[發明專利]能量存儲器

無效

• 申請號: 200980114301.4
• 申請日: 2009-01-21
• 公開（公告）號: CN102017274A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: S·孔克爾;M·羅斯勒;M·巴克斯;P·科爾勞希
• 申請（專利權）人: 羅伯特.博世有限公司
• 主分類號: H01M10/44
• 分類號: H01M10/44;H02J7/00;H01M10/42
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李少丹;李家麟

本發明涉及一種能量存儲器，其包含有至少一個電池單元。電池單元在本文中比如還應該理解為可重復充電的存儲器單元(“Akku-Zelle(蓄電池單元)”)等。這種能量存儲器可以根據所期望的電壓和所提供的容量而具有多個電池單元，這些電池單元相互串聯和/或并聯連接。此外該能量存儲器還可以具有其他的元件，其中這些元件實現附加功能。比如這種附加功能可以是容量指示或限流。該能量存儲器的所有元件可以安裝在一個機殼內，該機殼還可以具有連接觸點和/或機械固定裝置。這種能量存儲器大多用于給便攜電子設備比如消費類電子產品、便攜計算機、電動工具或園林工具供電。

在不使用電子設備的時候，能量存儲器或者置于設備之內或者其之外。在此，在隨機電壓的情況下或者具有隨機存儲的充電量來進行該能量存儲器的存放。該充電量及電壓在此由在該設備使用結束時出現的充電狀態而產生。如果該能量存儲器直接在存放之前借助充電設備而被充電了，那么該存放電壓可以是最大電壓。另外如果利用該能量存儲器在存放之前來運行設備直至完全放電，那么該存放電壓可以是最小的放電電壓。另外該存放電壓還可以位于這兩個極限值之間。

根據現有技術已知的是，電池單元即使在不使用時也單單由于存放而承受老化。這種老化在此致使電池內阻的增大以及不可恢復的容量損失。另外已知的是，電池單元在其存放時的老化與其充電狀態有關。比如完全充電的鋰離子電池比少量充電的電池單元老化更快。因為鋰離子電池尤其具有非常小的自放電，這導致完全充電的能量存儲器非常長時地保持于高充電狀態以及高電壓下，這進一步加速了單元的老化。

從現有技術出發，本發明所基于的任務是，提供一種能量存儲器，其在不運行時對單單由于存放時間而引起的老化具有較小的敏感性。

該任務根據本發明通過一種能量存儲器而得到解決，其中該能量存儲器包含有至少一個電池單元以及至少一個齊納二極管，該齊納二極管與至少一個電池單元相并聯設置，其中該齊納二極管的陰極與至少一個電池單元的正極相連，陽極與至少一個電池單元的負極相連。

根據本發明已知的是，通過與至少一個電池單元相并聯的至少一個齊納二極管，相應的電池單元可以被放電，直到其含有最佳的充電量。該最佳充電量在此可以被確定為：使得一方面使用戶在該能量存儲器較長存放時間之后也能夠使用該設備，另一方面該能量存儲器的電池單元的老化與較高充電狀態相比而降低。該齊納二極管的擊穿電壓在此被選擇，使得如果達到了該電池單元的確定的預定的單元電壓，那么放電電流就通過該齊納二極管而被停止。該單元電壓直接與所存儲的充電量相關聯，因此這些概念在下面的說明中被同義地使用。

有時可以把多個相互串聯和/或并聯連接的電池單元通過一個單獨的齊納二極管來放電。在本發明的另一實施方案中，一個或多個串聯和/或并聯連接的電池單元通過多個串聯連接的齊納二極管而被放電。這樣就可以通過選擇擊穿電壓和/或齊納二極管的數量來調節電池單元的預定存放電壓。

利用根據本發明所規定的通過至少一個齊納二極管對能量存儲器的電池單元的放電，該能量存儲器在確定的存放時間內被放電到一個最佳的充電狀態，該充電狀態防止了加速老化。同時該電路不用費事的控制算法就滿足需求

為了減緩電池單元的放電，可以規定，通過至少一個電阻元件來限制放電電流。該電阻元件在此尤其可以通過電阻或晶體管來構成。有時專業人員還考慮設置多個這種元件，以控制該電阻并從而控制在放電線路中的電流。

此外還可以規定，如果該能量存儲器應用于一個設備中，那么就把其中具有至少一個齊納二極管的放電線路通過開關單元與所述至少一個電池單元相分隔。這樣就給用戶提供了全部的電池容量以運行他的移動電子設備。一旦該用戶把該能量存儲器從該設備中取出，比如用于存放，那么該開關設備就閉合，并且該電池單元通過至少一個齊納二極管被放電至預定的存放電壓。作為開關單元在此尤其適合的是晶體管或機械機殼觸點，其通過把該能量存儲器引入到電子設備的相應機殼凹槽中而被操作。

下面應該借助實施例和附圖在使發明想法不失一般性的情況下來詳細解釋本發明。

圖1示出了根據現有技術的三個齊納二極管的特性曲線。

圖2示出了一種可能的電路裝置，其在能量存儲器中包含有一個電池單元和一個齊納二極管。

圖3示出了另一可能的電路裝置，其具有延長的放電時間。

圖4示出了一種可能的電路裝置，以用于在能量存儲器中控制多個電池單元。

圖5示出了一種可能的電路裝置，其中放電過程可以在時間上進行控制。