 62a of the switch unit 14a.
Die Aktivierungseinheit 16a stellt in Abhängigkeit von einem, insbesondere transienten, Spannungseinbruch das Signal an der Schaltereinheit 14a bereit. Die Aktivierungseinheit 16a stellt in Abhängigkeit von einem an der Aktivierungseinheit 16a auftretenden, insbesondere transienten, Spannungseinbruch das Signal an der Schaltereinheit 14a bereit. Insbesondere ist durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit 16a mit dem Verbraucher 20a und/oder durch einen Kurzschluss der, insbesondere transiente, Spannungseinbruch erzeugbar, in Abhängigkeit von dem die Aktivierungseinheit 16a das Signal an der Schaltereinheit 14a bereitstellt. The activation unit 16a provides the signal to the switch unit 14a as a function of a voltage drop, in particular a transient voltage drop. Activation unit 16a provides the signal to switch unit 14a as a function of a voltage drop, in particular a transient voltage drop, that occurs at activation unit 16a. In particular, by an electrical connection of the activation unit 16a to the load 20a and/or by a short circuit, the, in particular transient, voltage drop can be generated, depending on which the activation unit 16a provides the signal to the switch unit 14a.
Die Aktivierungseinheit 16a stellt in Abhängigkeit von einem, insbesondere transienten, Spannungshub das Signal an der Schaltereinheit 14a bereit. Die Aktivierungseinheit 16a stellt in Abhängigkeit von einem an der Aktivierungseinheit 16a auftretenden, insbesondere transienten, Spannungshub das Signal an der Schaltereinheit 14a bereit. Insbesondere ist durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit 16a mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, der, insbesondere transiente, Spannungshub erzeugbar, wobei in Abhängigkeit von dem Spannungshub die Aktivierungseinheit 16a das Signal an der Schaltereinheit 14a bereitstellt. Die Aktivierungseinheit 16a weist einen Kondensator 24a auf, welcher ein elektrisches Potential an einem Quellen-Anschluss 26a der Schaltereinheit 14a stabilisiert. Der Kondensator 24a ist, insbesondere in einem statischen Zustand der Schaltvorrichtung 10a und bevorzugt über einen ersten Widerstand 40a der Aktivierungseinheit 16a, auf eine Spannung der Akkuzellen 56a geladen. Der Kondensator 24a ist dazu vorgesehen, das elektrische Potential an dem Quellen- Anschluss 26a der Schaltereinheit 14a, insbesondere dem Source-Anschluss des Transistors 62a der Schaltereinheit 14a, zumindest bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit 16a mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, und/oder bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit 16a mit dem Verbraucher 20a zu stabilisieren. Der Kondensator 24a ist dazu vorgesehen, das elektrische Potential an dem Quellen-Anschluss 26a der Schaltereinheit 14a, insbesondere dem Source-Anschluss des Transistors 62a der Schaltereinheit 14a bei einem an der Aktivierungseinheit 16a auftretenden, insbesondere transienten, Spannungseinbruch und/oder bei einem an der Aktivierungseinheit 16a auftretenden, insbesondere transienten, Spannungshub zu stabilisieren. Der Kondensator 24a stabilisiert das elektrische Potential an dem Quellen-Anschluss 26a, um das Signal an der Schaltereinheit 14a bereitzustellen, insbesondere um das Erzeugen der negativen Steuerspannung an der Schaltereinheit 14a zu ermöglichen. The activation unit 16a provides the signal to the switch unit 14a as a function of a voltage swing, in particular a transient one. Activation unit 16a provides the signal at switch unit 14a as a function of a voltage swing, in particular a transient voltage swing, that occurs at activation unit 16a. In particular, an electrical connection of the activation unit 16a to the external power source 22a, in particular the charger, can generate the, in particular transient, voltage swing, with the activation unit 16a providing the signal to the switch unit 14a as a function of the voltage swing. The activation unit 16a has a capacitor 24a, which stabilizes an electrical potential at a source connection 26a of the switch unit 14a. The capacitor 24a is charged to a voltage of the battery cells 56a, in particular when the switching device 10a is in a static state and preferably via a first resistor 40a of the activation unit 16a. The capacitor 24a is provided for the purpose of reducing the electrical potential at the source connection 26a of the switch unit 14a, in particular the source connection of the transistor 62a of the switch unit 14a, at least when the activation unit 16a is electrically connected to the external power source 22a, in particular the charging device. and/or to stabilize an electrical connection between the activation unit 16a and the consumer 20a. The capacitor 24a is provided to reduce the electrical potential at the source connection 26a of the switch unit 14a, in particular the source connection of the transistor 62a of the switch unit 14a, in the event of a, in particular transient, voltage drop occurring on the activation unit 16a and/or in the event of a voltage drop on the Activation unit 16a occurring, in particular transient, to stabilize voltage swing. The capacitor 24a stabilizes the electrical potential at the source terminal 26a in order to provide the signal at the switch unit 14a, in particular to enable the negative control voltage to be generated at the switch unit 14a.
Die Schaltvorrichtung 10a umfasst zumindest einen Anschlusspunkt 28a zur elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher 20a oder mit dem der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät. Die Aktivierungseinheit 16a weist zumindest einen weiteren Kondensator 30a auf, welcher schaltungstechnisch zwischen dem Steuer-Anschluss 32a der Schaltereinheit 14a und dem zumindest einen Anschlusspunkt 28a angeordnet ist. Der Anschlusspunkt 28a entspricht einem Pluspol der seriell verschalteten Akkuzellen 56a. Die Schaltvorrichtung 10a umfasst zumindest einen weiteren Anschlusspunkt 58a zur elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher 20a oder mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät. Der weitere Anschlusspunkt 58a entspricht einem Minuspol der seriell verschalteten Akkuzellen 56a. Die Aktivierungseinheit 16a und die Schaltereinheit 14a sind schaltungstechnisch zwischen dem Anschlusspunkt 28a und dem weiteren Anschlusspunkt 58a angeordnet. Bei einem, insbesondere transienten, Spannungseinbruch, welcher insbesondere durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit 16a mit dem Verbraucher 20a erzeugbar ist, an der Aktivierungseinheit 16a, insbesondere an dem Anschlusspunkt 28a fließt ein Entladestrom aus dem Steuer-Anschluss 32a der Schaltereinheit 14a über den weiteren Kondensator 30a und einen zweiten Widerstand 46a der Aktivierungseinheit 16a, sodass sich an der Schaltereinheit 14a eine negative Steuerspannung, insbesondere Gate-Source-Spannung, einstellt. Der Kondensator 24a ist in dem Schaltzustand der Schaltereinheit 14a mit dem Aufwachsignal verbunden. The switching device 10a includes at least one connection point 28a for the electrical connection to the consumer 20a or to the external power source 22a, in particular the charger. The activation unit 16a has at least one further capacitor 30a, which is arranged in terms of circuitry between the control connection 32a of the switch unit 14a and the at least one connection point 28a. The connection point 28a corresponds to a positive pole of the battery cells 56a connected in series. The switching device 10a comprises at least one further connection point 58a for the electrical connection to the consumer 20a or to the external power source 22a, in particular the charger. The other connection point 58a corresponds to a negative pole of the battery cells 56a connected in series. The activation unit 16a and the switch unit 14a are arranged in terms of circuitry between the connection point 28a and the further connection point 58a. In the event of a voltage drop, in particular a transient one, which can be generated in particular by an electrical connection between activation unit 16a and load 20a, at activation unit 16a, in particular at connection point 28a, a discharge current flows from control connection 32a of switch unit 14a via the additional capacitor 30a and a second resistor 46a of the activation unit 16a, so that a negative control voltage, in particular gate-source voltage, is set at the switch unit 14a. The capacitor 24a is connected to the wake-up signal when the switch unit 14a is switched.
Die Aktivierungseinheit 16a weist zumindest eine Diode 34a auf, welche schaltungstechnisch zwischen dem Steuer-Anschluss 32a und dem Quellen- Anschluss 26a der Schaltereinheit 14a angeordnet ist. Bei einem, insbesondere transienten, Spannungshub, welcher durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit 16a mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, erzeugbar ist, an der Aktivierungseinheit 16a, insbesondere an dem Anschlusspunkt 28a, fließt ein Ladestrom über den weiteren Kondensator 30a in den Steuer-Anschluss 32a der Schaltereinheit 14a. Die Diode 34a reicht den an dem Steuer-Anschluss 32a auftretenden Spannungshub an den Kondensator 24a weiter, welcher den Spannungshub gleichrichtet. Die Spannung an dem Steuer-Anschluss 32a relaxiert nach dem, insbesondere transienten, Spannungshub wieder auf einen niedrigeren Wert, welcher vorzugsweise einem anfänglichen Wert der Spannung an dem Quellen-Anschluss 26a vor dem, insbesondere transienten, Spannungshub entspricht. An dem Kondensator 24a und insbesondere an dem Quellen-Anschluss 26a bleibt eine zu der an dem Steuer- Anschluss 32a anliegenden Spannung erhöhte Spannung stehen, sodass eine negative Steuerspannung an der Schaltereinheit 14a erzeugt ist. The activation unit 16a has at least one diode 34a which, in terms of circuitry, is arranged between the control connection 32a and the source connection 26a of the switch unit 14a. In the event of a voltage swing, in particular a transient one, which can be generated by an electrical connection between the activation unit 16a and the external power source 22a, in particular the charging device, at the activation unit 16a, in particular at the connection point 28a, a charging current flows via the additional capacitor 30a into the Control connection 32a of the switch unit 14a. The diode 34a passes on the voltage swing occurring at the control terminal 32a to the capacitor 24a, which rectifies the voltage swing. After the, in particular, transient voltage swing, the voltage at the control terminal 32a relaxes again to a lower value, which preferably corresponds to an initial value of the voltage at the source terminal 26a before the, in particular, transient, voltage swing. A voltage that is higher than the voltage present at the control connection 32a remains at the capacitor 24a and in particular at the source connection 26a, so that a negative control voltage is generated at the switch unit 14a.
An dem Abfluss-Anschluss 64a ist ein Ableitpfad von beispielsweise wenigen kOhm angeordnet. Der erste Widerstand 40a weist vorzugsweise einen Wert von zumindest 100 kOhm auf. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass der erste Widerstand 40a einen Wert aufweist, welcher kleiner ist als 100 kOhm. Der erste Widerstand 40a ist dazu vorgesehen, den Kondensator 24a von einem transienten Spannungseinbruch, welcher insbesondere durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit 16a mit dem Verbraucher 20a erzeugbar ist, zu ent- koppeln. Der Kondensator 24a weist beispielsweise eine Kapazität von zumindest 1 pF auf. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass eine Kapazität des Kondensators 24a weniger als 1 pF beträgt. A discharge path of a few kOhm, for example, is arranged on the drain connection 64a. The first resistor 40a preferably has a value of at least 100 kOhm. Alternatively, however, it is also conceivable for the first resistor 40a to have a value which is less than 100 kOhm. The first resistor 40a is provided to remove the capacitor 24a from a transient voltage drop, which can be generated in particular by an electrical connection between the activation unit 16a and the consumer 20a. couple. The capacitor 24a has a capacitance of at least 1 pF, for example. Alternatively, however, it is also conceivable for the capacitance of the capacitor 24a to be less than 1 pF.
Die Aktivierungseinheit 16a weist eine weitere Diode 42a auf. Die weitere Diode 42a ist in Serie mit einem dritten Widerstand 52a der Aktivierungseinheit 16a geschaltet. Die weitere Diode 42a ist als eine Z-Diode ausgebildet. Die weitere Diode 42a ist dazu vorgesehen, einer zu starken Entladung des Kondensators 24a entgegenzuwirken. Insbesondere ist die weitere Diode 42a dazu vorgesehen, einen Abfall einer Spannung des Aufwachsignals signifikant unter eine Schwelle einer Spannung von Anschlusspunkt 28a - Zenerspannung zu verhindern. Vorzugsweise ist die weitere Diode 42a als Überspannungsschutz an der Schaltereinheit 14a vorgesehen, beispielsweise derart, dass eine maximale Spannung von ±20 V aufbaubar ist. Insbesondere ist eine derartige Spannungslimitierung bei einem transienten Spannungseinbruch gewährleistet, da durch ein Schalten der Schaltereinheit 14a eine Spannung am Quellen-Anschluss 26a bis auf einen Wert von einer Spannung von Anschlusspunkt 28a - Zenerspannung der weiteren Diode 42a abfällt und gleichzeitig eine Spannung am Steuer- Anschluss 32a durch den transienten Spannungseinbruch beispielsweise größer als 0 V ist. Insbesondere ist die Zenerspannung der weiteren Diode 42a derart ausgelegt, dass sowohl eine benötigte Amplitude des Aufwachsignals sichergestellt ist und gleichzeitig eine Spannung zwischen Steuer-Anschluss 32a und Quellen-Anschluss 26a betragsmäßig unter 20 V bleibt. The activation unit 16a has a further diode 42a. The additional diode 42a is connected in series with a third resistor 52a of the activation unit 16a. The other diode 42a is in the form of a Zener diode. The further diode 42a is provided to counteract excessive discharge of the capacitor 24a. In particular, the further diode 42a is provided to prevent a voltage of the wake-up signal from dropping significantly below a threshold of a voltage from connection point 28a—Zener voltage. The further diode 42a is preferably provided as overvoltage protection on the switch unit 14a, for example in such a way that a maximum voltage of ±20 V can be built up. In particular, such a voltage limitation is ensured in the event of a transient voltage dip, since switching of the switch unit 14a causes a voltage at the source connection 26a to drop to a value of a voltage from connection point 28a - Zener voltage of the further diode 42a and at the same time a voltage at the control connection 32a is greater than 0 V, for example, due to the transient voltage drop. In particular, the zener voltage of the further diode 42a is designed in such a way that both a required amplitude of the wake-up signal is ensured and at the same time a voltage between the control connection 32a and the source connection 26a remains below 20 V in terms of absolute value.
Der zweite Widerstand 46a weist beispielsweise einen Wert von maximal 100 Ohm auf. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass der zweite Widerstand 46a einen Wert aufweist, der größer ist als 100 Ohm. Der weitere Kondensator 30a weist beispielsweise eine Kapazität mit einem Wert von maximal 100 nF auf. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass die Kapazität des weiteren Kondensators 30a einen Wert größer als 100 nF aufweist. Insbesondere sind der zweite Widerstand 46a und der weitere Kondensator 30a ausgelegt, um eine Hochpassfunktion zu erhalten. Vorzugsweise ist die Hochpassfunktion durch den zweiten Widerstand 46a und den weiteren Kondensator 30a dazu vorgesehen, bei auftretenden Spannungseinbrüchen das Signal an der Schaltereinheit 14a vorteilhaft hinsichtlich Amplitude und Halbwertszeit zu erzeugen. Insbesondere gilt, dass je größer der zweite Widerstand 46a bzw. die Kapazität des weiteren Kondensators 30a ist, desto länger ist die Halbwertszeit des Signals an der Schaltereinheit 14a und damit eine effektive Einschaltdauer des Schaltzustands der Schaltereinheit 14a. The second resistor 46a has a maximum value of 100 ohms, for example. Alternatively, however, it is also conceivable for the second resistor 46a to have a value that is greater than 100 ohms. The additional capacitor 30a has, for example, a capacitance with a maximum value of 100 nF. Alternatively, however, it is also conceivable for the capacitance of the additional capacitor 30a to have a value greater than 100 nF. In particular, the second resistor 46a and the further capacitor 30a are designed to obtain a high-pass function. The high-pass function by the second resistor 46a and the further capacitor 30a is preferably provided for the purpose of generating the signal at the switch unit 14a, which is advantageous in terms of amplitude and half-life when voltage dips occur. In particular, that The greater the second resistance 46a or the capacitance of the further capacitor 30a, the longer the half-life of the signal at the switch unit 14a and thus an effective switch-on time of the switching state of the switch unit 14a.
Die Aktivierungseinheit 16a weist einen vierten Widerstand 44a auf. Der vierte Widerstand 44a ist insbesondere als Steuer-Anschluss-Ableitwiderstand für den Steuer-Anschluss 32a vorgesehen. Die Aktivierungseinheit 16a weist einen zusätzlichen Kondensator 54a auf. Der zusätzliche Kondensator 54a ist insbesondere zur Filterung einer Spannung am Steuer-Anschluss 32a vorgesehen, vorzugsweise um einem unbeabsichtigten Schalten der Schaltereinheit 14a entgegenzuwirken. The activation unit 16a has a fourth resistor 44a. The fourth resistor 44a is provided in particular as a control terminal bleeder resistor for the control terminal 32a. The activation unit 16a has an additional capacitor 54a. The additional capacitor 54a is provided in particular for filtering a voltage at the control terminal 32a, preferably in order to counteract an unintentional switching of the switch unit 14a.
Der Akkupack 12a umfasst ein Gehäuse 66a. Die Schaltvorrichtung 10a ist an, insbesondere zumindest im Wesentlichen vollständig in, dem Gehäuse 66a angeordnet. Insbesondere sind/ist die Aktivierungseinheit 16a und/oder die Schaltereinheit 14a an dem Gehäuse 66a, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen vollständig in, dem Gehäuse 66a angeordnet. Der Akkupack 12a weist vorzugsweise Kontaktelemente (hier nicht dargestellt) zu einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher 20a und der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, auf. Die Kontaktelemente sind beispielsweise als elektrische Kontakttulpen, elektrische Kontaktzungen, elektrische Kontaktmesser oder dergleichen ausgebildet. Vorzugsweise ist der Anschlusspunkt 28a durch zumindest ein Kontaktelement der Kontaktelemente gebildet. Vorzugsweise ist der weitere Anschlusspunkt 58a durch zumindest ein weiteres Kontaktelement der Kontaktelemente gebildet The battery pack 12a includes a housing 66a. The switching device 10a is arranged on, in particular at least substantially completely in, the housing 66a. In particular, the activation unit 16a and/or the switch unit 14a is/are arranged on the housing 66a, preferably at least essentially completely in the housing 66a. The battery pack 12a preferably has contact elements (not shown here) for an electrical connection to the consumer 20a and the external power source 22a, in particular the charger. The contact elements are designed, for example, as electrical contact tulips, electrical contact tongues, electrical contact blades or the like. The connection point 28a is preferably formed by at least one contact element of the contact elements. The further connection point 58a is preferably formed by at least one further contact element of the contact elements
Figur 3 zeigt einen schematischen Ablauf eines Verfahrens zu einem Betrieb der Schaltvorrichtung 10a für den Akkupack 12a. Durch die Aktivierungseinheit 16a wird, insbesondere in einem Verfahrensschritt 72a, ein Signal zu einem Schalten der Schaltereinheit 14a bereitgestellt. Durch die Schaltereinheit 14a wird, insbesondere in einem weiteren Verfahrensschritt 74a, in zumindest einem Schaltzustand der Schaltereinheit 14a das Aufwachsignal zur Aktivierung der Elektronikeinheit 18a des Akkupacks 12a bereitgestellt. Durch die Aktivierungseinheit 16a wird zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher 20a und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit 14a bereitgestellt, um diese zu schalten, insbesondere in dem Verfahrensschritt 72a. Mittels der Aktivierungseinheit 16a wird insbesondere zumindest durch die elektrische Verbindung mit dem Verbraucher 20a und/oder durch die elektrische Verbindung mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit 14a bereitgestellt, um diese zu schalten. Zumindest bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit 16a mit dem Verbraucher 20a und/oder bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit 16a mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, wird, insbesondere in dem Verfahrensschritt 72a, eine negative Steuerspannung an der Schaltereinheit 14a erzeugt. Das Signal an der Schaltereinheit 14a wird durch die Aktivierungseinheit 16a in Abhängigkeit von einem, insbesondere transienten, Spannungseinbruch und/oder in Abhängigkeit von einem, insbesondere transienten, Spannungshub bereitgestellt. In dem weiteren Verfahrensschritt 74a wird mittels der Schaltereinheit 14a das Aufwachsignal zur Aktivierung der Elektronikeinheit 18a an die Elektronikeinheit 18a übertragen. Figure 3 shows a schematic sequence of a method for operating the switching device 10a for the battery pack 12a. A signal for switching the switch unit 14a is provided by the activation unit 16a, in particular in a method step 72a. The wake-up signal for activating the electronics unit 18a of the battery pack 12a is provided by the switch unit 14a, in particular in a further method step 74a, in at least one switching state of the switch unit 14a. By the activation unit 16a is at least in an electrical connection to the consumer 20a and/or in the case of an electrical connection to the external power source 22a, in particular the charging device, the signal is provided to the switch unit 14a in order to switch it, in particular in method step 72a. By means of the activation unit 16a, the signal is provided to the switch unit 14a in particular at least through the electrical connection to the load 20a and/or through the electrical connection to the external power source 22a, in particular the charger, in order to switch it. At least when there is an electrical connection between activation unit 16a and load 20a and/or when there is an electrical connection between activation unit 16a and external power source 22a, in particular the charging device, a negative control voltage is generated at switch unit 14a, in particular in method step 72a. The signal at the switch unit 14a is provided by the activation unit 16a as a function of a, in particular transient, voltage dip and/or as a function of a, in particular transient, voltage swing. In the further method step 74a, the wake-up signal for activating the electronic unit 18a is transmitted to the electronic unit 18a by means of the switch unit 14a.
In den Figuren 4 und 5 sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der Figuren 1 bis 3, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 bis 3 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der Figuren 4 und 5 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b und c ersetzt. Further exemplary embodiments of the invention are shown in FIGS. The following descriptions and the drawings are essentially limited to the differences between the exemplary embodiments, whereby with regard to components with the same designation, in particular with regard to components with the same reference numbers, the drawings and/or the description of the other exemplary embodiments, in particular Figures 1 to 3, can be referred. To distinguish between the exemplary embodiments, the letter a follows the reference number of the exemplary embodiment in FIGS. In the exemplary embodiments of FIGS. 4 and 5, the letter a has been replaced by the letters b and c.
Figur 4 zeigt eine Schaltvorrichtung 10b für einen Akkupack (hier nicht dargestellt). Die Schaltvorrichtung 10b umfasst zumindest eine Schaltereinheit 14b. Die Schaltvorrichtung 10b umfasst zumindest eine Aktivierungseinheit 16b, welche dazu vorgesehen ist, ein Signal zu einem Schalten der Schaltereinheit 14b bereitzustellen. In zumindest einem Schaltzustand stellt die Schaltereinheit 14a ein Aufwachsignal zur Aktivierung einer Elektronikeinheit 18b des Akkupacks bereit. Die Aktivierungseinheit 16b stellt bei einer elektrischen Verbindung mit einem Verbraucher (hier nicht dargestellt) und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit einer externen Stromquelle (hier nicht dargestellt), insbesondere einem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit 14b bereit, um diese zu schalten. Figure 4 shows a switching device 10b for a battery pack (not shown here). The switching device 10b comprises at least one switch unit 14b. The switching device 10b comprises at least one activation unit 16b, which is intended to provide a signal for switching the switch unit 14b. In at least one switching state, the switch unit 14a provides a wake-up signal for activating an electronic unit 18b of the battery pack. In the event of an electrical connection to a consumer (not shown here) and/or in the event of an electrical connection to an external power source (not shown here), in particular a charger, the activation unit 16b provides the signal to the switch unit 14b in order to switch it.
Die Aktivierungseinheit 16b stellt in Abhängigkeit von einem Überschreiten einer Spannungsschwelle das Signal an der Schaltereinheit 14b bereit. Die Spannungsschwelle bezieht sich insbesondere auf eine Spannung von Akkuzellen 56b des Akkupacks. Die Aktivierungseinheit 16b stellt das Signal an der Schaltereinheit 14b bereit, zumindest wenn die Spannung der, insbesondere miteinander verschalteten, Akkuzellen 56b die Spannungsschwelle überschreitet. Die Spannungsschwelle an der Aktivierungseinheit 16b ist derart ausgelegt, dass zumindest bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit 16b mit dem Verbraucher und/oder bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit 16b mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, die Spannungsschwelle überschreitbar ist, bevorzugt zumindest in einem Ladezustand der Akkuzellen 56b, um das Signal an der Schaltereinheit 14b bereitzustellen. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass die Aktivierungseinheit 16b das Signal an der Schaltereinheit 14b in Abhängigkeit vom Überschreiten der Spannungsschwelle unabhängig von einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit 16b mit dem Verbraucher und/oder unabhängig von einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, bereitstellt. The activation unit 16b provides the signal to the switch unit 14b as a function of a voltage threshold being exceeded. The voltage threshold relates in particular to a voltage of battery cells 56b of the battery pack. The activation unit 16b provides the signal to the switch unit 14b, at least when the voltage of the battery cells 56b, in particular those that are connected to one another, exceeds the voltage threshold. The voltage threshold at activation unit 16b is designed in such a way that the voltage threshold can be exceeded, preferably at least in one State of charge of the battery cells 56b to provide the signal to the switch unit 14b. Alternatively, however, it is also conceivable for the activation unit 16b to send the signal to the switch unit 14b as a function of the voltage threshold being exceeded independently of an electrical connection between the activation unit 16b and the load and/or independently of an electrical connection between the activation unit and the external power source, in particular the charger, provides.
Die Schaltereinheit 14b umfasst einen Transistor 62b. Die Schaltereinheit 14b, insbesondere der Transistor 62b, weist zumindest einen Quellen-Anschluss 26b, insbesondere einen Source-Anschluss, einen Steuer-Anschluss 32b, insbesondere einen Gate-Anschluss, und einen Abfluss-Anschluss 64b, insbesondere einen Drain-Anschluss, auf. Ein Kondensator 24b der Aktivierungseinheit 16b ist dazu vorgesehen, das elektrische Potential an dem Quellen-Anschluss 26b der Schaltereinheit 14b, insbesondere dem Source-Anschluss des Transistors 62b, bei einem Überschreiten der Spannungsschwelle an der Aktivierungseinheit 16b zu stabilisieren. Die Schaltvorrichtung 10b umfasst zumindest einen Anschlusspunkt 28b und einen weiteren Anschlusspunkt 58b zur elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher oder mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät. Die Aktivierungseinheit 16b weist zumindest einen Schalter 68b auf. Der Schalter 68b ist schaltungstechnisch zwischen dem Anschlusspunkt 28b und der Schaltereinheit 14b angeordnet. Die Aktivierungseinheit 16b umfasst zumindest eine Diode 36b, welche schaltungstechnisch zwischen dem Anschlusspunkt 28b und der Schaltereinheit 14b angeordnet ist. Der Schalter 68b ist als ein Bipolartransistor, vorzugsweise als ein npn-Bipolartransistor, ausgebildet. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass der Schalter 68b als ein anderer, insbesondere von einem npn- Bipolartransistor verschiedener, Schalter 68b ausgebildet ist. Die Diode 36b ist als eine Z-Diode ausgebildet. Der Schalter 68b und die Diode 36b sind derart angeordnet/ausgelegt, dass bei einem Überschreiten einer Zenerspannung der Diode 36b ein Strom über die Diode 36b durch eine Basis des Schalters 68b, insbesondere des npn-Bipolartransistors, gegen den weiteren Anschlusspunkt 58b fließt, sodass insbesondere ein Kollektorstrom durch den Schalter 68b fließt. Der Schalter 68b ist derart angeordnet, dass sich der Steuer-Anschluss 32b der Schaltereinheit 14b, insbesondere des Transistors 62b der Schaltereinheit 14b, durch ein Fließen des Kollektorstroms durch den Schalter 68b gegen den weiteren Anschlusspunkt 58b entlädt, wobei ein Kondensator 24b der Aktivierungseinheit 16b insbesondere das elektrische Potential an dem Quellen-Anschluss 32b der Schaltereinheit 14b, insbesondere des Transistors 62b der Schaltereinheit 14b, stabilisiert, sodass sich bevorzugt eine negative Steuerspannung an der Schaltereinheit 14b einstellt. The switch unit 14b includes a transistor 62b. The switch unit 14b, in particular the transistor 62b, has at least one source connection 26b, in particular a source connection, a control connection 32b, in particular a gate connection, and a drain connection 64b, in particular a drain connection. A capacitor 24b of the activation unit 16b is provided to stabilize the electrical potential at the source connection 26b of the switch unit 14b, in particular the source connection of the transistor 62b, when the voltage threshold at the activation unit 16b is exceeded. The switching device 10b comprises at least one connection point 28b and a further connection point 58b for the electrical connection to the consumer or to the external power source, in particular the charger. The activation unit 16b has at least one switch 68b. In terms of circuitry, the switch 68b is arranged between the connection point 28b and the switch unit 14b. The activation unit 16b comprises at least one diode 36b, which is arranged in terms of circuitry between the connection point 28b and the switch unit 14b. The switch 68b is designed as a bipolar transistor, preferably as an npn bipolar transistor. Alternatively, however, it is also conceivable for switch 68b to be in the form of another switch 68b, in particular different from an npn bipolar transistor. The diode 36b is designed as a Zener diode. The switch 68b and the diode 36b are arranged/designed in such a way that when a Zener voltage of the diode 36b is exceeded, a current flows via the diode 36b through a base of the switch 68b, in particular of the npn bipolar transistor, towards the further connection point 58b, so that in particular a collector current flows through the switch 68b. The switch 68b is arranged in such a way that the control connection 32b of the switch unit 14b, in particular of the transistor 62b of the switch unit 14b, is discharged by a collector current flowing through the switch 68b towards the further connection point 58b, with a capacitor 24b of the activation unit 16b in particular the electrical potential at the source connection 32b of the switch unit 14b, in particular of the transistor 62b of the switch unit 14b, is stabilized, so that a negative control voltage is preferably set at the switch unit 14b.
Die Aktivierungseinheit 16b weist einen ersten Widerstand 40b auf. Der erste Widerstand 40b ist in Serie mit dem Kondensator 24b geschaltet. Die Aktivierungseinheit 16b weist einen zweiten Widerstand 48b auf, der in Serie mit der Diode 36b geschaltet ist. Der zweite Widerstand 48b weist beispielsweise einen Wert von zumindest 50 kOhm auf, insbesondere um einen Zenerstrom durch die Diode 36b zu begrenzen und/oder um die Spannungsschwelle zu beeinflussen. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass der zweite Widerstand 48b einen Wert aufweist, der kleiner ist als 50 kOhm. Die Zenerspannung der Diode 36b ist insbesondere zu einem Überspannungsschutz für die Schaltvorrichtung 10b vorgesehen. Die Spannungsschwelle beträgt beispielsweise zwischen 4,3 V pro Ak- kuzelle 56b und 4,5 V pro Akkuzelle 56b. Die Zenerspannung der Diode 36b ist insbesondere derart ausgelegt, dass Leckströme bei regulären Akkupackspannungen von beispielsweise kleiner als oder gleich groß wie 4,2 V pro Akkuzelle 56b sichergestellt sind. Um insbesondere ein Auslösen der Schaltvorrichtung 10b bei unerwünschten, insbesondere zu hohen, aber unkritischen Akkupackspannungen sicherzustellten, liegt die Zenerspannung der Diode 36b beispielsweise unter 4,5 V. The activation unit 16b has a first resistor 40b. The first resistor 40b is connected in series with the capacitor 24b. The activation unit 16b has a second resistor 48b which is connected in series with the diode 36b. The second resistor 48b has a value of at least 50 kOhm, for example, in particular to limit a zener current through the diode 36b and/or to influence the voltage threshold. Alternatively, however, it is also conceivable for the second resistor 48b to have a value that is less than 50 kOhm. The zener voltage of the diode 36b is provided in particular for overvoltage protection for the switching device 10b. The voltage threshold is, for example, between 4.3 V per ac battery cell 56b and 4.5 V per battery cell 56b. The zener voltage of the diode 36b is designed in particular in such a way that leakage currents are ensured in the case of regular battery pack voltages of, for example, less than or equal to 4.2 V per battery cell 56b. In order to ensure, in particular, that switching device 10b is triggered when the battery pack voltage is undesirable, in particular too high but not critical, the zener voltage of diode 36b is below 4.5 V, for example.
Die Aktivierungseinheit 16a weist eine weitere Diode 42b auf. Die weitere Diode 42b ist in Serie mit einem dritten Widerstand 52b der Aktivierungseinheit 16b geschaltet. Die Aktivierungseinheit 16b weist einen vierten Widerstand 44b und einen weiteren Kondensator 54b auf. Zwischen dem Schalter 68b und dem weiteren Anschlusspunkt 58b ist insbesondere ein fünfter Widerstand 50b der Aktivierungseinheit 16b angeordnet. The activation unit 16a has a further diode 42b. The further diode 42b is connected in series with a third resistor 52b of the activation unit 16b. The activation unit 16b has a fourth resistor 44b and a further capacitor 54b. In particular, a fifth resistor 50b of the activation unit 16b is arranged between the switch 68b and the further connection point 58b.
Figur 5 zeigt eine Schaltvorrichtung 10c für einen Akkupack (hier nicht dargestellt). Die Schaltvorrichtung 10c umfasst zumindest eine Schaltereinheit 14c. Die Schaltvorrichtung 10c umfasst zumindest eine Aktivierungseinheit 16c, welche dazu vorgesehen ist, ein Signal zu einem Schalten der Schaltereinheit 14c bereitzustellen. In zumindest einem Schaltzustand stellt die Schaltereinheit 14c ein Aufwachsignal zur Aktivierung einer Elektronikeinheit 18c des Akkupacks bereit. Die Aktivierungseinheit 16c stellt zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit einem Verbraucher (hier nicht dargestellt) und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit einer externen Stromquelle (hier nicht dargestellt), insbesondere einem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit 14c bereit, um diese zu schalten. Figure 5 shows a switching device 10c for a battery pack (not shown here). The switching device 10c comprises at least one switch unit 14c. The switching device 10c comprises at least one activation unit 16c, which is intended to provide a signal for switching the switch unit 14c. In at least one switching state, the switch unit 14c provides a wake-up signal to activate an electronic unit 18c of the battery pack. Activation unit 16c provides the signal to switch unit 14c in order to switch it, at least in the event of an electrical connection to a consumer (not shown here) and/or in the event of an electrical connection to an external power source (not shown here), in particular a charger .
Insbesondere weist die Schaltvorrichtung 10c eine weitere Aktivierungseinheit 70c auf, welche dazu vorgesehen ist, ein Signal zu einem Schalten der Schaltereinheit 14c bereitzustellen. In zumindest einem Schaltzustand stellt die Schaltereinheit 14c ein Aufwachsignal zur Aktivierung der Elektronikeinheit 18c des Akkupacks bereit. Die Aktivierungseinheit 16c stellt zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit 14c bereit, um diese zu schalten. Die Aktivierungseinheit 16c ist analog zu der Aktivierungseinheit 16b aus dem vorherigen Ausführungsbeispiel ausgebildet. Die weitere Aktivierungseinheit 70c ist analog zu der Aktivierungseinheit 16a aus dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet. Insbesondere weist die Schaltvorrichtung 10c eine Kombination der Aktivierungseinheit 16c gemäß der Aktivierungseinheit 16b und der weiteren Aktivierungseinheit 70c gemäß der Aktivierungseinheit 16a auf. Durch die Aktivierungseinheit 16c und die weitere Aktivierungseinheit 70c ist das Signal an der Schaltereinheit 14c durch einen, insbesondere transienten, Spannungseinbruch, durch einen, insbesondere transienten, Spannungshub und/oder durch ein Überschreiten einer Spannungsschwelle bereitstellbar. In particular, the switching device 10c has a further activation unit 70c, which is provided to provide a signal for switching the switch unit 14c. In at least one switching state, the switch unit 14c provides a wake-up signal to activate the electronics unit 18c of the battery pack. Activation unit 16c provides the signal to switch unit 14c, at least when there is an electrical connection to the consumer and/or when there is an electrical connection to the external power source, in particular the charger, in order to switch it. The activation unit 16c is designed analogously to the activation unit 16b from the previous exemplary embodiment. The further activation unit 70c is designed analogously to the activation unit 16a from the first exemplary embodiment. In particular, the switching device 10c has a combination of the activation unit 16c according to the activation unit 16b and the further activation unit 70c according to the activation unit 16a. The activation unit 16c and the further activation unit 70c can be used to provide the signal to the switch unit 14c as a result of a, in particular transient, voltage dip, as a result of a, in particular transient, voltage swing and/or as a result of a voltage threshold being exceeded.
Insbesondere weist die Schaltvorrichtung 10c einen Auslöseanschluss 60c auf. Der Auslöseanschluss 60c ist vorzugsweise zwischen einer Diode 36c der Aktivierungseinheit 16c und einem Schalter 68c der Aktivierungseinheit 16c angeordnet. Über den Auslöseanschluss 60c sind insbesondere weitere Signalgeber zum Aufwecken der Elektronikeinheit 18c des Akkupacks verbindbar, beispielsweise direkt oder entkoppelt über einen Widerstand, einen Kondensator und/oder eine Diode. Insbesondere können über den Auslöseanschluss 60c beliebige weitere Signalquellen den Schalter 68c aktivieren, um das Aufwachsignal zu erzeugen. Die Schaltvorrichtung 10c weist einen Anschlusspunkt 28c und einen weiteren Anschlusspunkt 58c auf. Die Aktivierungseinheit 16c weist einen Widerstand 48c auf, der in Serie mit der Diode 36c geschaltet ist. Zwischen dem Schalter 68c und dem weiteren Anschlusspunkt 58c ist insbesondere ein weiterer Widerstand 50c der Aktivierungseinheit 16c angeordnet. In particular, the switching device 10c has a trigger connection 60c. The trigger connection 60c is preferably arranged between a diode 36c of the activation unit 16c and a switch 68c of the activation unit 16c. In particular, further signal transmitters for waking up the electronic unit 18c of the battery pack can be connected via the trigger connection 60c, for example directly or decoupled via a resistor, a capacitor and/or a diode. In particular, any further signal sources can activate the switch 68c via the trigger connection 60c in order to generate the wake-up signal. The switching device 10c has a connection point 28c and a further connection point 58c. The activation unit 16c has a resistor 48c connected in series with the diode 36c. In particular, a further resistor 50c of the activation unit 16c is arranged between the switch 68c and the further connection point 58c.
Die Schaltereinheit 14c umfasst zumindest einen Transistor 62c. Die Schaltereinheit 14c, insbesondere der Transistor 62c, weist zumindest einen Quellen- Anschluss 26c, insbesondere einen Source-Anschluss, einen Steuer-Anschluss 32c, insbesondere einen Gate-Anschluss, und einen Abfluss-Anschluss 64c, insbesondere einen Drain-Anschluss, auf. The switch unit 14c includes at least one transistor 62c. The switch unit 14c, in particular the transistor 62c, has at least one source connection 26c, in particular a source connection, a control connection 32c, in particular a gate connection, and a drain connection 64c, in particular a drain connection.
Die Schaltvorrichtung 10c, insbesondere die weitere Aktivierungseinheit 70c, weist einen Kondensator 24c auf, welcher ein elektrisches Potential an dem Quellen-Anschluss 26c der Schaltereinheit 14c stabilisiert. Der Kondensator 24c ist, insbesondere in einem statischen Zustand der Schaltvorrichtung 10c und be- vorzugt über einen ersten Widerstand 40c der weiteren Aktivierungseinheit 70c, auf eine Spannung der Akkuzellen 56c geladen. Die weitere Aktivierungseinheit 70c weist zumindest einen weiteren Kondensator 30c auf, welcher schaltungstechnisch zwischen dem Steuer-Anschluss 32c der Schaltereinheit 14c und dem zumindest einen Anschlusspunkt 28c angeordnet ist. Die weitere Aktivierungseinheit 70c umfasst insbesondere zumindest einen zweiten Widerstand 46c. The switching device 10c, in particular the further activation unit 70c, has a capacitor 24c, which stabilizes an electrical potential at the source connection 26c of the switch unit 14c. The capacitor 24c is, in particular, in a static state of the switching device 10c and preferably charged via a first resistor 40c of the further activation unit 70c to a voltage of the battery cells 56c. The further activation unit 70c has at least one further capacitor 30c, which is arranged in terms of circuitry between the control connection 32c of the switch unit 14c and the at least one connection point 28c. The further activation unit 70c includes, in particular, at least one second resistor 46c.
Die weitere Aktivierungseinheit 70c weist zumindest eine Diode 34c auf, welche insbesondere schaltungstechnisch zwischen dem Steuer-Anschluss 32c und dem Quellen-Anschluss 26c der Schaltereinheit 14c angeordnet ist. Die weitere Aktivierungseinheit 70c weist eine weitere Diode 42c auf. Die weitere Diode 42c ist in Serie mit einem dritten Widerstand 52c der weiteren Aktivierungseinheit 70c geschaltet. Die weitere Aktivierungseinheit 70c weist einen vierten Widerstand 44c auf. Die weitere Aktivierungseinheit 70c weist einen zusätzlichen Kondensator 54c auf. The further activation unit 70c has at least one diode 34c, which is arranged in particular in terms of circuitry between the control connection 32c and the source connection 26c of the switch unit 14c. The further activation unit 70c has a further diode 42c. The additional diode 42c is connected in series with a third resistor 52c of the additional activation unit 70c. The further activation unit 70c has a fourth resistor 44c. The further activation unit 70c has an additional capacitor 54c.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Schaltvorrichtung (10a; 10b; 10c) für einen Akkupack (12a; 12b; 12c), mit zumindest einer Schaltereinheit (14a; 14b; 14c) und zumindest einer Aktivierungseinheit (16a; 16b; 16c), welche dazu vorgesehen ist, ein Signal zu einem Schalten der Schaltereinheit (14a; 14b; 14c) bereitzustellen, wobei die Schaltereinheit (14a; 14b; 14c) in zumindest einem Schaltzustand ein Aufwachsignal zur Aktivierung einer Elektronikeinheit (18a; 18b; 18c) des Akkupacks (12a; 12b; 12c) bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungseinheit (16a; 16b; 16c) zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit einem Verbraucher (20a; 20b; 20c) und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit einer externen Stromquelle (22a; 22b; 22c), insbesondere einem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit (14a; 14b; 14c) bereitstellt, um diese zu schalten. 1. Switching device (10a; 10b; 10c) for a battery pack (12a; 12b; 12c), with at least one switch unit (14a; 14b; 14c) and at least one activation unit (16a; 16b; 16c), which is provided for this purpose To provide a signal for switching the switch unit (14a; 14b; 14c), the switch unit (14a; 14b; 14c) in at least one switching state sending a wake-up signal for activating an electronic unit (18a; 18b; 18c) of the battery pack (12a; 12b; 12c ) provides, characterized in that the activation unit (16a; 16b; 16c) at least when there is an electrical connection to a consumer (20a; 20b; 20c) and/or when there is an electrical connection to an external power source (22a; 22b; 22c), in particular a charger that provides the signal to the switch unit (14a; 14b; 14c) in order to switch it.
2. Schaltvorrichtung (10a; 10b; 10c) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungseinheit (16a; 16b; 16c) zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher (20a; 20b; 20c) und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit der externen Stromquelle (22a; 22b; 22c) eine negative Steuerspannung an der Schaltereinheit (14a; 14b; 14c) erzeugt. 2. Switching device (10a; 10b; 10c) according to claim 1, characterized in that the activation unit (16a; 16b; 16c) at least when there is an electrical connection to the load (20a; 20b; 20c) and/or when there is an electrical connection to the external power source (22a; 22b; 22c) generates a negative control voltage at the switch unit (14a; 14b; 14c).
3. Schaltvorrichtung (10a; 10b; 10c) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Schaltzustand der Schaltereinheit (14a; 14b; 14c) ein leitender Zustand der Schaltereinheit (14a; 14b; 14c) ist. Schaltvorrichtung (10a; 10b; 10c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungseinheit (16a; 16b; 16c) in Abhängigkeit von einem Überschreiten und/oder einem Unterschreiten einer Spannungsschwelle das Signal an der Schaltereinheit (14a; 14b; 14c) bereitstellt. Schaltvorrichtung (10a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungseinheit (16a) in Abhängigkeit von einem, insbesondere transienten, Spannungseinbruch das Signal an der Schaltereinheit (14a) bereitstellt. Schaltvorrichtung (10a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungseinheit (16a) in Abhängigkeit von einem, insbesondere transienten, Spannungshub das Signal an der Schaltereinheit (14a) bereitstellt. Schaltvorrichtung (10a; 10b; 10c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungseinheit (16a; 16b; 16c) einen Kondensator (24a; 24b; 24c) aufweist, welcher ein elektrisches Potential an einem Quellen-Anschluss (26a; 26b; 26c) der Schaltereinheit (14a; 14b; 14c) stabilisiert. Schaltvorrichtung (10a; 10c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest einen Anschlusspunkt (28a; 28c) zur elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher (20a; 20c) oder mit der externen Stromquelle (22a; 22c), wobei die Aktivierungseinheit (16a; 16c) zumindest einen Kondensator (30a; 30c) aufweist, welcher schaltungstechnisch zwischen einem Steuer-Anschluss (32a; 32c) der Schaltereinheit (14a; 14c) und dem zumindest einen Anschlusspunkt (28a; 28c) angeordnet ist. 9. Schaltvorrichtung (10a; 10c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungseinheit (16a; 16c) zumindest eine Diode (36a; 36c) aufweist, welche schaltungstechnisch zwischen einem Steuer-Anschluss (32a; 32c) und einem Quellen-Anschluss (26a; 26c) der Schaltereinheit (14a; 14c) angeordnet ist. 3. Switching device (10a; 10b; 10c) according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one switching state of the switch unit (14a; 14b; 14c) is a conductive state of the switch unit (14a; 14b; 14c). Switching device (10a; 10b; 10c) according to one of the preceding claims, characterized in that the activation unit (16a; 16b; 16c) depending on whether a voltage threshold is exceeded and/or fallen below the signal at the switch unit (14a; 14b; 14c ) provides. Switching device (10a) according to one of the preceding claims, characterized in that the activation unit (16a) provides the signal to the switch unit (14a) as a function of a, in particular transient, voltage dip. Switching device (10a) according to one of the preceding claims, characterized in that the activation unit (16a) provides the signal to the switch unit (14a) as a function of a, in particular transient, voltage swing. Switching device (10a; 10b; 10c) according to one of the preceding claims, characterized in that the activation unit (16a; 16b; 16c) has a capacitor (24a; 24b; 24c) which has an electrical potential at a source connection (26a; 26b; 26c) of the switch unit (14a; 14b; 14c). Switching device (10a; 10c) according to one of the preceding claims, characterized by at least one connection point (28a; 28c) for electrical connection to the load (20a; 20c) or to the external power source (22a; 22c), wherein the activation unit (16a; 16c) has at least one capacitor (30a; 30c) which, in terms of circuitry, is arranged between a control connection (32a; 32c) of the switch unit (14a; 14c) and the at least one connection point (28a; 28c). 9. Switching device (10a; 10c) according to one of the preceding claims, characterized in that the activation unit (16a; 16c) has at least one diode (36a; 36c) which, in terms of circuitry, is connected between a control terminal (32a; 32c) and a source - Connection (26a; 26c) of the switch unit (14a; 14c) is arranged.
10. Schaltvorrichtung (10b; 10c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest einen Anschlusspunkt (28b; 28c) zur elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher (20b; 20c) oder mit der externen Stromquelle (22b; 22c), wobei die Aktivierungseinheit (16b; 16c) zumindest einen Schalter (68b; 68c) und eine Diode (36b; 36c) aufweist, welche schaltungstechnisch zwischen dem Anschlusspunkt (28b; 28c) und der Schaltereinheit (14b; 14c) angeordnet ist. 10. Switching device (10b; 10c) according to one of the preceding claims, characterized by at least one connection point (28b; 28c) for electrical connection to the load (20b; 20c) or to the external power source (22b; 22c), wherein the activation unit ( 16b; 16c) has at least one switch (68b; 68c) and a diode (36b; 36c), which in terms of circuitry is arranged between the connection point (28b; 28c) and the switch unit (14b; 14c).
11. Akkupack (12a; 12b; 12c) mit einer Schaltvorrichtung (10a; 10b; 10c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 11. Battery pack (12a; 12b; 12c) with a switching device (10a; 10b; 10c) according to any one of the preceding claims.
12. System (38a; 38b; 38c) mit einer externen Stromquelle (22a; 22b; 22c), insbesondere einem Ladegerät, und/oder mit einem Verbraucher (20a; 20b; 20c) und mit einem Akkupack (12a; 12b; 12c) nach Anspruch 11. 12. System (38a; 38b; 38c) with an external power source (22a; 22b; 22c), in particular a charger, and/or with a consumer (20a; 20b; 20c) and with a battery pack (12a; 12b; 12c) according to claim 11.
13. Verfahren zu einem Betrieb einer Schaltvorrichtung (10a; 10b; 10c), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, für einen Akkupack (12a; 12b; 12c), mit zumindest einer Schaltereinheit (14a; 14b; 14c) und zumindest einer Aktivierungseinheit (16a; 16b; 16c), durch welche ein Signal zu einem Schalten der Schaltereinheit (14a; 14b; 14c) bereitstellt wird, wobei durch die Schaltereinheit (14a; 14b; 14c) in zumindest einem Schaltzustand der Schaltereinheit (14a; 14b; 14c) ein Aufwachsignal zur Aktivierung einer Elektronikeinheit (18a; 18b; 18c) des Akkupacks (12a; 12b; 12c) bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Aktivierungseinheit (16a; 16b; 16c) zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit einem Verbraucher (20a; 20b; 20c) und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit einer externen Stromquelle (22a; 22b; 22c), insbesondere einem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit (14a; 14b; 14c) bereitgestellt wird, um diese zu schalten. 13. Method for operating a switching device (10a; 10b; 10c), in particular according to one of claims 1 to 10, for a battery pack (12a; 12b; 12c), with at least one switch unit (14a; 14b; 14c) and at least one Activation unit (16a; 16b; 16c), which provides a signal for switching the switch unit (14a; 14b; 14c), the switch unit (14a; 14b; 14c) in at least one switching state of the switch unit (14a; 14b; 14c) a wake-up signal for activating an electronic unit (18a; 18b; 18c) of the battery pack (12a; 12b; 12c) is provided, characterized in that the activation unit (16a; 16b; 16c) at least when there is an electrical connection to a consumer ( 20a; 20b; 20c) and/or in the case of an electrical connection to an external power source (22a; 22b; 22c), in particular a charger, the signal is provided to the switch unit (14a; 14b; 14c) in order to switch it.
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