电能量储存装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电能量储存装置。本发明还涉及一种用于运行电能量储存装置的方法。
【背景技术】
[0002]已知的是，电动工具由一个以上的蓄电池供应电能。这样的方案将来被市场经常需求，其中，存在几个已知的技术，所述技术提供几个电压-或电流供应:
[0003]例如，借助于开关在不同的电能量储存系统之间切换，其中，该开关可以构造成电或机械的。
[0004]还公开了所谓的“能量‘或’操作”(英语是power-oring)，其中，例如借助于二极管在参与的电能量储存单元电池之间实施电充电平衡。
[0005]此外已知的是，借助于控制电路形成一个理想化的二极管，所述二极管虽然具有二极管的运行特性，但是在此具有比二极管小的导电损失。这样的二极管已经在用于割草机的能量或操作系统中使用，其中，存在几个并联连接的电能量供应系统，其中，该系统通过最高电压进行供电。
[0006]WO 2007/085105 Al公开了一种装置用于平衡多单元电池蓄电池的至少两个蓄电池或单元电池，其中，设置电池组管理系统和平衡电路。该装置这样设置，所有蓄电池单元电池都与一个电池组监控系统连接，其中，该监控系统测量每个单个单元电池的电压、蓄电池温度和电流。所谓的监控系统因此处于这样的境地，即确定蓄电池单元电池之间的充电不平衡和单元电池的数量，所述单元电池具有这样的电压，所述电压高于允许的最大电压。这些单元电池被平衡，一直到该充电不平衡缩小到可接受的程度。
[0007]DE 10 2011 017 599 Al公开了一种带有至少两个储存单元电池的用于储存电能的储存装置，其中，储存单元电池借助于一个由电充电器提供的物理充电量充电并且分别在储存单元电池中监测物理量。该方法这样设置，根据被监测的量传输用于控制充电器的控制信号到充电器上，其中，根据控制信号逐渐地减少充电量。
【发明内容】
[0008]本发明的任务是，提供一种经改善的电能量储存装置，所述能量储存装置带有至少两个能量储存单元电池。
[0009]该任务通过一种具有至少两个能量储存单元电池的电能量储存装置解决，所述能量储存单元电池分别通过至少一个二极管串联地连接于一星形接点。根据本发明的能量储存装置的特征在于，在能量储存单元电池的充电状态不相同时，可以借助于二极管的漏电流均衡能量储存单元电池的充电状态。以这种方式和方法为各个待充电能量储存单元电池提供纯被动的充电过程，所述充电过程在没有任何控制装置的情况下进行。在被能量储存装置供应电能的电装置的紧接着的正常运行中，该能量储存单元电池由于经均衡的充电状态有利地由于每个分支的更低的电流仅仅很小地升温。由此有利地提供一种成本非常低廉的解决方案用于均衡能量储存单元电池的充电状态。
[0010]此外，该任务还通过一种用于运行具有至少两个能量储存单元电池的电能量储存装置的方法，所述至少两个能量储存单元电池分别通过至少一个二极管串联地连接于一星形接点，所述方法具有下列步骤:
[0011]-操作上停用所述装置；和
[0012]-借助于二极管的漏电流均衡能量储存单元电池的充电状态。
[0013]根据本发明的方法的根据本发明的装置的优选的实施形式是从属权利要求的主题。
[0014]该电能量储存装置一个优选的实施形式的特征在于，数量为η个的能量储存单元电池连接于所述星形接点。以这种方式，根据本发明的方案可以有利地可通过几个能量储存单元电池实现或被参数化。待均衡的电荷在此分别流到充电最弱的能量储存单元电池中，一直到所有能量储存单元电池在充电技术上平衡。
[0015]根据本发明的能量储存装置的另一优选的实施形式的特征在于，分别有η个二极管串联地连接于至少一个能量储存单元电池。以这种方式实现了该装置这样的可靠性方面，所述可靠性方面考虑到在一个二极管失效时第二个冗余的二极管承担充电平衡功能。以这种方式在故障情况下保护电能量储存单元电池不受太高的充电电流破坏。
[0016]根据本发明的能量储存装置的另一优选的实施形式，其特征在于，分别至少一个保险元件串联地连接于至少一个电能量储存单元电池。以这样的方式转变可靠性方面，其中，防止在故障情况下电能量储存单元电池被用太高的电流充电。以这样的方式可以简单地实现电流限制或充电过程的中断。
[0017]根据本发明的能量储存装置的另一优选的实施形式特征在于，该二极管是肖特基二极管。肖特基二极管的特征此外在于，它们在截止方向上具有相对高的漏电流。充分利用这一点，以便借助于肖特基二极管的漏电流给在充电技术上待均衡的电能量储存单元电池充电。结果是，以这种方式可以通过肖特基二极管的漏电流用充电程度较高的能量储存单元电池给充电程度低的能量储存单元电池充电。由于漏电流相对于最大容许的充电电流很小这样的事实，有利地不需要运行任何蓄电池管理。
【附图说明】
[0018]下面通过根据几个附图的其他特征和优点详细描述本发明。在此，所有描述的或所示的特征本身或任意结合形成本发明的主题，与它们在权利要求书中的概括或其回引无关，以及与它们在说明书或在附图中的表达或图示无关。对于已知的能量或操作原理不再赘述。
[0019]在附图中示出了:
[0020]图1:根据本发明的装置第一实施形式的原理图；
[0021]图2:二极管的截止电压与漏电流的关系的参数族；
[0022]图3:两个时间图，所述时间图在原理上说明两个能量储存单元电池的状态根据电压的接近；和
[0023]图4:根据本发明的方法的实施方式的原理流程图。
【具体实施方式】
[0024]在本发明的意义上，不平衡的电储蓄单元电池意味着，所述储蓄单元电池具有不相等的充电状态或电压状态。当具有不相等的充电量的蓄电池插入电器中时，这样的充电状态或电压状态可能在电器中使用多个储蓄单元电池的情况下出现。
[0025]图1示出根据本发明的电能量储存装置100的第一实施形式的框图。装置100构造成具有两个支路的能量‘或’操作系统并且在第一分支上具有第一电能量储存单元电池10和在第二分支上具有第二电能量储存单元电池20 (例如，锂离子电池)。不平衡的能量储存单元电池10、20分别借助于沿着导通方向连接的二极管Dl、D2连接至一星形接点S。二极管D1、D2优选构造成肖特基二极管，肖特基二极管的特征在于，它们在截止方向上具有(例如，与硅二极管相比)较高的漏电流，所述漏电流最高可达到大约100mA。
[0026]为了给电器200供应电能，能量储存装置100与电器200连接。电器200例如可以构造为电动工具、例如电动割草机，所述电动割草机具有足够用于多个能量储存单元电池10、20的位置。
[0027]由于这两个二极管Dl，D2在截止方向上具有高的漏电流的事实，在不平衡电能量储存单元电池10，20具有不相等电压的情况下，这两个二极管Dl、D2之一在导通方向上极化并且这两个二极管Dl，D2之一在截止方向上极化。通过所述漏电流，借助于充电程度较高的电能量储存单元电池10、20给充电程度较低的电能量储存单元电池10、20充电，由此，随着时间推移出现这两个电能量储存单元电池10、20的充电状态的平衡。
[0028]前