DE20220547U1

DE20220547U1 - Intelligentes, serielles Batterieladegerät und Ladeblock

Info

Publication number: DE20220547U1
Application number: DE20220547U
Authority: DE
Original assignee: GPE INTERNAT Ltd
Current assignee: GPE INTERNAT Ltd
Priority date: 2001-09-03
Filing date: 2002-09-02
Publication date: 2003-10-16
Anticipated expiration: 2012-09-03
Also published as: GB2388262B; USRE41676E1; DE60216790D1; ATE348435T1; DE20221047U1; DE20221251U1; ATE533223T1; DE60216790T2; GB2388262A; CN2586281Y; EP1746701B1; EP1436877A2; CN1582522A; WO2003021739A3; EP1746701A1; HK1045076A2; CN100377465C; TWI241762B; EP1436877B1; US20030042870A1

Description

^O O . O

O O O OO

^ /"1 &Lgr; &Lgr; &lgr; &lgr; - f &iacgr;*?&Ngr; k ( k I &Ggr;" k *l'.*% &Ggr;" &Ggr;> &iacgr;^^

Titel: Intelligentes, serielles Batterieladegerät und Ladeblock

Anmelder: GPE International Limited

Unser Zeichen: 30596

Beschreibung

10

Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Batterieladegeräte zum Laden einer Mehrzahl von wiederaufladbaren Batterien, die in Serie geschaltet sind. Im speziellen bezieht sich diese Erfindung auf Batterieladegeräte, die eine Mehrzahl von seriell verbundenen Batterieladesektionen haben. Genauer, obwohl nicht ausschließlich darauf begrenzt, bezieht sich diese Erfindung auf serielle Batterieladegeräte, in denen eine Batterie in einer der seriell verbundenen Ladesektionen entfernt oder überbrückt werden kann, ohne die Ladebedingungen der verbleibenden Batterien in anderen Ladesektionen des seriellen Batterieladegerätes zu beeinträchtigen. Darüber hinaus bezieht sich diese Erfindung auf serielle Batterieladegeräte, bei denen ein einfaches elektronisches Element verwendet wird, das dem Ladeschaltkreis während des Ladens eine geringe Impedanz zur Verfügung stellt, eine hohe Impedanz, um einen Rückfluss aus einer Batterie zu blockieren, wenn keine Stromversorgung für die Ladesektion zur Verfügung steht und eine vergleichsweise hohe Impedanz, wenn die Ladesektion übergangen oder überbrückt wird.

15 20 25

Hintergrund der Erfindung

Wiederaufladbare Batterien werden in einer Vielzahl von portablen oder mobilen elektrischen und elektronischen Einrichtungen oder Anwendungen verwendet, wie z. B. mobilen oder kabellosen Telefonen, Fernrepeatern, Fernbedienungseinheiten, Fernsensoren, portablen Beleuchtungseinrichtungen, portablen Radios, portablen Bohrern und vielen anderen Einrichtungen. Heutzutage werden wiederaufladbare Batterien im Allgemeinen den Einwegbatterien vorgezogen, da sie umweltfreundlicher sind und langfristig kostengünstiger. Für Fernanwendungen sind wiederaufladbare Batterien wahrscheinlich die einzig praktikable Wahl.

30

&ogr;°?_&eegr;^&ogr; &ogr; &eegr; " &ldquor;° SQhifsiEhiBERGo &eegr; ^

30596 . &ldquor;"no &iacgr; ° ° ? PriPrUAt-JIW &ldquor; ^ '

Wiederaufladbare Batterien bedürfen einer wiederholten Aufladung, um den Einrichtungen oder Anwendungen in denen sie installiert sind, elektrische Leistung zur Verfugung zu stellen. Heutzutage benötigen portable Einrichtungen gewöhnlich eine Mehrzahl von Batterien für den Betrieb und die notwendigen Batterien liegen typischerweise im Bereich von zwei bis zehn Batterien. Es ist daher wünschenswert, intelligente Batterieladegeräte zur Verfügung zu stellen, die eine Mehrzahl von wiederaufladbaren Batterien zur gleichen Zeit aufladen können. Es existieren zwei Haupttypen von Batterieladegeräten. Der erste Typ ist das Parallelladegerät, bei dem alle Batterien der gleichen Ladespannung ausgesetzt sind, jedoch mit unterschiedlichen Ladeströmen geladen werden. Der andere Typ ist das serielle Ladegerät, bei dem die Batterien, die geladen werden, seriell geschaltet sind und derselbe Ladestrom gewöhnlich durch all die seriell verbundenen Batterien hindurchgeht.

Bei Anwendungen, in denen Batterien alternativ geladen und entladen werden, ist gewöhnlich eine Versorgung von drei bis zwölf Volt notwendig, während die Spannung einer jeden wiederaufladbaren Batterie im Bereich von ein bis zwei Volt liegt. Bei diesen Anwendungen sind Batterien gewöhnlicherweise für das Laden und Entladen seriell geschaltet. Für das Laden von Batterien für die Verwendung in derartigen Anwendungen muss ein serielles Batterieladegerät verwendet werden.

Aufgrund der weitverbreiteten Verwendung von wiederaufladbaren Batterien besteht ein steigender Bedarf für schnelle Batterieladegeräte, die in der Lage sind, eine leere Batterie in ungefähr einer Stunde zu laden (die &ldquor;IC-Ladegeräte") so dass Benutzer nicht zu lange warten müssen, bevor die Batterien ausreichend für die Benutzung geladen sind. Beispielsweise ist die lC-Stromrate ca. 1,6 A für eine 1600 mA wiederaufladbare Batterie. Um ein schnelles und effizientes Batteriebeladen zu erleichtern, verwenden Batterieladegeräte im Allgemeinen einen Hochfrequenzpulsladestrom, mit einer relativ hohen Stromgeschwindigkeit. Wenn eine Batterie geladen wird, produziert sie Sauerstoff an der Elektrode und der Verbrauch von Sauerstoff an der negativen Elektrode veranlasst die Batterie dazu sich aufzuwärmen. Im Allgemeinen wird das Laden bei einer Stromgeschwindigkeit von IC bevorzugt, da diese Ladegeschwindigkeit als diejenige angesehen wird, die eine Balance zwischen einer reduzierten Ladezeit und einer Aufrechterhaltung einer gesunden Batterie bei der derzeitigen Batterietechnologie erreicht. Natürlich können mit dem weiteren Fortschreiten der Batterietechnologie Batterien sogar bei höheren Stromgeschwindigkeiten ohne Überhitzung geladen werden.

30596 &ldquor;"&ldquor;&ldquor; &eegr; "~,.^c ? FORiMANH

Wenn dies stattfindet, ist davon auszugehen, dass die Ladegeräte, die eine höhere Ladegeschwindigkeit als IC zur Verfügung stellen, populärer werden. Im Allgemeinen sind schnelle Batterieladegeräte, im speziellen die zur Ladung wiederaufladbarer Batterien einer kleinen Spannung von ca. 1,5 bis 2 V, vorzugsweise so konfiguriert, dass die Batterien seriell geladen werden. Dies liegt daran, dass wenn die Batterien schnell in paralleler Schaltung geladen werden, eine Stromversorgung mit einem sehr großen Stromversorgungsrating notwendig ist, was sehr kostspielig sein kann.

Andererseits impliziert eine serielle Verbindung, dass derselbe Strom durch jede der seriell miteinander verbundenen Ladesektionen strömen muss. Dies kann in einer Reihe von Umständen auch große Schwierigkeiten erzeugen. Beispielsweise, wenn eine Batterie aus dem Ladegerät entfernt wird, bei Abschluss des Ladens, zur Vermeidung von Überhitzung oder Beschädigungen, oder weil sie bereits fehlerhaft ist* wird das Laden unterbrochen, weil eine Ersatzbatterie in das Ladegerät eingesetzt worden ist. Gleiche Probleme ergeben sich, wenn wiederaufladbare Batterien mit unterschiedlichen Kapazitäten zusammen geladen werden oder gute Batterien zusammen mit schlechten. Dies liegt daran, dass wenn eine Batterie geringerer Kapazität vollständig geladen worden ist, eine gute Chance besteht, dass eine Batterie mit einer größeren Kapazität noch mehr Ladung bedarf. Für einfache serielle Ladegeräte ohne Überwachung und Kontrollschaltkreise werden die Batterien kontinuierlich geladen. Als Resultat dessen kann Überhitzung, Batteriebeschädigung, oder sogar Explosion resultieren. Andererseits kann bei den besseren seriellen Batterieladegeräten mit Ladungszustandsüberwachung und Ladungskontrollschaltkreisen das Batterieladegerät abgeschaltet werden, sobald eine der Batterien, die geladen werden, als vollständig geladen erfasst wird. Dies ist offensichtlich unerwünscht, da die verbleibenden Batterien noch ein weiteres Laden benötigen könnten. Darüber hinaus, wann immer Batterien während des Ladeprozesses in ein serielles Batterieladegerät eingesetzt oder aus diesem entfernt werden, wird der gesamte Ladungsprozess unterbrochen. Es ist daher wünschenswert, ein intelligentes serielles Batterieladegerät zur Verfügung zu stellen, das ein serielles Laden von wiederaufladbaren Batterien ermöglicht, bei dem die Ladeströme, die den individuellen Batterien in serieller Verbindung zugeführt werden, größtenteils unabhängig von demjenigen ist, der den anderen Batterien zugeführt wird.

Für viele Batterieladegeräte ist es bekannt, dass, wenn die Stromversorgung des Batterieladegeräts abgestellt wird ein Umkehrleckstrom existieren kann, der aus den Batterien zu dem

30596 c Sr &ogr; r " ° ° FOIWMANM &pgr; 4 —'

Ladegerät oder in die peripheren Schaltkreise fließen kann. Ein Umkehrleckstrom zwischen den seriell miteinander verbundenen Batterien könnte auch eine Umkehrladung individueller Batterien durch andere Batterien bedeuten, die in dem seriellen Lader verbunden sind. Dies ist ganz klar unerwünscht, da es einen Abfluss der vollen Batteriekapazität bedeuten kann und sogar eine Beschädigung des Ladegerätes. Es ist daher wünschenswert, dass jede Ladesektion eines seriellen Batterieladegeräts mit Einrichtungen versehen ist, um einen unerwünschten Umkehrleckstrom zu vermeiden, wie auch mit einer Beipassschaltung, so dass die Ladebedingungen einer jeden individuellen Ladesektion nicht die Ladebedingungen der anderen Ladesektionen beeinträchtigt.
10

Viele Bypass-Schaltkreise, Schaltkreisanordnungen oder Topologien sind vorgeschlagen ^ worden, um den nachteiligen Einfluss der Ladebedingungen in einer seriellen Ladesektion auf

andere Ladesektionen zu umgehen. Während serielle Ladegeräte mit Anordnungen zum Bypass von einigen oder allen Ladesektionen bekannt sind, sind diese im allgemeinen sehr kompliziert und enthalten nicht simultane Einrichtungen oder Schaltkreise, um eine Umkehrleckage oder Entladung der Batterien zu verhindern.

Ein serielles Batterieladegerät zur Verfugung zu stellen, das die obigen Anforderungen erfüllt, ist eine schwierige Aufgabe, da unterschiedliche miteinander in Konflikt stehende Anforderungen erfüllt werden müssen. Zunächst muss, um einen Umkehrleckstrom oder umgekehrte Stromentladung aus den Batterien zu verhindern, eine Blockiereinrichtung in Serie mit den Batterien vorgesehen werden, die eine hohe Umkehrimpedanz hat. Zweitens muss die serielle Blockiereinrichtung eine geringe Impedanz haben, wenn ein vorwärtsgerichteter Strom vorhanden ist, der zum Laden der Batterien in die Batterie strömt. Andererseits, wenn die Blokkiereinrichtung eine geringe vorwärtsgerichtete Impedanz hat, wenn der Bypass-Schalter aktiviert worden ist (was normalerweise auftritt, wenn keine Stromversorgung zu den Batterieladeterminals besteht), konkurriert die Niedrigimpedanz-Blockiereinrichtung mit dem Bypass-Schalter um den zur Verfügung gestellten Strom, und, als Resultat, fließt ein umgekehrter Ladestrom weiter in die Batterien. Zusätzlich muss diese Blockiereinrichtung eine hohe Impedanz haben, wenn der Bypass-Schalter aktiviert wurde, da ansonsten ein großer und unerwünschter Strom in einer Stromschleife fließen wird, die durch die Batterie, die Blokkiereinrichtung und den Bypass-Schalter gebildet wird. Es ist damit im höchsten Maße wünschenswert, ein serielles Batterieladegerät zur Verfügung zu stellen, das die obigen miteinan-

3059&ogr;

der konkurrierenden Erfordernisse erfüllen kann. Es ist sogar noch weiter wünschenswert, wenn derartige verbesserte Batterieladegeräte realisiert werden können, unter Verwendung von einfachen Schaltkreisblöcken und Komponenten, so dass sowohl eine hohe Zuverlässigkeit als auch geringe Kosten erreicht werden können.
5

Gegenstand der Erfindung

Es ist daher ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, die Probleme oder Nachteile in Verbindung mit existierenden oder bekannten seriellen Batterieladegeräten zu vermeiden. Insbesondere ist es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine Schaltkreisanordnung für eine verbesserte Batterieladesektion vorzusehen, die in seriellen Ladegeräten verwendet werden kann, so dass die Ladesektion umgangen oder mit einem Bypass versehen werden kann wenn ausgewählt, und zur selben Zeit, eine Blockiereinrichtung zur Vermeidung von Umkehrstrom.

Ein wesentlicher Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein intelligentes serielles Batterieladegerät zur Verfügung zu stellen, bei dem der Ladestrom oder die Ladebedingungen einer Batterie in der seriellen Verbindung im wesentlichen unbeeinträchtigt durch die Ladebedingungen der anderen Batterien in der seriellen Verbindung ist.

Ein ebenso wichtiger Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, ein serielles Batterieladegerät zur Verfügung zu stellen, bei dem eine Batterie aus den seriell verbunden Batterien zu jeder Zeit entfernt werden kann, ohne Unterbrechung der Ladung der anderen Batterien, und, zur selben Zeit, ein Umkehrstromfluss aus einer Batterie vermieden werden kann.

Das Minimalziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Öffentlichkeit mit einer Auswahl von seriellen Batterieladegeräten zu versorgen, die mit Einrichtungen versehen sind, um unerwünschte Batterieentladungen zu vermeiden, wenn das Batterieladegerät keinen Ladestrom zur Verfügung stellt und einen nützlichen Batterie-Bypass zur Verfügung zu stellen, wenn notwendig.

Zusammenfassung der Erfindung

O O
O O

O O O O

" .,.,no &ogr; &ogr; r. o° SONTNElNiBERG₀ /

30596 " &ldquor; ? ° ° " FORWiANN &ogr; 6

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein verbessertes, seriell verbundenes Batterieladegerät zur Verfügung gestellt, das zumindest erste und zweite parallel verbundene Zweige umfasst, wobei der erste parallele Zweig einen elektronisch steuerbaren Bypass-Schalter umfasst und der zweite Parallelzweig positive und negative Terminals jeweils zur Aufnahme der positiven und negativen Terminals einer Batterie umfasst sowie eine seriell verschaltete elektronische Einwegeinrichtung, wobei der Bypass-Schalter eine sehr geringe Impedanz hat, wenn er angeschaltet ist, und eine sehr hohe Impedanz, wenn er abgeschaltet ist, wobei die elektronische Einwegeinrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine sehr geringe Impedanz hat, wenn Strom aus der Ladesektion in die Batterieterminals strömt und eine hohe Impedanz, wenn der Bypass-Schalter angeschaltet ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Ladeblock zur Verwendung in einem seriellen Batterieladegerät vorgesehen, einschließlich zumindest eines ersten und zweiten parallel miteinander verbundenen Zweiges, wobei der erste parallele Zweig einen elektronisch steuerbaren Bypass-Schalter umfasst und der zweite parallele Zweig positive und negative Terminals zur Aufnahme jeweils der positiven und negativen Terminals einer Batterie umfasst, und eine elektronische Einwegeinrichtung, die in Serie geschaltet ist, wobei der Bypass-Schalter eine sehr geringe Impedanz hat, wenn er angeschaltet ist und eine sehr hohe Impedanz, wenn er ausgeschaltet ist, wobei die elektronische Einwegeinrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine sehr geringe Impedanz hat, wenn Strom aus der Ladesektion in die Batterieterminals strömt und eine hohe Impedanz, wenn der Bypass-Schalter angeschaltet ist.

Gemäß eines dritten Aspektes der vorliegenden Erfindung ist ein serielles Batterieladegerät vorgesehen, einschließlich einer Batterieladesektion, die zumindest einen ersten und zweiten parallel verbundenen Zweig umfasst, wobei der erste Zweig eine Diode umfasst, die seriell mit den Terminals zur Verbindung der zu ladenden Batterien verbunden ist und wobei der zweite Zweig einen MOSFET- Bypass-Schalter umfasst, wobei der Bypass-Schalter über den ersten Zweig geschaltet ist und eine Niederimpedanz zur Verfügung stellt, wenn er aktiviert ist, wobei die Sperrdiode eine geringe Impedanz hat, wenn Strom in die zu ladende Batterie hineinfließt und eine hohe Impedanz hat, wenn das Batterieladegerät keine Stromversorgung liefert oder wenn der Bypass-Schalter angeschaltet ist.

&eegr; &ogr;
&ogr; &ogr; &eegr;

30596

° FORTMANM °

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Batterieladegerät vorgesehen, einschließlich einer Mehrzahl von Batterieladesektionen, die in Serie geschaltet sind, wobei jede der Ladesektionen einen ersten und zweiten parallel verbundenen Zweig umfasst, wobei der erste Parallelzweig einen elektronisch steuerbaren Bypass-Schalter umfasst und der zweite Parallelzweig positive und negative Terminals jeweils zur Aufnahme der positiven und negativen Terminals einer Batterie umfasst und eine elektronische Einwegeinrichtung, die seriell verbunden ist, wobei der Bypass-Schalter eine sehr geringe Impedanz hat, wenn er angeschaltet ist und eine sehr hohe Impedanz, wenn er ausgeschaltet ist, wobei die elektronische Einwegeinrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine sehr geringe Impedanz hat, wenn Strom aus der Ladesektion in die Batterieterminals fließt und eine hohe Impedanz hat, wenn der Bypass-Schalter angeschaltet ist.

Vorzugsweise, wenn das Batterieladegerät weiterhin einen Mikrocontroller umfasst, überwacht der Mikrocontroller einen Satz von Parametern der Batterie, die geladen wird und aktiviert den Bypass-Schalter durch die Bildung einer Niedrigimpedanzumgehung über den ersten parallelen Zweig, wenn ein oder mehrere der gemessenen Batterieparameter einen Satz von vorbestimmten Bedingungen erfüllt.

c:

20

25

30

Vorzugsweise ist die elektronische Einwegeinrichtung eine Diode.

Vorzugsweise ist der Bypass-Schalter ein feldeffektiver Transistor (&ldquor;FET"), einschließlich eines MOSFET.

Vorzugsweise ist das Gate des Bypass-MOSFET mit einem Mikrocontroller verbunden, der die Gatespannung des MOSFET steuert, um den MOSFET an oder auszuschalten, so dass wenn der MOSFET angeschaltet ist, die Impedanz über die Senke-Quelle Terminals des MOSFET gering ist, wodurch die Bypassfunktion aktiviert wird und, wenn der MOSFET ausgeschaltet ist, die Impedanz über die Senke-Quelle Terminals sehr hoch ist, wodurch die Bypassfunktion deaktiviert wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

• ·

ⁿ» " &mgr; »_f, _D&ldquor; &ldquor;&ldquor;,&ldquor; ry

0"0Cn₀ &ogr; C &ogr; o° S©hfNEK^rBERG&ldquor; _Q 30596 rc-o " "&ldquor;&ldquor;" g FOR?MANH_r _ro O^

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in größerem Detail in exemplarischer Weise und in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Darin zeigt:

Fig. 1 ein allgemeines Blockschaltkreisdiagramm des seriellen Batterieladegerätes einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Blockdiagramm, das ein spezifisches Beispiel der Komponenten zeigt, die in jeder der seriellen Ladesektionen verwendet werden;
10

Fig. 3 ein generelles Schaltkreisdiagramm, das weitere Verbindungseigenschaften des seriellen Batterieladegerätes der Figuren 1 und 2 zeigt; und

Fig. 4 ein allgemeines Schaltkreisdiagramm, das eine detailliertere Hardwareverbindung einer bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden schnellen seriellen Batterieladegeräts zeigt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist ein Blockdiagramm gezeigt, das ein erstes Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eines intelligenten seriellen Batterieladegeräts zeigt. Das Batterieladegerät umfasst eine Gleichstromquelle 100, eine Konstantstromquelle 200, eine Mikrocontrollereinheit 300 und eine Mehrzahl von Batterieladesektionen 410, 420, 430 und 440 die seriell miteinander verbunden sind. Die seriell verbundenen Batterieladesektionen sind mit den positiven und negativen Terminals der Gleichstromquelle 100 verbunden, um eine Gleichstromleistung mit der korrekten Polarität zu erzielen.

Bezugnehmend auf Fig. 1 umfasst jede der Ladesektionen 410, 420, 430 und 440 eine elektronische Einwegeinrichtung, die seriell mit den positiven und negativen Terminals der Batterie verbunden sind, um die Ladeverbindung mit einer Batterie zu kontrollieren. Um einen steuerbaren Bypasspfad zur Verfügung zu stellen, der eine niedrige Überbrückungsimpedanz über eine Ladesektion bietet, wenn es nötig ist, beispielsweise, wenn die Batterie in einer bestimmten Ladesektion vollständig geladen ist, wird ein elektronisch steuerbarer Schalter 413 wie in den Figuren gezeigt vorgesehen.' Der Bypass-Schalter ist parallel mit der seriellen

&ogr;" "&Ggr; ° &ogr; S " 50NNIENBERG" _&ogr;

Verbindung der Batterieterminals und der elektronischen Einwegeinrichtung verbunden. Der Bypass-Schalter liefert eine Niederimpedanzumgehung über die Terminals der seriellen Verbindungen der elektronischen Einwegeinrichtung und der Batterieterminals, wenn aktiviert. In den vorliegenden spezifischen Ausfuhrungsformen ist der Bypass-Schalter eine 3-Terminaleinrichtung, bei der die Impedanz über zwei der Terminals durch ein drittes Terminal steuerbar ist.

Die elektronische Einwegeinrichtung, die seriell mit den Batterien unter Ladung eingefügt ist, sollte die folgenden miteinander konkurrierenden Bedingungen erfüllen. Zunächst ist es bevorzugt, eine niedrige Impedanz zu haben, wenn die Batterie geladen wird (d. h. wenn ein vorwärtsgerichteter Strom in die Batterie strömt). Zweitens ist es bevorzugt, eine hohe Impedanz zu haben, wenn keine Stromversorgung von dem Ladegerät zur Verfügung gestellt wird oder, in anderen Worten, wenn die Spannung an dem Batterieterminal diejenige des Ladeterminals übersteigt, um eine umgekehrte Entladung oder einen Umkehrstromfluss aus den Batterien zu vermeiden, da andererseits die Batterien entleert werden, wenn keine Stromversorgung von der Gleichstromquelle 100 zur Verfügung steht. Drittens sollte die Blockiereinrichtung eine sehr hohe Impedanz' haben, wenn der Bypass-Schalter angeschaltet ist, da andererseits eine Stromschleife ein Abrauchen des Schaltkreises verursachen könnte, die aus der Batterie, der Einwegeinrichtung und dem Bypass-Schalter gebildet wird, da der Bypass-Schalter eine niedrige Impedanz haben sollte und der resultierende Strom in der Stromschleife sehr groß wäre. Zusätzlich sollte die Blockiereinrichtung eine beträchtlich höhere Impedanz

^ _&Lgr; als diejenige des aktivierten Bypass-Schalters haben (d..h. wenn dieser angeschaltet ist), wenn

der Bypass-Schalter aktiviert wurde und wenn die Spannung an den Ladeterminals diejenige der Batterien übersteigt, so dass kein Umkehrstrom durch die elektronische Einwegeinrichrung in die Batterien fließt.

Zusätzlich zum einfachen Vorsehen eines Bypasspfads erlaubt die Kombination des elektronisch steuerbaren Bypass-Schalters zusammen mit der elektronischen Einwegeinrichtung eine hohe Frequenz und wiederholte Messungen über die Batterieterminals bei offenem Schaltkreis. Solche Messungen mit offenem Schaltkreis werden bevorzugt, um ausreichende Batterieparameter zu erhalten, zur Einschätzung der Ladebedingungen einer Batterie. Ein Beispiel dafür, wie die elektrischen Parameter der Batterien bei offenem Schaltkreis ermittelt werden können, wird weiter unten erklärt. Beispielsweise, wenn der MikroController 300 die Para-

• ·

30596

FORrMANM °

meter der Batterie 422 bei offenem Schaltkreis lesen muss, die in dem zweiten seriellen Ladeblock 420 geladen wird, sendet er ein elektronisches Steuersignal durch seinen I/O Port an die Kontrollterminals der drei Terminal-Bypass-Schalter und schaltet die Bypass-Schalter 413, 433 und 443 an. Das Resultat ist, dass die Impedanz über die zwei anderen Terminals der Bypass-Schalter 413, 433 und 443 sehr gering sein wird und die Batterien 412, 432 und 442 im wesentlichen umgangen werden, aufgrund der hohen Impedanz der Blockiereinrichtung unter diesen Umständen.

Wenn die Bypass-Schalter 413, 433 und 443 aktiviert worden sind, ergibt eine Messung der Spannung über die positiven Terminals (A/D2 in Fig. 2) der zweiten Batterie 422 und der Erde die Charakteristika der Batterie 422, da all die anderen Batterien, nämlich 412, 432 und 442 aus dem Messschaltkreis ausgeschlossen wurden, aufgrund der Isolation durch die Blokkiereinrichtungen 411, 431 und 441. Es ist zu bemerken, dass in diesem Moment die elektronische Einwegeinrichtungen 411, 431 und 441 die Batterien 412, 432, 442 von der Ladesektion isolieren und die Parameter der Batterie 422 bei offenem Schaltkreis gemessen werden können.

Nachdem die Messungen durchgeführt worden sind sendet der Mikrocontroller wiederum ein weiteres Kontrollsignal an die elektronisch gesteuerten drei Terminalschalter 413, 433 und 443, so dass die Impedanz über die zwei anderen Terminals der Bypass-Schalter wiederum einen hohen Zustand einnehmen, um den Bypass zu deaktivieren. Als Resultat strömt wiederum Strom durch die elektronische Einwegeinrichtung in die Batterien, die geladen werden.

Alternativ kann die zweite Batterie 422 gemessen werden, indem der zweite Bypass-Schalter 423 aktiviert wird. In diesem Moment wird die zweite Batterie isoliert und die Messung kann über die Batterieterminals direkt erfolgen. Natürlich sind zusätzliche analoge Digitalkonverter notwendig, um die Potenzialdifferenz über die zwei Batterieterminals zu Messen. Um eine akkurate Messung der Parameter bei offenem Schaltkreis sicherzustellen, ist es höchst wünschenswert, dass, wenn die Bypass-Schalter geschlossen (aktiviert) sind, kein Strom in oder aus den Batterien fließt, deren zugeordnete Bypass-Schalter aktiviert wurden, da andererseits die Ablesungen bei offenem Schaltkreis nicht akkurat sein werden.

(115 O
1 &Pgr; C

&eegr; C

30596 rrno &zgr; ° _r &ldquor; ° g FORTiVJANN^

Um Strom daran zu hindern, aus den Batterien herauszufließen, wenn Messungen bei offenem oder geschlossenem Schaltkreis erfolgen, sollte die elektronische Einwegeinrichtung eine sehr hohe Impedanz haben, die ausreicht, um Strom daran zu hindern, aus der Batterie in die umgekehrte Richtung zu fließen, wenn der Bypass aktiviert ist, sogar wenn die Spannung an den Terminals auf der Ladesektion vor und nach der Aktivierung des Bypass-Schalters höher ist als die der Batterie. Gleichzeitig ist es auch bevorzugt, den Strom zu vermeiden oder zu minimieren, der in die Batterieterminals fließt, wenn der Bypass-Schalter angeschaltet ist (oder geschlossen oder aktiviert zu welchem Punkt die Impedanz über die zwei Terminals des Bypass-Schalters in niedrigem Zustand ist).

Um einen Umkehrfluss des Stroms aus der Stromquelle in die Batterie zu vermeiden, wenn der Bypass-Schalter geschlossen ist sollte die Impedanz der elektronischen Einwegeinrichtung 411, 421, 431, 441 signifikant höher sein, als diejenige des Bypass-Schalters 413, 423, 433, 443, wenn der Bypass-Schalter geschlossen ist. Andererseits sollte die elektronische Einwegeinrichtung eine sehr geringe Impedanz haben, wenn eine Stromversorgung vom Ladegerät vorliegt und wenn der Bypass-Schalter geöffnet ist, so dass der Ladungsstrom vollständig in die Batterie fließt, über die elektronische Einwegeinrichtung zur Ladung. Um einen elektronisch steuerbaren Schalter vorzusehen, der einen hohen und einen niedrigen Impedanzstatus hat, wird ein MOSFET gewählt. Im Allgemeinen, wenn eine geeignete Gate-Spannung an ein MOSFET angelegt wird, werden die Senk-Quelle Terminals der MOSFET mit geringer Impedanz leitend. Wenn andererseits eine andere Gate-Spannung angelegt wird, werden die Senke-Quelle Terminals der MOSFET eine hohe Impedanz haben, und nicht leitend werden. Ein MOSFET-Schalter wird gewählt als Bypass-Schalter, da er eine relativ hohe Bandbreite hat, so dass der Bypass-Schalter oft an und ausgeschaltet werden kann, innerhalb einer geringen Zeitspanne. Solch ein wiederholtes Schalten ist notwendig, um all die notwendigen Messungen und Ablesungen bei offenem Schaltkreis vorzunehmen. Die hohe Bandbreit wird auch bevorzugt, um reagieren zu können, wenn eine Abnormalität einer Batterie beobachtet wird und um alle feststellbaren Unterbrechungen der anderen Ladesektionen zu minimieren, wenn eine der Batterien aus dem Ladegerät entfernt wird. Natürlich können andere elektronische Einrichtungen, die ähnliche elektronische Charakteristika zeigen, alternativ auch verwendet werden.

30596

% 12 /O

Was die elektronische Einwegeinrichtung angeht, so erschien der MOSFET als geeigneter Kandidat. Bei Versuchen zur Verwendung eines MOSFET als Einwegeinrichtung wurde der MikroController derart programmiert, dass Gate-Spannungen unterschiedlicher Wirkung an die MOSFET geschickt werden (eines als Einwegeinrichtung und der andere als Bypass-Schalter). Mit einer derartigen Anordnung ist der eine MOSFET an, wenn der andere aus ist und umgekehrt. Wenn daher die Einwegeinrichtung angeschaltet ist, ergibt sich ein Pfad geringer Impedanz für den Ladestrom. Wenn der Bypass-MOSFET an ist, ist die Einwegeinrichtung aus, wodurch sich ein serieller Widerstand mit hoher Impedanz bildet, der die Batterie vom Rest des Schaltkreises isoliert. Es ergab sich jedoch, dass MOSFET oder andere FET in dieser Weise ungeeignet zur Verwendung als elektronische Einwegeinrichtung oder Blokkiereinrichtung für die vorliegenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind. In der Tat haben Experimente unter der Verwendung von MOSFET als elektronische Einwegeinrichtung oder Blockiereinrichtung in den Ausführungsformen wie gezeigt in Fig. 1 der vorliegenden Erfindung versagt, da sie alle schnell abrauchten. Weitere Untersuchungen zeigten, dass Burnouts auftraten, wenn die Stromversorgung des Ladegeräts angestellt und dann abgestellt wurde, aufgrund der Floating-MOSFET-Gate. Viele Versuche unter Verwendung sehr komplizierter Schaltkreisanordnungen zur Lösung des Problems wurden versucht, aber keine befriedigende Lösung gefunden. Die Verwendung von Dioden als Einweg- oder Blockiereinrichtung erschienen als mögliche Lösung zunächst, aber eine Diode scheint nicht in der Lage zu sein, eine Hochimpedanz-Blockierung vorzusehen, wenn die Stromversorgung an ist und wenn die Spannung des Ladesektionsterminals diejenige der Batterie übersteigt.

Bei weiteren Studien und Versuchen wurde eine weitere, durchführbare Lösung betrachtet. Bezugnehmend auf Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, bei der eine spezifische Kombination einer elektronischen Einwegeinrichtung und eines Bypass-Schalters gezeigt ist. In dieser Ausführungsform wird ein MOSFET als Bypass-Schalter verwendet und eine Diode wird als elektronische Einwegeinrichtung verwendet. Die · Diode ist seriell mit den Batterieterminals in der in Fig. 2 gezeigten Weise verbunden, so dass Ladestrom in die Batterien durch einen Niederimpedanzpfad strömen kann, während ein Umkehrstrom blockiert wird. Wenn der MOSFET-Bypass-Schalter 413, etc. angeschaltet ist, wird die Senke-Quelle Impedanz sehr gering und die Senke-Quelle Spannung ist somit auch sehr gering, typischerweise im Bereich von 0,2 V. Da eine derartige Niederspannung über die Senke und Quelle Terminals weit entfernt ist von der Anschaltspannung der Diode, die typi-

30596

scherweise im Bereich von 0,6 V liegt, wird die Diode zu einer Hochimpedanz-Blockiereinrichtung, die Strom daran hindert, in die Batterie zu fließen. Durch die synergetische Nutzung der kombinierten Charakteristika der zwei Einrichtungen, namentlich der niedrigen Senke-Quelle Spannung von ungefähr 0,2 V, wenn ein MOSFET angeschaltet ist und der hohen Anschaltspannung, von ca. 0,6 V für eine Diode, kann ein Batterieladegerät oder eine Batterieladegerätsektion zur Verfügung gestellt werden, die die vorgenannten miteinander konkurrierenden Anforderungen erfüllt. Wie in den Figuren gezeigt, können eine Mehrzahl von Ladesektionen seriell geschaltet werden, um ein bevorzugtes serielles Ladegerät vorzusehen.

Bezugnehmend auf Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm gezeigt, das eine detailliertere Verbindung zwischen der Spannungsquelle 100, der Stromquelle 200, der CPU 300 und den seriell verbundenen Ladesektionen 410, 420, 430, 440 zeigt. Jede der Ladesektionen umfasst eine Sperrdiode 411, etc. die einen Umkehrstrom aus der Batterie verhindert, und eine Hochimpedanzisolation der Batterieterminals bietet, wenn der Niederimpedanzschalter 413, etc. angeschaltet ist, obwohl die Diode in diesem Moment unter einer leichten Vorwärtsspannung steht. In dieser spezifischen Ausführungsform wie in Fig. 3 gezeigt, ist jede Ladesektion mit Aufnahmen zur alternativen Ladung von AAA oder einer AA Batterie versehen.

Bezugnehmend auf Fig. 4 ist eine detailliertere Schaltkreisanordnung der Ladesektion nach Fig. 3 gezeigt. In dieser spezifischen Ausführungsform sind die Bypass-MOSFETs, die Sperrdioden wie auch die MOSFET-Gate-Steuerschaltung, die zwischen dem Bypass- ^ MOSFET und dem CPU angeordnet ist, in größerem Detail beschrieben. Der Gatekontrollschaltkreis dient dazu, ein Betriebsbeispiel der Steuerung des Bypass-Schalters zu liefern, wobei andere Schaltkreisvariationen natürlich möglich sind, um im Wesentlichen denselben oder ähnliche Effekte zu erzielen.

Während die vorliegende Erfindung durch Bezug auf die unterschiedlichen spezifischen Beispiele wie oben beschrieben wurde, ist festzuhalten, dass diese Beispiele lediglich vorgesehen sind, um das Verständnis zu erleichtern und nicht dazu dienen sollen, den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu beschränken. Zusätzlich ist festzuhalten, dass der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung gemäß dem Geiste der Erfindung wie beschrieben in der obigen Beschreibung interpretiert werden sollte und daher Modifikationen oder Variationen umfasst,

30596

die offensichtlich oder trivial für den Fachmann sind. Insbesondere hat die vorliegende Erfindung eine synergetische Verwendung einer Kombination von eher einfachen Komponenten offenbart, um einen Schaltkreis oder eine Schaltkreisanordnung anzubieten, bei der verschiedene miteinander konkurrierende Anforderungen für Batterieladesektionen untergebracht sind und in einer sehr einfachen Art und Weise durch Verwendung relativ einfacher Komponenten und in einer simplen Anordnung zur Verfügung gestellt werden

Claims

1. Serielles Batterieladegerät einschließlich einer Ladesektion, die zumindest einen ersten und zweiten parallel verbundenen Zweig umfasst, wobei der erste parallele Zweig einen elektronisch steuerbaren Bypass-Schalter umfasst und der zweite parallele Zweig positive und negative Terminals zur jeweiligen Aufnahme der positiven und negativen Terminals einer Batterie umfasst und eine elektronische Einwegeinrichtung (411, 421, 431, 441), die seriell geschaltet ist, wobei der Bypass-Schalter (413) eine sehr geringe Impedanz hat, wenn er angeschaltet ist und eine sehr hohe Impedanz, wenn er ausgeschaltet ist, wobei die elektronische Einwegeinrichtung (411, 421, 431, 441) dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine sehr geringe Impedanz hat, wenn Strom aus der Ladesektion in die Batterieterminals fließt und eine hohe Impedanz hat, wenn der Bypass-Schalter (413) angeschaltet ist.

2. Batterieladegerät nach Anspruch 1, welches darüber hinaus einen Mikrocontroller umfasst, zur Überwachung zumindest eines Parameters der zu ladenden Batterie und zur Aktivierung des Bypass-Schalters (413) durch Bildung einer Umgehung niedriger Impedanz über den ersten parallelen Zweig, wenn einer oder mehrere der gemessenen Batterieparameter eine vorbestimmte Bedingung erfüllen.

3. Batterieladegerät nach Anspruch 1, wobei die elektronische Einwegeinrichtung (411, 421, 431, 441) eine Diode ist.

4. Batterieladegerät nach Anspruch 1, wobei der Bypass-Schalter (413) ein Field-Effect- Transistor ("FET"), einschließlich eines MOSFET ist.

5. Batterieladegerät nach Anspruch 4, wobei das Gateterminal des FET mit dem Mikrocontroller verbunden ist, zur Aktivierung und Deaktivierung des Bypass-Schalters.

6. Batterieladegerät nach Anspruch 2, wobei die Batterieparameter eine oder mehrere der folgenden Parameter umfassen: Spannung bei offenem Schaltkreis, Spannung bei geschlossenem Schaltkreis und Temperatur der Batterie.

7. Batterieladegerät nach Anspruch 6, wobei die Battarieparameter darüber hinaus die Erfassung des Typs und der Anwesenheit der Batterie umfassen.

8. Batterieladegerät nach Anspruch 7, welcher darüber hinaus einen Mikrocontroller zur Überwachung zumindest eines Parameters der Batterie einschließt, die geladen wird und der den Bypass-Schalter (413) durch Bildung einer Umgehung geringer Impedanz über den ersten parallelen Zweig aktiviert, wenn einer oder mehrere der gemessenen Batterieparameter eine vorbestimmte Bedingung erfüllen.

9. Batterieladegerät nach Anspruch 1, wobei der zweite Zweig einen MOSFET-Bypass- Schalter (413) umfasst, wobei der Bypass-Schalter (413) über den ersten Zweig verbunden ist und eine Umgehung niedriger Impedanz vorsieht, wenn er aktiviert ist, wobei die Sperrdiode eine geringe Impedanz hat, wenn Strom in die zu ladenden Batterie fließt und eine hohe Impedanz hat, wenn keine Stromversorgung von dem Batterieladegerät vorliegt oder wenn der Bypass-Schalter (413) angeschaltet ist.

10. Batterieladegerät nach Anspruch 9, wobei der Gate des Beipass-MOSFET mit einem Mikrocontroller verbunden ist, der die Gatespannung des MOSFET steuert, um den MOS- FET an- oder auszuschalten, so dass wenn der MOSFET angeschaltet ist die Impedanz über die Senke-Quelle Terminals des MOSFET klein ist, wodurch die Beipassfunktion aktiviert wird und, wenn der MOSFET ausgeschaltet ist, die Impedanz über die Senke- Quelle Terminals sehr hoch ist, wodurch die Bypassfunktion deaktiviert wird.

11. Batterieladegerät nach Anspruch 1, weiterhin einschließlich einer Mehrzahl von Batterieladesektionen, die in Serie geschaltet sind, wobei jede der Ladesektionen einen ersten und zweiten parallel verbundenen Zweig umfasst, wobei der erste parallele Zweig einen elektronisch steuerbaren Bypass-Schalter (413) umfasst und der zweite parallele zwei positive und negative Terminals jeweils zur Aufnahme der positiven und negativen Terminals einer Batterie umfasst und eine elektronische Einwegeinrichtung (411, 421, 431, 441), die in Serie geschaltet ist, wobei der Bypass-Schalter (413) eine sehr niedrige Impedanz hat, wenn er angeschaltet ist und eine sehr hohe Impedanz, wenn er ausgeschaltet ist, wobei die elektronische Einwegeinrichtung (411, 421, 431, 441) dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine sehr geringe Impedanz hat, wenn Strom aus der Ladesektion in die Batterieterminals fließt und eine hohe Impedanz, wenn der Bypass-Schalter (413) angeschaltet ist.

12. Batterieladegerät nach Anspruch 11, welches darüber hinaus einen Mikrocontroller zur Überwachung zumindest eines Parameters der zu ladenden Batterie umfasst und zur Aktivierung des Bypass-Schalters durch Bildung einer Umgehung geringer Impedanz über den ersten parallelen Zweig, wenn einer oder mehrere der gemessenen Batterieparameter vorbestimmte Bedingungen erfüllen.

13. Batterieladegerät nach Anspruch 11, wobei die elektronische Einwegeinrichtung (411, 421, 431, 441) eine Diode ist.

14. Batterieladegerät nach Anspruch 11, wobei die elektronische Einwegeinrichtung (411, 421, 431, 441) es dem Ladestrom erlaubt, in die Batterie zu fließen, aber im wesentlichen eine Entladung der Batterie durch die elektronische Einwegeinrichtung (411, 421, 431, 441) verhindert, wobei die elektronische Einwegeinrichtung (411, 421, 431, 441) die Batterie effektiv von dem Schaltkreis der Ladesektion isoliert, in der der Bypass-Schalter (413) aktiviert wurde.

15. Batterieladegerät nach Anspruch 11, wobei die Bypass-Schalter (413) der Mehrzahl von Batterieladesektionen selektiv aktiviert und deaktiviert werden können, unabhängig von den Ladebedingungen der zu ladenden Batterie, wobei der Bypass-Schalter (413), der selektiv aktiviert wurde, die Batterie im wesentlichen von dem Schaltkreis der Ladesektion isoliert.

16. Batterieladegerät nach Anspruch 11, wobei die Ladestromquelle eine Konstantstromquelle umfasst und das Ladegerät weiterhin einen Mikrokontroller umfasst, wobei die Bypass- Schalter (413) der Mehrzahl von Ladesektionen selektiv aktivierbar sind durch den Mikrokontroller, unabhängig von den Ladezuständen der zu ladenden Batterien.

17. Batterieladegerät nach Anspruch 16, wobei sich die elektronische Einwegeinrichtung (411, 421, 431, 441) als Stromsperreinrichtung verhält, die im wesentlichen Strom blockiert, der in oder aus der Batterie fliesst, wenn der Bypass-Schalter (413) der Ladesektion, die die Batterie enthält, aktiviert wurde, wobei die elektronische Einwegeinrichtung (411, 421, 431, 441) die Batterie effektiv von dem Schaltkreis der Ladesektion isoliert, deren Bypass-Schalter (413) aktiviert wurde.

18. Batterieladegerät nach Anspruch 16, wobei die Batterien in der Mehrzahl der Ladesektionen selektiv von dem Schaltkreis der korrespondierenden zugeordneten Ladesektionen isoliert werden können und um von anderen Ladesektionen, durch selektive Aktivierung der Bypass-Schalter (413).

19. Batterieladegerät nach Anspruch 18, wobei die selektiv isolierten Batterien auch von den Batterien in andere Ladesektionen isoliert sind, so dass die isolierten Batterien die Batterien in anderen Ladesektionen oder den Schaltkreis der Ladesektion, mit der die Batterie verbunden ist, nicht signifikant elektrisch beeinflussen werden.

20. Batterieladegerät nach Anspruch 16, welches darüber hinaus Einrichtung zur Messung der Parameter einer Batterie bei offenem Schaltkreis in einer Ladesektion einschließt, wenn der Bypass-Schalter (413) der Ladesektion selektiv aktiviert wurde.

21. Batterieladegerät nach Anspruch 16, dass darüber hinaus Einrichtung zur Messung der charakteristischen elektrischen Parameter einer Batterie in einer Ladesektion einschließt, durch selektive Aktivierung der Bypass-Schalter (413).

22. Batterieladegerät nach Anspruch 21, wobei der Bypass-Schalter (413) der Ladesektion parallel mit der Serienverbindung der Batterieterminals verbunden ist sowie der elektronischen Einwegeinrichtung (411, 421, 431, 441) der Ladesektion.

23. Batterieladegerät nach Anspruch 16, wobei der Aktivierungsstatus des Bypass-Schalters und der elektronischen Einwegeinrichtung (411, 421, 431, 441) der selben Ladesektion entgegengesetzt ist.

24. Batterieladegerät nach Anspruch 23, wobei die elektronische Einwegeinrichtung (411, 421, 431, 441) eine Diode umfaßt.

25. Batterieladegerät nach Anspruch 11, wobei der Bypass-Schalter (413) eine 3-Terminal- Einrichtung einschließt, bei der die Impedanz über zwei der Terminals durch ein drittes Terminal steuerbar ist, wobei das dritte Terminal des Bypass-Schalters unabhängig steuerbar ist.

26. Batterieladegerät nach Anspruch 25, wobei die zwei Terminals der 3-Terminal- Einrichtung einer Ladesektion parallel über die serielle Verbindung der Batterieterminals verbunden sind und die elektronische Einwegeinrichtung (411, 421, 431, 441) der Ladesektion.

27. Batterieladegerät nach Anspruch 25, wobei die 3-Terminal-Einrichtung einen MOSFET einschließt, mit einer relativ hohen Schaltbandbreite wobei die Senken- und Quellenterminals des MOSFET parallel mit der Serienverbindung der Batterieterminals und der elektronischen Einwegeinrichtung (411, 421, 431, 441) der Ladesektion verbunden sind.

28. Batterieladegerät nach Anspruch 25, wobei die 3-Terminal-Einrichtung eine Einrichtung ist, die eine relativ hohe Schaltbandbreite hat.

29. Batterieladegerät nach Anspruch 11, wobei die elektronische Einwegeinrichtung (411, 421, 431, 441) eine Sperreinrichtung einschließt, mit einer bedeutend höheren Impedanz als diejenige des aktivierten Bypass-Schalters, wenn der Bypass-Schalter (413) angeschaltet ist.

30. Batterieladegerät nach Anspruch 11, wobei die elektronische Einwegeinrichtung (411, 421, 431, 441) und der Bypass-Schalter (413) durch den selben Steuerport eines Mikrokontrollers steuerbar ist.

31. Batterieladegerät nach Anspruch 11, wobei die elektronische Einwegeinrichtung (411, 421, 431, 441) eine Diode einschließt, ein MOSFET oder ähnliche Einrichtung, wobei der Betrieb des Bypass-Schalters nicht vollständig abhängig von den Ladebedienungen der - Batterie in der selben Ladesektion ist.

32. Batterieladegerät nach Anspruch 11, wobei die Batterie in der Ladesektion, in der der Bypass-Schalter (413) aktiviert ist, im wesentlichen elektrisch von der Ladesektion, den anderen Ladesektionen und den anderen Batterien durch die elektronische Einwegeinrichtung (411, 421, 431, 441) isoliert ist.