开关装置、具有开关装置的蓄电池组、具有外部电源和/或消耗装置以及蓄电池组的系统以及用于运行开关装置的方法与流程

背景技术：

1、已经提出一种用于蓄电池组的开关装置，具有至少一个开关单元和至少一个激活单元，所述激活单元设置为提供用于切换开关单元的信号，其中，开关单元在至少一个开关状态下提供唤醒信号，用于激活蓄电池组的电子单元。

技术实现思路

1、本发明基于一种用于蓄电池组的开关装置，具有至少有一个开关单元和至少一个激活单元，所述激活单元设置为提供用于切换开关单元的信号，其中，开关单元在至少一个开关状态下提供唤醒信号，用于激活蓄电池组的电子单元。

2、提出，激活单元至少在与消耗装置电连接时和/或在与外部电源、尤其充电设备电连接时给开关单元提供信号，以便切换该开关单元。附加地或替代地也可以考虑，激活单元在无源消耗装置，例如开关装置的连接点之间、尤其在蓄电池单体触点之间的导电连接件的情况下，尤其在短路或类似情况时，向开关单元提供信号，以便切换该开关单元。开关装置尤其设置为用于防止不希望的电流消耗，例如在蓄电池组不激活时。“设置”应理解为专门配置、专门设计和/或专门配备。因此，对象设置为用于特定功能应理解为，该对象在至少一个应用状态和/或运行状态下满足和/或实施该特定功能。开关装置优选地设置为用于保护蓄电池组免于以不希望的运行参数运行。例如，开关装置设置为用于防止蓄电池组深度放电、蓄电池组过热、蓄电池组过充电或类似情况。

3、尤其，激活单元至少通过与消耗装置的电连接和/或通过与外部电源、尤其充电设备的电连接向开关单元提供信号，以便切换该开关单元。开关装置、尤其激活单元优选地设置为用于至少通过激活单元与消耗装置的电连接和/或通过与外部电源、优选充电设备的电连接激活、尤其唤醒蓄电池组的电子单元。优选地，开关装置、尤其激活单元设置为用于至少通过开关装置的连接点与消耗装置的电连接和/或通过开关装置的连接点与外部电源、尤其充电设备的电连接激活、尤其唤醒蓄电池组的电子单元。蓄电池组优选具有电器设备接口，电器设备、尤其至少消耗装置和/或外部电源能够与该电器设备接口电连接。尤其，开关装置、优选激活单元设置为用于至少通过消耗装置与蓄电池组的电器设备接口的电连接和/或通过外部电源、尤其充电设备与蓄电池组的电器设备接口的电连接激活、尤其唤醒蓄电池组的电子单元。优选地，开关装置的连接点通过蓄电池组的电器设备接口形成。

4、特别优选地，借助激活单元向开关单元优选地自动提供信号以切换该开关单元能够至少通过蓄电池组的电器设备接口、优选开关装置的激活单元、尤其连接点与消耗装置、优选与消耗装置的蓄电池组接口的电连接和/或通过蓄电池组的电器设备接口、优选开关装置的激活单元、尤其连接点与外部电源、尤其充电设备，优选外部电源、尤其充电设备的蓄电池组接口的电连接触发。优选地，借助激活单元向开关单元尤其自动提供信号以切换该开关单元能够通过将蓄电池组在消耗装置的蓄电池组接口上和/或在外部电源的蓄电池组接口上插入来触发。

5、附加地或替代地可以考虑，开关装置设置为用于至少在蓄电池组的充电状态下和/或放电状态下激活、尤其唤醒蓄电池组的电子单元。放电状态尤其不同于自放电。蓄电池组的放电状态优选能够通过消耗装置产生。蓄电池组的充电状态优选能够通过外部电源、尤其充电设备产生。蓄电池组尤其包括至少一个蓄电池单体、优选地多个优选相互连接、尤其串联连接的蓄电池单体。蓄电池组优选构造为锂离子电池蓄电池组。替代地也可以考虑，蓄电池组构造为镍镉蓄电池组或本领域技术人员看来有意义的其它蓄电池组。可以考虑，至少当至少一个蓄电池单体处于例如可通过消耗装置产生的放电状态中时，和/或当至少一个蓄电池单体处于例如可通过外部电源产生的充电状态中时，激活单元向开关单元提供信号。附加地或替代地可以考虑，当在蓄电池单体上发生短路时，激活单元向开关单元提供信号。

6、蓄电池组的电子单元优选配置为用于监控至少一个蓄电池单体的至少一个运行参数。优选地，电子单元包括至少一个控制单元。控制单元尤其包括至少一个处理器和存储元件以及在该存储元件上存储的运行程序。存储元件尤其构造为数字存储介质，例如硬盘或类似介质。电子单元、尤其控制单元优选包括至少一个保护功能，用于保护至少一个蓄电池单体免受在不希望的电压范围内的电压、在不希望的温度范围内的温度、在不希望的电流范围内的电流等。保护功能例如与至少一个运行参数有关。运行参数可以是电压特征参量、电流特征参量、电阻特征参量、温度特征参量或类似特征参。优选地，在蓄电池组不激活时停用电子单元。尤其，在蓄电池组不激活时停用电子单元，以便实现尽可能少的电流消耗。

7、优选地，激活单元至少在与消耗装置电连接时和/或与外部电源、尤其充电设备电连接时向开关单元提供信号，以便将该开关单元切换到这样的开关状态中：在该开关状态下，开关单元提供唤醒信号，用于激活蓄电池组的电子单元。消耗装置例如构造为手持式工具机、广播，尤其建筑工地广播、灯具，尤其建筑工地灯具，或本领域技术人员看来有意义的其它蓄电池运行的消耗装置。蓄电池组为消耗装置尤其在蓄电池组布置在消耗装置上的状态下供给以电能。外部电源、尤其充电设备优选设置为用于对蓄电池组、尤其至少一个蓄电池单体充电，尤其在蓄电池组布置在外部电源、尤其充电设备上的状态下。外部电源优选构造为充电设备、尤其上述充电设备。替代地也可以考虑，外部电源构造为移动电源、电网部件或类似装置。

8、优选地，开关装置在至少一个运行状态下与电子单元电连接。替代地或附加地可以考虑，唤醒信号能够从开关装置无线传输给电子单元。尤其，激活单元和开关单元相互电连接。激活单元和开关单元尤其形成一个开关电路。尤其，激活单元构造为，使得该激活单元产生电信号、尤其上述信号，该信号将开关单元切换到至少一个这样的开关状态中：在该开关状态下，开关单元提供唤醒信号。唤醒信号优选是电信号。激活单元优选包括至少一个电结构元件、优选多个电结构元件，例如至少一个电阻、至少一个电容器、至少一个二极管、至少一个晶体管或类似电结构元件。优选地，开关单元包括至少一个晶体管。可以考虑，开关单元包含至少一个二极管、一个电容器、一个电阻或类似元件。激活单元或开关单元的至少一个二极管例如构造为z二极管、si二极管、肖特基二极管或本领域技术人员看来有意义的其它二极管。尤其，开关单元包括至少一个场效应晶体管、优选金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)、优选p通道mosfet。替代地也可以考虑，开关单元包括尤其与p通道mosfet不同的、本领域技术人员看来有意义的其它晶体管。特别优选地，开关单元包括仅一个单个晶体管。尤其，激活单元至少在与消耗装置电连接时和/或在与外部电源、尤其充电设备电连接时向开关单元、优选向开关单元的优选单个的晶体管提供信号，以便切换该开关单元。开关单元优选与激活单元连接，使得开关单元的优选单个的晶体管至少在激活单元与消耗装置电连接时和/或在与外部电源电连接时提供唤醒信号。

9、通过开关装置的根据本发明的构型可以特别灵活地生成唤醒信号。有利地，可以特别灵活地提供唤醒信号，用于唤醒蓄电池组的电子单元。有利地，可以支持蓄电池组的特别节能的运行。有利地，通过根据本发明的开关装置可以至少通过开关装置与消耗装置的电连接和/或通过开关装置与外部电源、尤其充电设备的电连接生成唤醒信号。有利地，可以借助开关装置防止例如蓄电池组的深度放电、蓄电池组的过热和蓄电池组的过充电。

10、此外提出，激活单元在与消耗装置电连接时和/或在与外部电源、尤其充电设备电连接时在开关单元上产生负控制电压。优选地，开关单元、尤其开关单元的至少一个晶体管如此构造，使得负控制电压将开关单元、优选开关单元的晶体管切换到这样的开关状态中：在该开关状态下，开关单元提供唤醒信号。然而，替代地也可以考虑，激活单元如此构造，使得激活单元至少在与消耗装置电连接时和/或与外部电源、尤其充电设备电连接时在开关单元上产生正控制电压，其中，开关单元尤其构造为，使得正控制电压将开关单元、优选开关单元的晶体管切换到这样的开关状态中：在该开关状态下，开关单元提供唤醒信号。优选地，开关单元、优选晶体管具有至少一个源接头(尤其源极端子)、控制接头(尤其栅极端子)和泄流接头(尤其漏极端子)。控制电压优选是控制接头和源接头之间的电压、尤其是栅极-源极电压。有利地，开关单元至少在激活单元与消耗装置电连接时和/或激活单元与外部电源、尤其充电设备电连接时被切换到这样的开关状态中：在该开关状态下，开关单元提供唤醒信号。有利地，可以特别灵活和简单地提供唤醒信号。

11、此外提出，开关单元的所述至少一个开关状态是开关单元的导通状态。尤其，开关单元、优选开关单元的晶体管在开关单元、优选开关单元的晶体管的导通状态下提供唤醒信号。然而，替代地也可以考虑，至少一个尤其开关单元提供唤醒信号的开关状态是开关单元、尤其开关单元的晶体管的非导通状态。有利地，可以特别简单和有效地防止唤醒信号的无意提供。有利地，可以特别有效和简单地防止通过电子单元的无意的电流消耗。

12、此外提出，激活单元根据超过电压阈值而向开关单元提供信号。电压阈值尤其涉及至少一个蓄电池单体的电压。优选地，当至少一个蓄电池单体的电压超过电压阈值时，激活单元向开关单元提供信号。优选地在激活单元处的电压阈值设计成，至少在激活单元与消耗装置电连接时和/或在激活单元与外部电源、尤其充电设备电连接时，可超过电压阈值，尤其至少在蓄电池组的放电状态和/或充电状态下，以便向开关单元提供信号。然而，替代地也可以考虑，激活单元根据超过电压阈值而向开关单元提供信号，而与激活单元与消耗装置的电连接无关和/或与激活单元与外部电源、尤其充电设备的电连接无关。有利地，可以特别灵活和简单地向开关单元提供信号。

13、此外，尤其在至少一个替代实施例中提出，激活单元根据电压崩溃、尤其瞬态的电压崩溃向开关单元提供信号。尤其，激活单元根据在激活单元上出现的电压崩溃、尤其瞬态的电压崩溃向开关单元提供信号。尤其，激活单元与消耗装置的电连接产生电压崩溃、优选瞬态的电压崩溃，激活单元尤其根据该电压崩溃向开关单元提供信号。尤其，激活单元上的电压崩溃、优选瞬态的电压崩溃为了向开关单元提供信号可通过激活单元与消耗装置、尤其上述消耗装置的电连接和/或短路产生并且优选不通过激活单元与外部电源、优选上述外部电源，尤其充电设备、优选上述充电设备产生。有利地，可以特别简单地向开关单元提供信号。

14、此外提出，激活单元根据电压上升、尤其瞬态的电压上升向开关单元提供信号。尤其，激活单元根据在激活单元上出现的电压上升、尤其瞬态的电压上升向开关单元提供信号。尤其，通过激活单元与外部电源、尤其充电设备的电连接可产生电压上升、优选瞬态的电压上升，激活单元优选根据该电压上升向开关单元提供信号。尤其，激活单元上的电压上升、优选瞬态的电压上升为了向开关单元提供信号仅能够通过激活单元与外部电源、尤其充电设备的电连接产生，尤其不通过激活单元与消耗装置的电连接产生。有利地，可以特别简单地向开关单元提供信号。

15、此外提出，激活单元具有电容器、尤其上述电容器，该电容器使在开关单元的源接头、尤其上述源接头上的电势稳定。优选地，电容器在开关装置的静态状态下并且优选地通过激活开关的至少一个电阻充电到至少一个蓄电池单体的电压。电容器优选地设置为用于至少在激活单元与外部电源、尤其充电设备电连接时和/或在激活单元与消耗装置电连接时使在开关单元的源接头，尤其开关单元的晶体管的源极端子上的电势稳定。优选地，电容器设置为用于在超过激活单元上的电压阈值时、在激活单元上出现电压崩溃，尤其瞬态的电压崩溃时和/或在激活单元上出现电压上升，尤其瞬态的电压上升时使在开关单元的源接头、尤其在开关单元的晶体管的源极端子上的电势稳定。优选地，电容器在源接头上的电势稳定以便向开关单元提供信号，尤其以便能够实现在开关单元上产生负控制电压。有利地，至少通过激活单元与外部单元、尤其充电设备的电连接和/或通过激活单元与消耗装置的电连接可以向开关单元提供信号、尤其可以在开关单元上产生负控制电压。有利地，可以实现开关单元的特别可靠的切换。

16、此外提出，开关装置包括至少一个连接点，用于与消耗装置或外部电源、尤其充电设备电连接，其中，激活单元具有至少一个尤其另外的电容器，该另外的电容器在电路技术上布置在开关单元的一个控制接头、尤其上述控制接头和至少一个连接点之间。连接点尤其相应于至少一个蓄电池单体的正极。开关装置尤其包括至少一个另外的连接点，用于与消耗装置或与外部电源、尤其充电设备电连接。该另外的连接点尤其相应于至少一个蓄电池单体的负极。激活单元和/或开关电源尤其在电路技术上布置在所述连接点和所述另外的连接点之间。例如，在尤其可通过激活单元与消耗装置的电连接产生的电压崩溃、优选瞬态的电压崩溃时，在激活单元上、尤其在所述连接点上，放电电流从开关单元的控制接头流经另外的电容器，使得尤其在开关单元上出现负控制电压、尤其是栅极-源极电压。优选地，电容器在开关单元具有唤醒信号的开关状态下被连接。有利地，通过根据本发明的激活单元的构型，通过激活单元至少与消耗装置的电连接和/或与外部电源、尤其充电设备的电连接将开关单元切换到所述开关状态中。有利地，不但可以通过激活单元上的电压上升、尤其瞬态的电压上升，而且可以通过激活单元上的电压崩溃、尤其瞬态的电压崩溃向开关单元提供信号。

17、此外提出，激活单元具有至少一个二极管、尤其上述二极管，该二极管在电路技术上布置在开关单元的一个控制接头、尤其上述控制接头和一个源接头、尤其上述源接头之间。优选地，在例如可通过激活单元与外部电源、尤其充电设备的电连接产生电压上升、尤其瞬态的电压上升时，在激活单元上、尤其在所述连接点上，充电电流经由另外的电容器流到开关单元的控制接头中。优选地，二极管将在控制接头上出现的电压上升继续传递给电容器，该电容器优选对该电压上升进行整流。优选地，在控制接头上的电压在电压上升、尤其瞬态的电压上升之后又松弛到一个较低的值，该值优选相应于源接头上的电压在电压上升、尤其瞬态的电压上升之前的初始值。优选地，在电容器上、尤其在源接头上暂时保持相对于在控制接头上作用的电压提高的电压，使得尤其在开关单元上产生负控制电压。有利地，通过根据本发明的激活单元的构型，通过激活单元至少与消耗装置的电连接和/或与外部电源、尤其充电设备的电连接将开关单元切换到所述开关状态中。有利地，不但可以通过在激活单元上的电压上升、尤其瞬态的电压上升，而且可以通过在激活单元上的电压崩溃、尤其瞬态的电压崩溃向开关单元提供信号。

18、此外提出，开关装置具有至少一个连接点、尤其上述连接点，用于与消耗装置或与外部电源、尤其充电设备电连接，其中，激活单元具有至少一个开关和一个尤其另外的二极管，其中，开关在电路技术上布置在尤其另外的二极管和开关单元之间。开关尤其构造为双极晶体管、优选地npn双极晶体管。然而，替代地也可以考虑，开关构造为尤其与npn双极晶体管不同的其它开关。另外的二极管尤其构造为z二极管。优选地，开关和另外的二极管布置/设计为，在超过另外的二极管的齐纳电压时，电流经由另外的二极管通过开关、尤其npn双极晶体管的基极流向另外的连接点，使得尤其集电极电流流过开关。优选地，开关如此布置，使得开关单元、尤其开关单元的晶体管的控制接头通过集电极电流流过开关而向另外的连接点放电，其中，电容器优选地使在开关单元、尤其开关单元的晶体管的源接头上的电势稳定，使得优选地在开关单元上出现负控制电压。有利地，可以特别可靠地提供唤醒信号。

19、此外，提出一种具有根据本发明的开关装置的蓄电池组。蓄电池组优选包括壳体。开关装置优选地布置在壳体上、尤其至少基本上完全布置在壳体中。“至少基本上完全”可以理解为，对象的总体积和/或总质量的至少50％、优选至少75％并且特别优选至少90％。尤其，激活单元和/或开关单元布置在壳体上、优选至少基本上完全布置在壳体中。蓄电池组优选具有用于与消耗装置和与外部电源、尤其充电设备电连接的接触元件。接触元件例如构造为郁金香电触点、电接触舌片、电接触刀片或类似元件。优选地，接触点通过接触元件中的至少一个接触元件形成。优选地，另外的接触点通过接触元件中的至少一个另外的接触元件形成。蓄电池组能够尤其可拆卸地、尤其无破坏地可拆卸地与消耗装置和与外部电源、尤其充电设备连接。替代地也可以考虑，蓄电池组与消耗装置固定连接。有利地，可以提供特别能量高效的蓄电池组。有利地，可以在电流消耗特别低的同时实现蓄电池组特别高的运行安全性。

20、此外，提出一种具有外部电源、优选上述外部电源，尤其充电设备、优选上述充电设备和/或消耗装置、尤其上述消耗装置以及根据本发明的蓄电池组的系统。有利地，可以提供运行特别安全的和特别节约能量的系统。

21、此外，本发明基于一种用于运行用于蓄电池组、尤其根据本发明的蓄电池组的开关装置、尤其根据本发明的开关装置的方法，所述开关装置具有至少一个开关单元、尤其上述开关单元和至少一个激活单元、尤其上述激活单元，通过该激活单元提供用于切换开关单元的信号、尤其上述信号，其中，通过开关单元在至少一个开关单元的开关状态、尤其上述开关状态下提供唤醒信号、尤其上述唤醒信号，用于激活蓄电池组的电子单元、尤其上述电子单元。提出，激活单元至少在与消耗装置、尤其上述消耗装置电连接时和/或与外部电源、尤其上述外部电源，尤其充电设备、尤其上述充电设备电连接时向开关单元提供信号，以便切换该开关单元。借助激活单元尤其至少通过与消耗装置的电连接和/或通过与外部电源、尤其充电设备的电连接向开关单元提供信号，以便切换该开关单元。优选地，在激活单元与消耗装置电连接时和/或在激活单元与外部电源、优选充电设备电连接时在开关单元上产生负控制电压。优选通过激活单元根据超过电压阈值、根据电压崩溃，尤其瞬态的电压崩溃和/或根据电压上升，尤其瞬态的电压上升向开关单元提供信号。优选地，在一个方法步骤中借助开关单元将用于激活电子单元的唤醒信号传输给电子单元。有利地，可以支持蓄电池组用于特别节能的运行。有利地，可以特别有效和灵活地防止例如蓄电池组深度放电、蓄电池组过热或蓄电池组过充电或类似情况。

22、根据本发明的开关装置、根据本发明的蓄电池组、根据本发明的系统和/或根据本发明的方法在此不应限于上面所说明的应用和实施方式。根据本发明的开关装置、根据本发明的蓄电池组、根据本发明的系统和/或根据本发明的方法尤其可以为了满足在此所说明的工作方式而具有与在此所述的各个元件、构件和单元以及方法步骤的数量偏离的数量。此外，在本公开中给定的值范围中，位于所述极值内的值也应视为公开的和可任意使用的。