-
Die Erfindung betrifft eine Energiespeichervorrichtung mit Überladungsschutzschaltung.
-
In einer Vielzahl von Anwendungsfällen werden Energiespeicher beziehungsweise Batterien zur Energieversorgung eingesetzt. So benötigt zum Beispiel jedes Kraftfahrzeug eine jederzeit zu Verfügung stehende elektrische Energiequelle. Diese hat beispielsweise zur Aufgabe, den Anlasser, die Zündanlage, die Scheinwerfer und andere Verbraucher mit elektrischer Energie zu versorgen. Solange der Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs mit ausreichend hoher Drehzahl läuft, steht üblicherweise die von einem elektrischen Generator gelieferte elektrische Energie zu Verfügung. Bei stillstehendem Motor (z. B. beim Parken) oder beim Starten des Motors ist dagegen eine eigenständige Energiequelle bzw. ein solcher Energiespeicher erforderlich.
-
Von den verschiedenen, bisher eingesetzten Akkumulator-Arten (zum Beispiel Blei-, Nickel-Cadmium-, Nickel-Metallhydrid- und Nickel-Zink-Akkumulatoren) hat sich der Blei-Akkumulator wegen seines günstigen Preises und der langen Erfahrung mit dieser Technologie als Starterbatterie für Kraftfahrzeuge durchgesetzt. Auch in vielen anderen Anwendungsbereichen, wie zum Beispiel Hebebühnen, Krankenrollstühlen, Wohnwagen, Reinigungsmaschinen usw. ist die Blei-Säure-Batterie weit verbreitet. Mit der Entwicklung neuer Akkumulatorentechnologien, insbesondere der Lithium-Ionen-Technologien, stehen zunehmend Alternativen zur Ablösung der zwar etablierten, aber technologisch bei Weitem nicht überlegenen Bleibatterie bereit. So bietet der Einsatz der Lithium-Ionen-Technologie zahlreiche Vorteile, wie zum Beispiel hohe volumetrische und gravimetrische Energiedichten.
-
Üblicherweise erfolgt der Schutz von Energiespeicherzellen, wie zum Beispiel Lithium-Ionen-Zellen, vor Überladung mit Hilfe der Ladeelektronik. Eine Elektronik für den Betrieb von Lithium-Ionen-Batterien als zum Beispiel Anlasserbatterie kann dabei viele weitere Aufgaben lösen, neben dem Schutz vor Überladung der Batterie bzw. der einzelnen Zellen sind dies im Wesentlichen: Schutz vor Tiefentladung, Aufzeichnung von Betriebsdaten, Alterungsbestimmung (SOH – State of Health), Vorhersage des Batteriezustandes (SOF – State of Function) und weitere Funktionen.
-
Die aktuell bei Blei-Säure-Batterien verwendeten Elektroniken und Sensoren tragen dem steigenden Ausstattungsumfang von Fahrzeugen mit elektronischen Sicherheits-, Komfort- und Assistenzfunktionen Rechnung und stellen die zuverlässige elektrische Versorgung in einem solchen Fahrzeug sicher. So werden Sensoren eingesetzt, die über intelligente Spannungs-, Temperatur- und Strommessung den Ladezustand der Batterie (SOC – State of Charge) bestimmen, deren Alterungszustand (SOH) feststellen und die Startfähigkeit (SOF) vorhersagen.
-
Die Lebensdauer der Batterie erhöht sich, weil die eingesetzten Sensoren zusätzlich auch die Lade- und Entladezyklen kontrollieren und beim Über- oder Unterschreiten vorgegebener Grenzwerte regelnd durch die Elektronik eingegriffen wird. Bei längeren Standzeiten des Fahrzeugs oder beim Betrieb elektrischer Verbraucher im Stand bleibt die Startfähigkeit des Fahrzeugs durch die Zustandsüberwachung mit Hilfe der Sensoren erhalten. Was aber alle aktuellen Elektroniken und Sensoren für Blei-Säure-Batterien insbesondere bei Blockbatterien beim Einsatz als Kleintraktions – und/oder Anlasserbatterie nicht aufweisen, was jedoch beim Einsatz von Lithium-Ionen-Energiespeichern von großer Bedeutung ist, ist die Überwachung der Spannung der Einzelzellen mit dem Ziel, die einzelnen Zellen im Zellenverbund in einem Lithium-Ionen-Energiespeicher vor Überladung zu schützen.
-
Auch bei einzelnen Zellen einer Blei-Säure-Batterien kann es vorkommen, dass Zellen oberhalb eines spezifizierten Spannungswertes liegen. Die Reaktion von Blei-Säure-Zellen auf die Überschreitung dieses spezifizierten Wertes äußert sich jedoch dadurch, dass sich bei geschlossenen Zellen mit flüssigem Elektrolyten der Wasserverbrauch deutlich erhöht bzw. es bei geschlossenen Vliesbatterien zum Austrocknen der Zellen durch Elektrolytverlust und zur Erhöhung des Widerstandes und einer damit verbundenen Herabsetzung der Leistungsfähigkeit der betreffenden Zelle kommt. Die Folgen einer Überladung bei Batterien mit flüssigem Elektrolyt sind die Herabsetzung der Leistungsfähigkeit der Batterie durch erhöhte Temperatur mit einer damit verbundenen stärkeren Korrosion der Elektroden. Weiterhin sind damit erhöhter Wartungsaufwand durch Wassernachfüllen und letztendlich ein Lebensdauerverlust durch Schädigung der aktiven Materialien und der Ableitelemente (Elektrodenteile) verbunden.
-
Durch eine Überladung einer Blei-Säure-Batterie treten jedoch keine gefährlichen Zustände auf. Es kommt üblicherweise zu einer höheren Wasserzersetzung, einem höheren Wasserverbrauch und zu einer Erhöhung der Temperatur der Batterie, die aber alle außerhalb eines kritischen oder umweltgefährdeten Bereiches liegen.
-
Demgegenüber ergibt sich eine vollständig andere Problematik bei einer Überladung von Zellen eines Energiespeichers auf Basis von Lithium-Ionen-Technologie. Je nach Art des Kathoden- und Anodenmaterials und des Elektrolyten einer Lithium-Ionen-Zelle, weist ein Lithium-Ionen-Energiespeicher einen festgelegten Spannungsbereich (maximale Lade- und minimale Entladeschlussspannung) auf, in dem dieser zuverlässig und ohne unerwünschte Nebeneffekte (wie zum Beispiel Überhitzung) arbeitet. Die Lithium-Ionen-Zelle wird jedoch zunehmend thermisch instabil, wenn sie auf höhere Spannungen aufgeladen wird, was bei Blei-Säure-Batterien mit flüssigem Elektrolyten erst nach komplettem Verlust des Elektrolyts auftreten kann und relativ selten auftritt.
-
Wenn eine Lithium-Ionen-Zelle oberhalb einer durch Anoden- und Kathoden-Material und vor allen Dingen auch durch den Elektrolyten spezifizierten maximal zulässigen Ladespannung geladen wird, entsteht auf der Anode eine metallische Lithiumschicht durch Lithiummetall-Ablagerungen an den Elektrodenoberfläche der negativen Elektrode. Dieser Effekt führt wiederum zu einer Herabsetzung der Batteriekapazität und zu einer Bildung von Dendriten. Die gebildeten Dendriten sind außerordentlich filigran und weisen somit eine große chemisch reaktive Oberfläche auf. Bei (lokaler) Überhitzung der Zelle, zum Beispiel durch ein „Durchwachsen” der Dendriten zur positiven Elektrode durch den Separator (Kurzschluss), können dabei sehr hohe Temperaturen entstehen, die ein thermisches Durchgehen („Thermal Runaway”) auslösen. Das heißt es führt zur unkontrollierten Wärmeabgabe aufgrund von exothermen Reaktion der aktiven Materialien.
-
Dies hat zur Folge, dass die Zelle durch einen exothermen Prozess immer mehr Energie erzeugt, die an die Umgebung abgegeben wird. Bei einer starken Überhitzung können sich die brennbaren organischen Elektrolyte (Lithiumhexafluorphosphat in organischen Lösungsmitteln) entzünden. Zusätzlich führt eine überhöhte Ladespannung zum Zerfall des Elektrolyts und zur Gasbildung, so dass sich Zellenventile öffnen (bei Zellen mit starren Gehäusen) oder die Zellen sich aufblähen (bei Zellen mit dehnbaren Ummantelungen, so genannten Softcase-Zellen).
-
Die meisten Kathodenmaterialien in Lithium-Ionen-Zellen zersetzen sich bei Temperaturen von über 200°C. Dabei reagiert beispielsweise Kathodenmaterial auf Nickel-Kobalt-Aluminium-Basis (NCA) mit einer vergleichsweise starken Wärmeabgabe, gefolgt von Kobaltoxid. Die Kathodenmaterialien auf Manganoxid und Phosphatbasis zeigen dabei die größte Stabilität mit geringster Wärmeabgabe. Die hohe Stabilität der Kristallstruktur führt dazu, dass beim kurzzeitigen Überladen des Akkus dann kein Sauerstoff und nur eine beschränkte Menge an metallischem Lithium frei werden.
-
Auch die Anode einer Lithium-Ionen-Zelle entwickelt beim Überladen Wärme und ist am thermischen „Durchgehen” beteiligt. Dies hängt mit der Zersetzung der SEI (Solid Electrolyte Interphase) auf der Graphitoberfläche zusammen und ist bei Zellen mit großer Kapazität nicht vernachlässigbar. Hier weisen Anodenmaterialien auf Titanatbasis, zum Beispiel Li4Ti5O12, einen großen Vorteil auf, haben jedoch andere Nachteile, wie eine höhere Potentiallage von ca. 1,5 V gegenüber Li/Li+, so dass die Gesamt-Zellenspannung auf ca. 2–2,5 V reduziert wird und damit die gravimetrische und volumetrische Energiedichte deutlich herabgesetzt werden.
-
Daher ist trotz intensiver Bemühungen auf der Ebene des Kathoden- und Anodenmaterials (chemische Ebene) sowie der Entwicklung von speziellen Separatoren (mit keramischer Beschichtung) auf der Zellenebene eine Überwachung der Zellenspannungen beim Laden notwendig. Da der Bereich der Batteriesysteme mit 12 V bis 48 V sehr stark durch die Blei-Säure-Batterie mit einem aktuellen Preis von etwa 0,50–1 EUR pro Ah Kapazität dominiert wird, ist es notwendig, beim Einsatz von Lithium-Ionen-Zellen, zur Verfügung gestellte überschüssige Kapazität zu minimieren, um keinen zusätzlichen Wettbewerbsnachteil im Preis zu erhalten. Nur mit einer einfachen und kostengünstigen Lösung der geschilderten Problematik kann eine weite Verbreitung der Lithium-Ionen-Technologie in dem bisher von Blei-Säure-Batterien dominierten Anwendungsbereich ermöglicht werden.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Überladungsschutzschaltung für eine oder mehrere in Reihe (seriell) geschaltete Lithium-Ionen-Energiespeicherzellen anzugeben, die unter Verwendung einer minimalen Anzahl von Bauelementen kostengünstig und einfach hergestellt werden kann.
-
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Überladungsschutzschaltung gemäß Anspruch 1. Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand von Unteransprüchen.
-
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch eine Überladungsschutzschaltung für eine zwei Pole eine Nennspannung und eine maximal zulässige Ladespannung aufweisende Lithium-Ionen-Energiespeicherzelle, die ein zwischen die Pole der Energiespeicherzelle geschaltetes, die Spannung zwischen den Polen auf eine Begrenzungsspannung begrenzendes Halbleiterbauelement aufweist und die Begrenzungsspannung größer ist als die Nennspannung, jedoch kleiner oder gleich der maximal zulässigen Spannung der Energiespeicherzelle.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigt:
-
1 in einem Diagramm ein Ausführungsbeispiel einer Überladungsschutzschaltung für Lithium-Ionen-Energiespeicherzellen;
-
2 in einem Diagramm ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Überladungsschutzschaltung für Lithium-Ionen-Energiespeicherzellen; und
-
3 in einem Diagramm ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Überladungsschutzschaltung für Lithium-Ionen-Energiespeicherzellen.
-
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Energiespeichervorrichtung mit Überladungsschutzschaltung für Lithium-Ionen-Energiespeicherzellen. Die Energiespeichervorrichtung weist (mindestens) eine Lithium-Ionen-Energiespeicherzelle 1 mit einem Pluspol + und einem Minuspol – sowie als ein die Spannung zwischen den Polen auf eine Begrenzungsspannung begrenzendes Halbleiterbauelement eine Zenerdiode 2 auf. Das die Spannung auf eine Begrenzungsspannung begrenzende Halbleiterbauelement 2 kann ein einzelnes Halbleiterbauelement sein wie zum Beispiel eine Leistungszenerdiode oder eine Schaltung wie etwa eine sogenannte aktive Zenerdiode oder eine Bandgap-Referenz sein. Die Zenerdiode 2 ist mit ihrem Kathodenanschluss mit dem Pluspol + der Lithium-Ionen-Energiespeicherzelle 1 und mit ihrem Anodenanschluss mit dem Minuspol – der Lithium-Ionen-Energiespeicherzelle 1 verbunden. Obwohl das Ausführungsbeispiel gemäß 1 mit nur einer Energiespeicherzelle 1 veranschaulicht ist, kann diese Anordnung bei gleichbleibender Wirkungsweise der Überladungsschutzschaltung (Zenerdiode 2) auch mit weiteren Energiespeicherzellen seriell geschaltet sein.
-
Die Zenerspannung der Zenerdiode 2 wird dabei derart gewählt, dass sie einer erwünschten Begrenzungsspannung kleiner als die maximal zulässige Ladespannung der Lithium-Ionen-Energiespeicherzelle 1 entspricht. Diese Begrenzungsspannung ist dabei größer ist als eine Nennspannung der Energiespeicherzelle 1, um ein Laden der Energiespeicherzelle 1 zu ermöglichen. Wenn eine durch einen in die Lithium-Ionen-Energiespeicherzelle 1 fließenden Ladestrom 7 bewirkte Ladespannung 8 einen geringeren Wert aufweist als die Zenerspannung der Zenerdiode 2, fließt kein Strom durch die Zenerdiode 2. Wenn die Ladespannung 8 einen Wert größer oder gleich der Zenerspannung (Durchbruchspannung) der Zenerdiode 2 und damit der Begrenzungsspannung aufweist, wird der Ladestrom 7 im Wesentlichen über die Zenerdiode 2 an der Energiespeicherzelle 1 vorbei geleitet. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Ladespannung 8 die erwünschte Begrenzungsspannung beziehungsweise maximale Ladespannung 8 nicht überschreitet.
-
Dabei kann, das die Spannung zwischen den Polen der Lithium-Ionen-Energiespeicherzelle 1 auf eine Begrenzungsspannung begrenzende Halbleiterbauelement 2, auch eine Diodenanordnung mit mehr als einer Diode oder Zenerdiode dargestellt werden. So können zum Beispiel mehrere in Reihe geschaltete, eine gleiche Zenerspannung aufweisende Zenerdioden oder mehrere übliche Gleichrichterdioden in Durchlassrichtung eingesetzt werden, wobei dann durch die Anzahl der in Reihe geschalteten (Zener-)Dioden und durch die damit sich ergebende Summe der Zener- bzw. Durchlassspannungen die erwünschten Begrenzungsspannung definiert wird.
-
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Energiespeichervorrichtung mit Überladungsschutzschaltung. Die Energiespeichervorrichtung weist wiederum die Lithium-Ionen-Energiespeicherzelle 1 sowie die Zenerdiode 2 auf, die nun aber über einen Widerstand 3 an den positiven Pol + der Energiespeicherzelle 1 angeschlossen ist. Des Weiteren ist beispielsweise ein bipolarer pnp-Transistor 4 mit einem Steueranschluss sowie einer Laststrecke zwischen einem Emitteranschluss und einem Kollektoranschluss vorgesehen. An Stelle des in 2 beispielhaft dargestellten pnp-Bipolartransistors 4 können auch npn-Bipolartransitoren mit entsprechend angepasster Beschaltung sowie andere Arten von Transistoren entsprechend eingesetzt werden, wie zum Beispiel MOS-FET-Transistoren.
-
Beim vorliegenden Beispiel sind der Emitteranschluss des pnp-Transistors 4 und ein Anschluss des ersten Widerstands 3 mit dem Pluspol + der Lithium-Ionen-Energiespeicherzelle 1 verbunden. Der Kollektoranschluss des pnp-Transistors 4 und der Anodenanschluss der Zenerdiode 2 sind mit dem Minuspol – der Lithium-Ionen-Energiespeicherzelle 1 verbunden. Der andere Anschluss des Widerstands 3 und der Kathodenanschluss der Zenerdiode 2 sind mit dem Steueranschluss des pnp-Transistors 4 verbunden.
-
Der Grundgedanke der Vorrichtung gemäß 2 besteht darin, die Zenerdiode 2 als Referenzpotentialquelle für die Begrenzungsspannung zu verwenden. Wenn daher eine durch einen in die Lithium-Ionen-Energiespeicherzelle 1 fließenden Ladestrom 7 bewirkte Ladespannung 8 einen geringeren Wert aufweist als die Zenerspannung der Zenerdiode 2, liegt an der Basis des pnp-Transistors 4 über den Widerstand 3 Emitterpotential an.
-
Dementsprechend wird der pnp-Transistor 4 nicht leitend gesteuert und an der Lithium-Ionen-Energiespeicherzelle 1 liegt die volle Ladespannung 8 an.
-
Übersteigt die Ladespannung 8 die Summe aus der Zenerspannung der Zenerdiode 2 und der Basis-Emitter-Schwellenspannung zwischen Basis- und Emitteranschluss des pnp-Transistors 4 (etwa 0,65 V), dann fließt ein Strom durch die Zenerdiode 2 und die Basis des pnp-Transistors 4. Als Folge davon wird die Laststrecke des pnp-Transistors 4 leitend gesteuert, und überschüssiger Ladestrom wird über den pnp-Transistor 4 abgeleitet. Die Ladespannung 8 wird daher auf einem Wert gehalten, der der Summe aus Zenerspannung der Zenerdiode 2 und der Basis-Emitter-Schwellenspannung des pnp-Transistors 4 von etwa 0,65 V entspricht.
-
Der bei zunehmendem Ladestrom 7 entsprechend zunehmende Strom durch die Laststrecke des pnp-Transistors 3 ist dabei immer gerade so groß, dass die Ladespannung 8 konstant bleibt. Die Zenerspannung der Zenerdiode 2 wird daher so gewählt, dass die Summe dieser Zenerspannung und der Basis-Emitter-Schwellenspannung des pnp-Transistors 4 einer maximal zulässigen Ladespannung 8 (Begrenzungsspannung) der Lithium-Ionen-Energiespeicherzelle 1 entspricht. Wie weiter oben beschrieben, kann die erwünschte Zenerspannung auch durch eine Diodenanordnung aus mehr als einer Zenerdiode erzeugt werden, wenn zum Beispiel mehrere Zenerdioden oder andere Dioden in Reihe geschaltet werden, deren jeweilige Spannungen in Summe die erwünschte Gesamtspannung ergeben.
-
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Energiespeichervorrichtung mit erfindungsgemäßer Überladungsschutzschaltung, welche die Zenerdiode 2 den Widerstand 3 und den pnp-Transistor 4 aufweist und wie schon in 2 gezeigt miteinander verschaltet sind. Zudem ist ein Widerstand 5 in die Kollektorleitung des Transistors 4 geschaltet. Ein npn-Transistor 6 mit einem Steueranschluss, der an den Kollektoranschluss des Transistors 4 angeschlossen ist, sowie einer Laststrecke (Emitteranschluss und Kollektoranschluss), die zwischen die Pole der Energiespeicherzelle geschaltet ist, vorgesehen. Durch eine derartige Beschaltung wird das Umleiten von höheren Ladeströmen ermöglicht.
-
Obwohl in 3 wiederum nur eine einzelne Lithium-Ionen-Energiespeicherzelle 1 gezeigt ist, ist die veranschaulichte Überladungsschutzschaltung in gleicher Weise auch in Verbindung mit einer Vielzahl von seriell geschalteten Lithium-Ionen-Energiespeicherzellen 1 anwendbar. An Stelle der in 3 beispielhaft veranschaulichten pnp- beziehungsweise npn-Transistoren können wiederum auch entsprechend andere Transistoren eingesetzt werden, wie zum Beispiel MOS-FET-Transistoren.
-
Wenn eine durch einen Ladestrom 7 in die Lithium-Ionen-Energiespeicherzelle 1 bewirkte Ladespannung 8 einen geringeren Wert aufweist als die Zenerspannung der Zenerdiode 2, liegt an der Basis des Transistors 4 über den Widerstand 3 Emitterpotential an. Dementsprechend wird der Transistor 4 nicht leitend gesteuert (vergleiche 2). Der Spannungsabfall über dem Widerstand 5 ist in diesem Fall nahezu 0 V. Dementsprechend weist der Steueranschluss des Transistors 6 über den Widerstand 5 ungefähr Emitterpotential auf. Der Transistor 6 ist somit ebenfalls nicht leitend gesteuert und es fließt kein Strom durch dessen Laststrecke.
-
Übersteigt die Ladespannung 8 die Summe aus der Zenerspannung der Zenerdiode 2 und der Basis-Emitter-Schwellenspannung des pnp-Transistors 4 von etwa 0,65 V, fließt ein Strom durch die Zenerdiode 2 und die Basis des pnp-Transistors 4. Infolgedessen wird der Transistor 4 leitend gesteuert und Strom fließt über die Laststrecke des Transistors 4 und fließt durch den weiteren Widerstand 5. Durch die an diesem Widerstand 5 abfallende Spannung wird nun der Transistor 6 leitend gesteuert. Der Kollektorstrom des Transistors 4 entspricht dann größtenteils dem Basisstrom des Transistors 6.
-
Der Transistor 6 leitet demnach über seine Laststrecke Teile des Ladestroms 7 der Lithium-Ionen-Energiespeicherzelle 1 ab, sobald die Summe der Zenerspannung der Zenerdiode 2 und der Basis-Emitter-Schwellenspannung des pnp-Transistors 4 eine erwünschte, maximal zulässige Ladespannung 8 übersteigt. Die Zenerspannung der Zenerdiode 2 wird daher wiederum derart gewählt, dass die Summe dieser Zenerspannung und der Basis-Emitter-Schwellenspannung des Transistors 4 unterhalb oder gleich einer maximal zulässigen Ladespannung 8 der Lithium-Ionen-Energiespeicherzelle 1 ist. Die Schaltungsanordnung mit den Transistoren 4 und 6 bildet dabei eine so genannte pnp-Komplementärdarlingtonstufe, kann jedoch zum Beispiel auch als npn-Komplementärdarlingtonstufe oder als eine nicht komplementäre Darlingtonstufe ausgeführt werden.
-
Obwohl sich die vorgestellten Vorrichtungen auf eine Vielzahl unterschiedlicher Energiespeicher anwenden lassen, zielen die Vorrichtungen insbesondere auf die Anwendung von Lithium-Ionen-Energiespeicherzellen, vor allem bei Einsatz in Kraftfahrzeugen ab. Dabei ist zu beachten, dass derart eingesetzte Lithium-Ionen-Energiespeicher und damit verbundene Überladungsschutzschaltungen häufig Temperaturschwankungen von mehr als 50 Grad Kelvin ausgesetzt sind.
-
Die Leitfähigkeit von Halbleitern ist verhältnismäßig stark von der Temperatur abhängig. Die Zenerspannung einer als Spannungsreferenz dienenden Zenerdiode ist dementsprechend ebenfalls temperaturabhängig. Die Temperaturabhängigkeit eines solchen Halbleiterbauelements wird mit dem Temperaturkoeffizienten TK angegeben, der die Drift pro 1 Grad (ΔU/T) angibt. Üblich ist die Einheit ppm/K. Typische Zenerdioden weisen einen TK von 0,05%/K = 500 ppm/K. Damit wären solche Zenerdioden als Spannungsreferenz für weite Temperaturbereiche nur bedingt einsetzbar.
-
Daher wird im vorliegenden Fall eine entsprechend temperaturkompensierte Zenerdiode eingesetzt, die eine deutlich verringerte Spannungsdrift aufweist und dadurch den Schaltschwellwert der Vorrichtungen gemäß 1 bis 3 weitgehend unabhängig von der Temperatur macht. Zusätzlich kann durch eine Ladespannung deutlich unterhalb der maximal zulässigen Ladespannung, zum Beispiel auf 80% SOC, eine ausreichende Reserve für eventuell auftretende, zum Beispiel temperaturabhängige Schwankungen des Schaltpunktes der vorgestellten Vorrichtungen geschaffen werden. Dieses Absenken der Ladespannung kann durch externe Einstellungen und/oder durch entsprechende Wahl der Zenerspannung der Zenerdiode erreicht werden.
