本發(fā)明涉及一種用于特別是機(jī)動(dòng)車的電池的電池單體。此外本發(fā)明涉及一種具有至少一個(gè)這種電池單體的電池以及具有這種電池的機(jī)動(dòng)車。此外本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測至少一個(gè)電池單體的方法。

背景技術(shù)：

鋰離子電池或者說鋰離子電池系統(tǒng)由于其高能量和功率密度已經(jīng)普遍用于移動(dòng)式能量存儲(chǔ)器的幾乎所有領(lǐng)域，其中可以是電動(dòng)自行車、電動(dòng)工具、混合動(dòng)力車輛、電動(dòng)車輛或甚至軌道應(yīng)用。同時(shí)鋰離子電池系統(tǒng)對(duì)于固定的電池存儲(chǔ)器系統(tǒng)也越來越重要。多個(gè)鋰離子電池或其電池化學(xué)系統(tǒng)的特征是荷電狀態(tài)-電壓-特征曲線平緩。然而在低于約10％和高于90％的荷電狀態(tài)(stateofchargesoc)的邊緣區(qū)域中，電池單體的電壓位置非?？斓馗淖?。隨著時(shí)間推移，電池單體在其電壓位置方面可能彼此不同。上述情況現(xiàn)在可能由于不同的影響、例如不同的自放電率、在運(yùn)行時(shí)不均勻的溫度、或在電池組中單個(gè)單體的提前老化或由于不同的批次(由不同的生產(chǎn)批次提供)而出現(xiàn)。

為了能提前判斷電池單體可能失效的風(fēng)險(xiǎn)，可以利用的是，由每個(gè)電池單體的持續(xù)運(yùn)行來檢測狀態(tài)數(shù)據(jù)并且為隨后的評(píng)估提供依據(jù)。對(duì)此特別是包含單體在運(yùn)行中出現(xiàn)的溫度，以及充電或放電電流的進(jìn)程和分別對(duì)應(yīng)的荷電狀態(tài)。由現(xiàn)有技術(shù)已知，數(shù)據(jù)記錄以相同的時(shí)間間隔存儲(chǔ)。在最簡單的情況下，上述情況可以通過時(shí)鐘發(fā)生器觸發(fā)，該時(shí)鐘發(fā)生器以時(shí)間不變的間隔分別通過產(chǎn)生相應(yīng)的觸發(fā)信號(hào)來觸發(fā)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)記錄。此外當(dāng)提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘(realtimeclock–rtc)時(shí)，數(shù)據(jù)記錄此外可以具有時(shí)間或日期印記。當(dāng)以短時(shí)間間隔進(jìn)行存儲(chǔ)時(shí)積累了非常大的數(shù)據(jù)量。然而如果擴(kuò)大在兩個(gè)存儲(chǔ)過程之間的時(shí)間間隔，則存在下述危險(xiǎn)，對(duì)于評(píng)判電池單體狀態(tài)來說不能檢測出重要的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此本發(fā)明的目的在于，提供一種電池單體、具有至少一個(gè)這種電池單體的電池、具有這種電池的機(jī)動(dòng)車以及用于監(jiān)測至少一個(gè)電池單體的方法，通過所述的電池單體、電池或機(jī)動(dòng)車或方法能更好地處理電池單體的狀態(tài)數(shù)據(jù)。

所述目的通過具有權(quán)利要求1的特征的電池單體、具有權(quán)利要求8的特征的電池、具有權(quán)利要求9的特征的機(jī)動(dòng)車以及具有權(quán)利要求10的特征的方法來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案是從屬權(quán)利要求的主題。

根據(jù)本發(fā)明的電池單體包括監(jiān)測裝置，所述監(jiān)測裝置包括：數(shù)據(jù)處理單元，用于根據(jù)觸發(fā)脈沖處理電池單體的狀態(tài)數(shù)據(jù)；和觸發(fā)單元。觸發(fā)單元與數(shù)據(jù)處理單元聯(lián)接并且用于產(chǎn)生觸發(fā)脈沖且將觸發(fā)脈沖提供給數(shù)據(jù)處理單元。其中觸發(fā)單元構(gòu)造為：評(píng)估測量信號(hào)以便根據(jù)測量信號(hào)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，所述測量信號(hào)與電池單體的電能相關(guān)。數(shù)據(jù)處理單元尤其可以是微型控制器或微型處理器。狀態(tài)數(shù)據(jù)可以由電池單體的相應(yīng)的傳感器來提供。從而，例如可以存儲(chǔ)電池單體的電壓、溫度、壓力、電池單體的阻抗或在空間中的位置或電池單體的加速度。在使用相應(yīng)適合的測量值接收器(傳感器)時(shí)，可以檢測電池單體或環(huán)境的任意的參數(shù)。在此還可以規(guī)定，數(shù)據(jù)處理單元通過附加的、優(yōu)選無線的通信連接獲得其它數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)并非直接在電池單體內(nèi)查明。

本發(fā)明基于下述知識(shí)，在下述情況下可以實(shí)現(xiàn)在所需存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量與相關(guān)情況的覆蓋之間的特別有利的比例：根據(jù)電池單體的電能執(zhí)行存儲(chǔ)過程。從而例如可以在下述情況下延長存儲(chǔ)間隔：沒有向電池單體輸送電能或獲取電能。同樣可以規(guī)定，在高荷電狀態(tài)——即在電池單體電壓接近與電池單體類型相關(guān)的充電結(jié)束電壓時(shí)——的范圍內(nèi)或在可能出現(xiàn)的深度放電時(shí)的低荷電狀態(tài)的范圍內(nèi)提供狀態(tài)數(shù)據(jù)的詳細(xì)記錄。

在一種有利的改進(jìn)方案中，觸發(fā)單元構(gòu)造為：在電池單體具有第一電能含量的第一時(shí)刻產(chǎn)生觸發(fā)脈沖；并且在電池單體具有第二電能含量的第二時(shí)刻—產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，其中第一電能含量和第二電能含量相差一能預(yù)先規(guī)定的能量值。由此，在充電結(jié)束界限和放電結(jié)束界限之間的電池單體能量范圍的整個(gè)跨度規(guī)則地使用能量單位(ee)，例如瓦秒或千瓦小時(shí)。由此能無間隙地記錄完全的充電/放電循環(huán)。與電池單體的電能相關(guān)——其相應(yīng)于電池單體的荷電狀態(tài)，檢測和記錄關(guān)于電池單體的狀態(tài)信息。通過適合的能量測量，累計(jì)出、入電池單體的能量流。如果一個(gè)能量單位流入到電池單體中或從電池單體流出，則存儲(chǔ)電池單體的狀態(tài)信息、例如電壓、溫度、壓力、阻抗、在空間中位置、加速度等。上述情況例如在具有集成的存儲(chǔ)器和集成的傳感器的智能電池單體(smartcell)中可以通過形式為微型控制器或狀態(tài)機(jī)(zustandsautomaten)的集成的智能控制裝置來實(shí)現(xiàn)。如果智能電池單體可以向外與外部設(shè)備通信，則智能電池單體可以向外部設(shè)備請求時(shí)間信息并且利用數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)該時(shí)間信息。上述情況可以在車輛中特別是在充電時(shí)且在行駛運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)。如果還能由外部設(shè)備提供gps位置，則該gps位置還可以利用數(shù)據(jù)記錄來存儲(chǔ)。在基于能量單位存儲(chǔ)狀態(tài)數(shù)據(jù)的原理的基礎(chǔ)上，電池單體的相關(guān)的能量經(jīng)歷能以能量有效的方式來記錄。特別是由此能完全為電池單體的能量經(jīng)歷提供記錄。

為了進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)還可以規(guī)定，通過下述方式減小所需存儲(chǔ)的狀態(tài)數(shù)據(jù)的量：僅在變化時(shí)寫入，即在當(dāng)前值相對(duì)于最后存儲(chǔ)的值未改變的情況下不存儲(chǔ)參數(shù)的當(dāng)前值。特別是，當(dāng)所有要檢測的狀態(tài)數(shù)據(jù)自從最后的存儲(chǔ)過程已經(jīng)不再改變時(shí)，則不再存儲(chǔ)這些狀態(tài)數(shù)據(jù)，而僅能量單位值改變。上述情況尤其在充電時(shí)使得在與充電相關(guān)的高能量單位變化率下也僅形成少量的數(shù)據(jù)。在這種情況下，存儲(chǔ)記錄僅由(改變的)能量單位值形成。

在一種優(yōu)選的改進(jìn)方案中，測量信號(hào)與經(jīng)過電池單體的電流成比例或與電池單體的電功率成比例，其中觸發(fā)單元具有用于根據(jù)測量信號(hào)產(chǎn)生積分信號(hào)的器件，并且構(gòu)造為：在積分信號(hào)超過或低于能預(yù)先規(guī)定的閾值時(shí)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖并且積分信號(hào)復(fù)位至初始值。在下述情況下是特別有利的：測量信號(hào)表示經(jīng)過電池單體的電流，因?yàn)闇y量信號(hào)在這種情況下能特別簡單地利用已經(jīng)存在于電池單體中的技術(shù)器件來獲得。與電池單體的電功率的關(guān)系通過與電池單體的電壓相乘獲得。因此在涉及經(jīng)過電池單體的電流時(shí)，能預(yù)先規(guī)定的能量值被解釋為電荷值。如上所述，對(duì)于鋰離子電池在約10％和90％的荷電狀態(tài)之間的范圍內(nèi)得出了電池電壓的平緩走向。因?yàn)樵谶@個(gè)范圍內(nèi)，能量值和電荷值通過近似恒定的因數(shù)、即電池單體電壓彼此相關(guān)聯(lián)。因此本發(fā)明能不受限制地使用測量值提供的兩種變型例。

對(duì)于測量信號(hào)的積分，該測量信號(hào)轉(zhuǎn)換為積分信號(hào)，該積分信號(hào)根據(jù)所提供的測量信號(hào)的類型代表電荷或電能量。在此尤其重要的是，測量信號(hào)在下述情況下無漂移、即采用值0：基于其的物理參量、即電功率或電流也采用值0。因此，借助于檢查積分信號(hào)超過或低于能預(yù)先規(guī)定的閾值，可以查明下述時(shí)刻，在該時(shí)刻相對(duì)于最后產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖的時(shí)刻已經(jīng)轉(zhuǎn)換了能預(yù)先規(guī)定的能量或電荷量。以這種方式能產(chǎn)生觸發(fā)脈沖序列，其將傳送的能量或電荷劃分成分別相同的能量單位或電荷單位。由此，電池單體的任意的充電/放電循環(huán)利用能預(yù)先規(guī)定的觸發(fā)完全記錄，該觸發(fā)與能量單位或電荷單位相關(guān)。與預(yù)先規(guī)定的觸發(fā)和測量信號(hào)的高度相關(guān)地，在此可以實(shí)現(xiàn)秒至小時(shí)或天的時(shí)間片斷之間的、在兩個(gè)觸發(fā)脈沖之間的間距。在此還可以規(guī)定，為在兩個(gè)連續(xù)的觸發(fā)脈沖之間的時(shí)間間隔設(shè)置上限，其中在達(dá)到該上限時(shí)處理狀態(tài)數(shù)據(jù)并且存儲(chǔ)，而積分信號(hào)不必達(dá)到能預(yù)先規(guī)定的閾值。

在另一種優(yōu)選實(shí)施方式中，觸發(fā)單元具有第一電容作為用于產(chǎn)生積分信號(hào)的器件，所述第一電容與數(shù)據(jù)處理單元的第一模擬輸入端以及與第一比較單元電連接，其中積分信號(hào)能通過在第一電容上的第一電壓來提供，并且比較單元構(gòu)造為：在第一電容上的第一電壓超過能預(yù)先規(guī)定的第一閾值時(shí)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。由此得出了本發(fā)明的特別簡單且節(jié)省能量的設(shè)計(jì)方案。測量信號(hào)的提供在此適宜地通過電流實(shí)現(xiàn)。被設(shè)置用于產(chǎn)生觸發(fā)脈沖的組件消耗較少的能量，并且使數(shù)據(jù)處理單元利用觸發(fā)脈沖分別僅短暫地——即該數(shù)據(jù)處理單元處理狀態(tài)數(shù)據(jù)所需的以及使電容又復(fù)位至初始值——運(yùn)行。

在一種有利的改進(jìn)方案中，第一電容通過第一電阻與數(shù)據(jù)處理單元的第一雙向接口電連接。在此術(shù)語“電阻”理解成電阻元件、即無源構(gòu)件且不應(yīng)理解成電阻值。所述第一雙向接口構(gòu)造為：采用下述三個(gè)狀態(tài)之一：低電位/電平，與數(shù)據(jù)處理單元的基準(zhǔn)電位導(dǎo)電連接；高電位，與數(shù)據(jù)處理單元的供電電位導(dǎo)電連接，其中在供電電位和基準(zhǔn)電位之間存在數(shù)據(jù)處理單元的供電電壓，或不存在導(dǎo)電連接。由此，第一電容可以通過數(shù)據(jù)處理單元在超過或低于能預(yù)先規(guī)定的閾值之后又在短時(shí)間內(nèi)返回至初始值。在返回至初始值之后，第一雙向接口返回至高電阻狀態(tài)，從而第一電容不再被加載。優(yōu)選地，因此數(shù)據(jù)處理單元可以置于休眠狀態(tài)，其中其能耗被降低至最小。以這種方式，能耗能通過監(jiān)測裝置特別小地保持并且因此獲得了電池單體的較低的自放電。

在另一種有利的設(shè)計(jì)方案中，觸發(fā)單元具有第二電容，所述第二電容通過第二電阻與數(shù)據(jù)處理單元的第二雙向接口電連接并且與數(shù)據(jù)處理單元的第二模擬輸入端以及與第二比較單元電連接。其中基準(zhǔn)信號(hào)能通過在第二電容上的第二電壓提供。比較單元構(gòu)造為：在第二電壓超過能預(yù)先規(guī)定的第二閾值時(shí)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。觸發(fā)單元具有帶有能預(yù)先規(guī)定的恒定電流的公共電源，所述公共電源構(gòu)造為：為了補(bǔ)償?shù)谝浑娙莺偷诙娙莸淖苑烹婋娏?，分別輸入補(bǔ)償電流。其中還可以規(guī)定，電源能通過數(shù)據(jù)處理單元配置。優(yōu)選地，在此第二電容具有與第一電容相同的電容。此外可以規(guī)定，分別通過第三電阻和第四電阻來控制一能預(yù)先規(guī)定的恒定電流向第一電容和第二電容的分配。特別是可以規(guī)定，第三電阻的電阻值和第四電阻的電阻值大小相同，從而恒定電流均勻地分配到第一電容和第二電容上。這種布置允許了，補(bǔ)償?shù)谝浑娙莸淖苑烹婋娏鳌５诙娙菰诖俗鳛橛糜诳刂频幕鶞?zhǔn)電容，由電源提供的恒定電流剛好涵蓋第一電容的自放電電流。

在一種有利的改進(jìn)方案中，觸發(fā)單元構(gòu)造為：在第二電壓超過能預(yù)先規(guī)定的第二閾值時(shí)，使第二電壓返回至差分狀態(tài)，并且為此要引入到第二電容中的補(bǔ)償電荷量還被輸入到第一電容中。針對(duì)下述情況，由公共電源提供的恒定電流未精確地涵蓋第一電容和第二電容的自放電，即過多或過少地輸入電流，可以借助第二電容查明缺乏的或多余的電荷量，并且將其沿相同方向輸送給兩個(gè)電容、即第一電容和第二電容或者說由它們獲得，從而在這個(gè)補(bǔ)償過程之后，第二電容又處于其基準(zhǔn)狀態(tài)。由此還能在較長的時(shí)間段持久地準(zhǔn)確地測量經(jīng)由第一電容的能量單位或者說電荷單位。

本發(fā)明還包括具有至少一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的類型的電池單體的電池。根據(jù)本發(fā)明的電池包括多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的電池單體，所述電池單體可以串聯(lián)和/或并聯(lián)。在此還可以固定，測量信號(hào)代表電能，該電能與彼此連接的電池單體的整體相關(guān)。

根據(jù)本發(fā)明的機(jī)動(dòng)車包括至少一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的電池。機(jī)動(dòng)車?yán)缈梢栽O(shè)計(jì)成乘用車、特別是電動(dòng)車輛或混合動(dòng)力車輛。另外，機(jī)動(dòng)車還可以是電動(dòng)摩托車或電動(dòng)自行車。

另外，電池可以設(shè)置在固定的能量存儲(chǔ)器系統(tǒng)中。此外可以規(guī)定，曾經(jīng)在機(jī)動(dòng)車中使用的電池可以作為所謂的二次利用電池(second-life-batterie)繼續(xù)使用，其中電池用于不同類型的使用。特別是在二次利用時(shí)例如對(duì)電池單體的有效功率的要求可以小于在將電池單體應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車電池時(shí)。在此，在電池單體中存在的狀態(tài)數(shù)據(jù)可以由電池單體的過去的工作時(shí)間有利地用于選擇和測試。

在方法方面，為了監(jiān)測至少一個(gè)電池單體提出了下述步驟：根據(jù)觸發(fā)脈沖來處理電池單體的狀態(tài)數(shù)據(jù)；評(píng)估測量信號(hào)，所述測量信號(hào)與電池單體的電能相關(guān)；根據(jù)測量信號(hào)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖；和提供觸發(fā)脈沖。

針對(duì)根據(jù)本發(fā)明的電池單體描述的優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)選實(shí)施方式還適用于根據(jù)本發(fā)明的電池和根據(jù)本發(fā)明的機(jī)動(dòng)車。

同樣，針對(duì)根據(jù)本發(fā)明的裝置描述的優(yōu)點(diǎn)和特征以及實(shí)施方式同樣適用于相應(yīng)的方法，反之亦然。因此針對(duì)裝置特征可以設(shè)置相應(yīng)的方法特征，反之亦然。

前面在說明書中所述的特征和特征組合以及隨后在附圖說明中所述的和/或在附圖中單獨(dú)示出的特征和特征組合不僅能在分別給出的組合中、而且還在其它組合中或單獨(dú)使用，而沒有背離本發(fā)明的范圍。如下的實(shí)施方式不僅由本發(fā)明包括而且被視為公開：其在附圖中未清楚示出和闡述，然而通過分開的特征組合由所闡述的實(shí)施方式得出且能產(chǎn)生。

附圖說明

本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、特征和細(xì)節(jié)由權(quán)利要求、隨后對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的描述以及借助附圖得出。其中示出了：

圖1以簡化示意圖示出了電池單體的監(jiān)測裝置的優(yōu)選實(shí)施例，

圖2示出了在采用理想的自放電補(bǔ)償?shù)那闆r下根據(jù)圖1的監(jiān)測裝置的表征的信號(hào)的時(shí)間進(jìn)程的示意圖，

圖3示出了在采用不理想的自放電補(bǔ)償?shù)那闆r下根據(jù)圖1的監(jiān)測裝置的表征的信號(hào)的時(shí)間進(jìn)程的示意圖，和

圖4示出了在測量信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)彼此反向漂移時(shí)采用不均勻的自放電補(bǔ)償?shù)那闆r下根據(jù)圖1的監(jiān)測裝置的表征的信號(hào)的時(shí)間進(jìn)程的示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1示意性示出了監(jiān)測裝置10，如該監(jiān)測裝置可以安裝在電池單體中。監(jiān)測裝置10包括數(shù)據(jù)處理單元12，其與觸發(fā)單元14聯(lián)接。由在電池單體內(nèi)部或外部的傳感器將狀態(tài)數(shù)據(jù)13提供給數(shù)據(jù)處理單元12。觸發(fā)單元14將觸發(fā)脈沖15提供給數(shù)據(jù)處理單元12的入口p1。在此可以涉及入口p1，該入口能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理單元12的所謂的喚醒(wakeup)。測量信號(hào)——其優(yōu)選與流經(jīng)電池單體的電流成比例——作為電流信號(hào)17，在觸發(fā)單元14的分支點(diǎn)σ輸入。附加的數(shù)據(jù)可以由數(shù)據(jù)處理單元12從外部數(shù)據(jù)源查詢、例如實(shí)時(shí)時(shí)鐘信號(hào)19(realtimeclockrtc)或位置信號(hào)21，例如以gps信號(hào)的形式(全球定位系統(tǒng))。

觸發(fā)單元14具有對(duì)稱布置的部件。第一電容c1——在其上施加第一電壓u1——用作測量電容，第二電容c2——在其上施加第二電壓u2——用作基準(zhǔn)電容。兩個(gè)電容c1、c2分別連接到公共的基準(zhǔn)電位11。與第一電容c1并聯(lián)有第一并聯(lián)電阻rp1，該第一并聯(lián)電阻代表了第一電容c1的自放電。以相同的方式，與第二電容c2并聯(lián)有第二并聯(lián)電阻rp2，該第二并聯(lián)電阻代表了第二電容c2的自放電。為了補(bǔ)償通過第一并聯(lián)電阻rp1和第二并聯(lián)電阻rp2的自放電，設(shè)置恒流源18，該恒流源提供恒定電流i1。恒定電流i1通過第一二極管d1和第二二極管d2分配，其中兩個(gè)二極管d1和d2的正極與恒流源18聯(lián)接。第一電容c1的、未與基準(zhǔn)電位11連接的接頭——其在下面稱為第一電容c1的上接頭——通過第一電阻r1與數(shù)據(jù)處理單元12的第一雙向接口i/o1聯(lián)接。同樣地，第二電容c2的未與基準(zhǔn)電位11連接的接頭——其在下面稱為第二電容c2的上接頭——通過第二電阻r2與數(shù)據(jù)處理單元12的第二雙向接口i/o2聯(lián)接。另外，第一電容c1的上接頭與數(shù)據(jù)處理單元12的第一模擬輸入端adc1以及與第一比較單元22的入口電聯(lián)接。同樣，第二電容c2的上接頭與數(shù)據(jù)處理單元12的第二模擬輸入端adc2以及與第二比較單元26的入口連接。

第一二極管d1的負(fù)極與第一電容c1的上接頭通過第三電阻r3聯(lián)接。相同地，第二二極管d2的負(fù)極通過第四電阻r4與第二電容c2的上接頭聯(lián)接。第一比較單元22提供的信號(hào)23，該信號(hào)表示低于能預(yù)先規(guī)定的下閾值；以及信號(hào)25，該信號(hào)表示高于能預(yù)先規(guī)定的上閾值。同樣地，第二比較單元26提供：信號(hào)27，該信號(hào)表示低于能預(yù)先規(guī)定的下閾值；以及信號(hào)29，該信號(hào)表示高于能預(yù)先規(guī)定的上閾值。優(yōu)選地，在此兩個(gè)比較單元22和26可以相同地使用上、下閾值。此外，上閾值和下閾值關(guān)于第一電容c1和第二電容c2的開始狀態(tài)或者說基準(zhǔn)狀態(tài)對(duì)稱地布置，其優(yōu)選相當(dāng)于一半供電電壓v/2(＝1/2*供電電壓v)。信號(hào)23、25、27、29被提供給邏輯關(guān)聯(lián)單元/邏輯門單元24，該邏輯關(guān)聯(lián)單元執(zhí)行“或”關(guān)聯(lián)并且由此產(chǎn)生觸發(fā)脈沖15。

圖2示出了五個(gè)圖表的組合，它們在公共的時(shí)間軸上示出。示出了在第一電容c1(測量電容)上的第一電壓u1、也稱為測量電壓，以及在第二電容c2(基準(zhǔn)電容)上的第二電壓u2、也稱為基準(zhǔn)電壓。第一電壓u1和第二電壓u2可能表現(xiàn)為在位于0與供電電壓v值之間的范圍內(nèi)的值，該供電電壓為電路的工作電壓。此外示出了二進(jìn)制工作狀態(tài)信號(hào)op，該工作狀態(tài)信號(hào)表征了數(shù)據(jù)處理單元12的工作狀態(tài)。在低電位0時(shí)，數(shù)據(jù)處理單元12處于睡眠模式(sleepmode)，該睡眠模式的特征在于數(shù)據(jù)處理單元12的能耗特別低，在高電位1時(shí)，數(shù)據(jù)處理單元12處于工作模式(operationmode)。從睡眠模式轉(zhuǎn)換到工作模式借助在入口p1處提供的觸發(fā)脈沖15來實(shí)現(xiàn)。從工作模式返回到睡眠模式可以通過數(shù)據(jù)處理單元12本身、尤其通過執(zhí)行相應(yīng)的程序編碼來實(shí)現(xiàn)。

另外，與第一電容c1聯(lián)接的第一雙向接口i/o和與第二電容c2聯(lián)接的第二雙向接口i/o2的狀態(tài)分別在一圖表中示出。在此，可以存在三個(gè)狀態(tài)，即高電阻狀態(tài)z，其中第一電容c1或者第二電容c2保持未受影響；高電位1，其中建立了與供電電位的導(dǎo)電連接，由此為相應(yīng)的電容c1或c2充電。作為另一個(gè)狀態(tài)可以存在低電位0，其中建立了與基準(zhǔn)電位11的導(dǎo)電連接，上述情況導(dǎo)致了為相應(yīng)的電容c1或c2放電。尤其可以規(guī)定，高電位1在物理方面通過電壓表示，其等于供電電壓v。

在時(shí)間t0和t1之間的開始狀態(tài)中，第二電壓u2為恒定的v/2。同樣地，在此，第一電壓u1同樣為v/2。工作狀態(tài)信號(hào)op在這種狀態(tài)下具有低電位0。兩個(gè)雙向接口i/o1和i/o2處于高電阻狀態(tài)z。在時(shí)刻t1和時(shí)刻t2之間，此時(shí)通過正電流信號(hào)17將電流輸入到電容c1中。在時(shí)刻t2，第一電壓u1達(dá)到上閾值，該閾值在此為了簡化起見被設(shè)置為供電電壓v值。因此，在時(shí)刻t1和時(shí)刻t2之間流動(dòng)了確定的能量或電荷量，其在此用δee來標(biāo)注。因此在時(shí)刻t2，在數(shù)據(jù)處理單元12的第一入口p1處提供觸發(fā)脈沖15，由此工作狀態(tài)信號(hào)op從低電位0轉(zhuǎn)換為高電位1。數(shù)據(jù)處理單元12這時(shí)開始處理狀態(tài)數(shù)據(jù)并且使得第一電容c1又通過下述方式回到其初始狀態(tài)、即一半供電電壓v/2：雙向接口i/o1被設(shè)置到低電位0上。隨著第一電壓u1達(dá)到一半供電電壓v/2，第一雙向接口i/o1又轉(zhuǎn)換為高電阻狀態(tài)z，并且數(shù)據(jù)處理單元12又可以回到睡眠模式中。

示例性地，此時(shí)在時(shí)刻t3，沿相反方向的電流信號(hào)17的流動(dòng)開始。由此，在時(shí)刻t3和時(shí)刻t4之間剛好又獲取了之前存入的能量單位δee或電荷量。在第一電容c1上的第一電壓u1在時(shí)刻t4時(shí)達(dá)到了下閾值，該下閾值在此為了簡化起見被設(shè)置為0。如前面在t2和t3之間的時(shí)間段那樣，在第一入口p1處的觸發(fā)脈沖15啟動(dòng)數(shù)據(jù)處理單元12用以處理狀態(tài)數(shù)據(jù)。與時(shí)間段t2、t3中的過程的唯一差別在于，第一雙向接口i/o1現(xiàn)在切換為高電位1，其中與供電電壓v進(jìn)行連接。在第一電容c1上的第一電壓u1達(dá)到一半供電電壓v/2的值之后，在此又存在如在時(shí)間段t0、t1中的初始狀態(tài)。

圖3示出了同樣的組合圖表，其中現(xiàn)在還示出了兩個(gè)電容c1和c2的疊加的行程漂移(wegdriften)。從初始狀態(tài)開始——該初始狀態(tài)存在于時(shí)刻t10和時(shí)刻t11之間，在時(shí)刻t11時(shí)又開始輸入能量單位δee。在此時(shí)假設(shè)，在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)在兩個(gè)電容c1和c2、即測量電容和基準(zhǔn)電容中出現(xiàn)規(guī)則的電壓漂移。在時(shí)刻t12，在第一電容c1上的第一電壓達(dá)到了上閾值。邏輯關(guān)聯(lián)單元24便產(chǎn)生了觸發(fā)脈沖15，該觸發(fā)脈沖在第一入口p1處被提供給數(shù)據(jù)處理單元12。數(shù)據(jù)處理單元12現(xiàn)在通過第二模擬輸入端adc2確定，第二電容c2、即基準(zhǔn)電容不再處于一半供電電壓v/2。因此，不進(jìn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)。此時(shí)，在t12和t13之間的時(shí)間段內(nèi)，第二電容c2被放電至額定值、即一半供電電壓v/2。為此由第二電容c2獲取的第一電荷量利用q0來標(biāo)注。然后，相同的電荷量q0還在t13和t14之間的時(shí)間段內(nèi)由第一電容c1獲取。雙向接口i/o1和i/o2的所屬狀態(tài)相應(yīng)地在各個(gè)時(shí)間段內(nèi)是低電位0、此外高電阻狀態(tài)z。

同樣地，在另一進(jìn)程中，在時(shí)刻t20和t21之間存在初始狀態(tài)，其中在第一電容上的第一電壓和在第二電容上的第二電壓分別是一半供電電壓v/2給出。在此，現(xiàn)在沿反方向獲取電流。在此還假設(shè)，在時(shí)間段t21到t22中附加地產(chǎn)生了漂移電流的疊加，該漂移電流導(dǎo)致第一電容c1和第二電容c2的持續(xù)放電，其未由恒流源18涵蓋。在時(shí)刻t22，在第一電容c1上的第一電壓u1達(dá)到了下閾值，由此產(chǎn)生觸發(fā)脈沖15，該觸發(fā)脈沖在入口p1處被提供。另外，在此未存儲(chǔ)狀態(tài)數(shù)據(jù)，因?yàn)樵诘诙娙輈2上的第二電壓u2偏離于額定值、即一半供電電壓v/2。首先在時(shí)間段t22至t23中，使第二電容上的第二電壓u2返回至額定值、即一半供電電壓v/2。在此查明的第二電荷量q1與此相應(yīng)地又被輸送至第一電容c1。第一雙向接口i/o1的狀態(tài)在這種情況下在時(shí)刻t23和t24之間通過高電位1給出，第二雙向接口i/o2的狀態(tài)在時(shí)刻t22和t23之間通過高電位1給出。此外在兩個(gè)雙向接口i/o1和i/o2中在這個(gè)區(qū)段中分別存在高電阻狀態(tài)z。

在時(shí)刻t30和t31之間存在由電流消耗和漂移引起的另一個(gè)疊加過程，其中與之前的情況的不同之處在于，在此第二電容c2、即基準(zhǔn)電容的第二電壓u2超過第一閾值。而且在這種情況下，在時(shí)刻t31數(shù)據(jù)處理單元12沒有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，因?yàn)樵诘诙娙輈2上的電壓在此不是相當(dāng)于額定值、即一半供電電壓v/2。在時(shí)間段t31至t32中，在第二電容c2上的電壓u2又返回至額定值、即一半供電電壓v/2。在此獲取的第三電荷量q2另外還在時(shí)間段t32至t33中由第一電容c1獲取。

特別是，數(shù)據(jù)處理單元12保持激活的階段——例如可以在時(shí)刻t12和t14或時(shí)刻t31和t33之間——非常短，例如200納秒。在這一點(diǎn)上要注意，時(shí)間未按比例畫出。特別是，例如時(shí)間段t11至t12可以在非常長的時(shí)間段、特別是小時(shí)、天或甚至周上延伸。這一點(diǎn)例如在下述情況下如此：具有這種監(jiān)測裝置的電池單體所安裝的機(jī)動(dòng)車在較長的時(shí)間上停止。

圖4示出了長時(shí)間漂移的情況，其中兩個(gè)電容c1和c2具有不同程度的自放電。尤其是兩個(gè)電容c1、c2之一比所需更高的補(bǔ)償電流，且另一個(gè)電容獲得了比所需更低的補(bǔ)償電流。因此兩個(gè)電壓u1和u2偏離于額定值、即一半供電電壓v/2而彼此漂移開。在此，第一電壓u1在時(shí)刻t42達(dá)到上閾值，因此產(chǎn)生觸發(fā)脈沖15。數(shù)據(jù)處理單元12借助在第二電容c2上偏離的第二電壓u2識(shí)別出，不應(yīng)進(jìn)行存儲(chǔ)。這種不規(guī)則的自放電例如可能由于溫度影響或類似影響而產(chǎn)生。將補(bǔ)償電流不匹配地分配給兩個(gè)電容c1和c2現(xiàn)在以下述方式校正，由第二電容獲取的第四電荷量q3現(xiàn)在以相反的極性輸入到第一電容c1中。

所述實(shí)施例僅用于闡述本發(fā)明并且沒有對(duì)其構(gòu)成限制。特別是，之前闡述的電路技術(shù)布置可以任意修改，而沒有背離本發(fā)明的構(gòu)思。

如上所述，能量存儲(chǔ)器、特別是電池單體的狀態(tài)信息的監(jiān)控可以并非基于時(shí)間，而是基于能量單位，以非常節(jié)能的方式實(shí)現(xiàn)。