(57)【要約】  高い充電状態が、充電式電池のより少ないエージング及びより少ない消耗を提供する。さらに充電式電池の場合、硫酸層が、特に電解液に対する重力の作用によって発生する。これらの硫酸層は、充電式電池の容量を著しく低減させる。本発明は、充電式電池の充電状態及び健康状態を変更する方法及び装置を記す。この方法の場合、充電式マルチセル電池（１）の少なくとも１つのセル（Ｚ）が、独立した電流（ｉ）によって個々に通電される。この場合、この電流（ｉ）が、動作電流（ｉＡ）に重畳され、この電流（ｉ）が、このセル（Ｚ）を充電又は放電する目的でこの少なくとも１つのセル（Ｚ）に作用する。
2009525716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電式マルチセル電池（１）の充電状態及び健康状態（ＳＯＣ,ＳＯＨ）を変更する方法において、
独立した電流（ｉ）が、前記充電式マルチセル電池（１）の１つのセル（Ｚ）に通電され、この場合、この電流（ｉ）が、前記充電式電池の動作電流（ｉＡ）に重畳され、この電流（ｉ）が、このセル（Ｚ）の充電又は放電の目的でこの１つのセル（Ｚ）に作用することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記充電式マルチセル電池（１）のセル（Ｚ）が、それぞれ少なくとも１つのセル（Ｚ）から成る少なくとも２つのサブユニット（ＴＥ１，ＴＥ２）に分割され、電流（ｉ）が、少なくとも１つのサブユニット（ＴＥ１，ＴＥ２）内に含まれているセル（Ｚ）を充電又は放電する目的でこのサブユニット（ＴＥ１，ＴＥ２）に通電されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記充電式電池（１）は、直列又は並列に接続された多数の個々のサブ充電式電池から成る組み合わせ回路から構成され、前記充電式電池（１）の前記セル（Ｚ）は、前記充電式電池のそれぞれ少なくとも１つのセル（Ｚ）から成る少なくとも２つのサブユニット（ＴＥ１，ＴＥ２）に分割され、電流（ｉ）が、これらのサブユニット（ＴＥ１，ＴＥ２）内に含まれているセル（Ｚ）を充電又は放電する目的で少なくとも１つのサブユニット（ＴＥ１，ＴＥ２）に通電されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
多数のサブ充電式電池が、少なくとも１つのセル（Ｚ）から成る少なくとも２つのサブユニット（ＴＥ１，ＴＥ２）に分割され、電流（ｉ）が、これらのサブユニット（ＴＥ１，ＴＥ２）内に含まれているセル（Ｚ）を充電又は放電する目的で少なくとも１つのサブユニット（ＴＥ１，ＴＥ２）に通電されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記セル（Ｚ）のガッシングを引き起こす電流（ｉ）が、少なくとも１つのサブユニット（ＴＥ１，ＴＥ２）の少なくとも１つのセル（Ｚ）又は複数のセルに通電されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
電流（ｉ）が、全てのセル（Ｚ）又は全てのサブユニット（ＴＥ）に通電されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
異なる電流（ｉ）が、異なるセル（Ｚ）又はサブユニット（ＴＥ）に通電されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記異なる電流（ｉ）は、少なくとも一部異なる方向で入力されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
電流（ｉ）が、少なくとも２つのセル（Ｚ）又は少なくとも２つのサブユニット（ＴＥ）に通電されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記入力された電流（ｉ）は、直流，交流又は合成電流から成ることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記入力すべき電流（ｉ）を生成するためのエネルギーが、前記充電式電池（１）から取り出されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記入力すべき電流（ｉ）を生成するための前記エネルギーの少なくとも一部が、外部電源によって供給されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記入力すべき電流（ｉ）は、共振回路内で生成されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
電流（ｉ）を個々のセル（Ｚ）又はサブユニット（ＴＥ）内に入力することに加えて、バッテリーの状態の監視（ＳＯＣ，ＳＯＨ）及び／又はこれらのセル又はサブユニットのエネルギー管理が実施されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記充電式電池（１）は、電流（ｉ）をセル（Ｚ）又はサブユニット（ＴＥ）に通電する間に機械的に運動されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記充電式電池（１）の電解液が、電流（ｉ）をセル（Ｚ）又はサブユニット（ＴＥ）に通電する間に機械的又は電磁的にさらに循環されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
充電式マルチセル電池（１）の充電状態及び健康状態（ＳＯＣ,ＳＯＨ）を変更する方法を実施する装置において、
独立した電気端子（８）が、前記充電式マルチセル電池（１）の少なくとも１つのセル（Ｚ）に対して設けられていて、この電気端子（８）は、この充電式電池（１）から突出されていて、動作電流（ｉＡ）に重畳した独立した電流（ｉ）が、この電気端子（８）を通じてセル（Ｚ）に通電可能であり、この電流（ｉ）は、このセル（Ｚ）を充電又は放電する目的でこの少なくとも１つのセル（Ｚ）に作用することを特徴とする装置。
【請求項１８】
前記充電式マルチセル電池は、この充電式電池のそれぞれ少なくとも１つのセルから成る少なくとも２つのサブユニットに分割されていて、独立した電気端子が、これらのサブユニットのうちの少なくとも１つのサブユニットに対して設けられていて、この電気端子は、前記充電式電池から突出されていて、独立した電流が、この電気端子を通じて前記セルに通電可能であることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
多数の個々のサブ充電式電池が、直列又は並列に１つの充電式電池に接続されていて、この充電式電池は、この充電式電池のそれぞれ少なくとも１つのセルから成る少なくとも２つのサブユニットに分割され、独立した電気端子が、これらのサブユニットのうちの少なくとも１つのサブユニットに対して設けられていて、独立した電流が、この電気端子を通じて前記セルに通電可能であることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の装置。
【請求項２０】
多数のサブ充電式電池が、少なくとも１つのセルから成る少なくとも２つのサブユニットに分割され、独立した電気端子が、これらのサブユニットのうちの少なくとも１つのサブユニットに対して設けられていて、この電気端子は、前記充電式電池から突出されていて、独立した電流が、この電気端子を通じて前記セルに通電可能であることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
独立した電気端子が、各セル又は各サブユニットに対して設けられていて、この電気端子は、前記充電式電池から突出されていて、独立した電流が、この電気端子を通じて個々の各セル又は個々の各サブユニットに通電可能であることを特徴とする請求項１７〜２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
共振回路が設けられていて、通電されるべきセル又はサブユニットが、この共振回路に接続されていることを特徴とする請求項１７〜２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
入力される電流を生成する制御装置が設けられていて、この制御装置は、前記独立した電気端子に接続されていることを特徴とする請求項１７〜２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
前記制御装置は、前記充電式電池の両電極に接続されていることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記制御装置は、前記入力すべき電流を生成するためのエネルギーを前記充電式電池から取り出すことを特徴とする請求項２３又は２４に記載の装置。
【請求項２６】
外部電源用の端子が、前記制御装置に対して設けられていることを特徴とする請求項２３，２４又は２５に記載の装置。
【請求項２７】
監視装置及び／又はエネルギー管理装置が、設けられていることを特徴とする請求項１７〜２６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２８】
電流（ｉ）をセル（Ｚ）又はサブユニット（ＴＥ）に通電する間に前記充電式電池（１）を機械的に運動させる装置が、設けられていることを特徴とする請求項１７〜２７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２９】
電流（ｉ）をセル（Ｚ）又はサブユニット（ＴＥ）に通電する間に電解液を機械的又は電磁的に循環させる循環装置が、前記充電式電池又は１つのサブ充電式電池内に設けられていることを特徴とする請求項１７〜２８のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電式マルチセル電池の充電状態及び健康状態（ＳＯＣ−state of charge, ＳＯＨ−state of health）を変更する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
充電状態を改善すると、第一に充電式電池（蓄電池）のエネルギー容量が増える。しかし副次的効果として、充電状態が高い程又は充電状態が高く保持される程、充電式電池のエージングつまり消耗も抑えられる。すなわち知られているように、充電状態が低いと、回復するのが困難な硫酸化（サルフェーション；白色硫酸鉛化）を招く。この場合、充電式電池の硫酸化した領域がより激しく消耗する。充電式電池の健康状態が改善されると、一方では同様に副次的効果として、充電状態が改善され得る。しかし他方では、いわゆる硫酸層が消失すると、上述した健康状態が改善される。
【０００３】
希酸、例えば硫酸が、電解液として充電式電池で頻繁に使用される。例えば鉛酸蓄電池のような充電式電池の場合、特に水平方向に指向する電解液層つまり硫酸層が、特に電解液に対する重力の影響によって発生する。これらの電解液層つまり硫酸層は、基本的に常に発生し、新品のバッテリーが、生産の終了後に硫酸層を既に有している。電解液（例えば、ゲル又はＡＧＭ（吸着ガラスマット））を拘束するその他の技術による充電式電池及びバッテリー又はバッテリーセルの異なる機械構造的な構成のバッテリーも、より僅かにすぎないものの基本的に硫酸層から影響を受けている。
【０００４】
特に、バッテリーを後で完全に再充電することのない放電工程によって、硫酸層が、後の使用中にこのバッテリーの使用領域内で増大する。硫酸層が発生すると、第一に充電式電池の性能が著しく低下する。バッテリーのシングルセルの下方の領域内のより高い硫酸濃度及び上方の領域内のより低い硫酸濃度によって引き起こされた、充電式電池の性能のこの著しい低下は、第二にバッテリーの極板の不均一な消耗及びエージングを招く。バッテリー中の硫酸が成層化されているという状況から、腐食，脱落，硫酸化及びこれらに関連するバッテリーのより早いエージングのような重大な破損が生じる。
【０００５】
特に自動車（スターターバッテリー，電気系統のバッテリー）の使用領域内の鉛酸蓄電池のような充電式電池の場合、固定施設（無停電電源装置，ソーラー施設等）で使用するバッテリーの場合でも、いろいろな理由に起因して、特に増大する
−周期的な負荷，
−不十分な再充電，及び
−極板の固定した機械的な取り付け方法に起因して、
硫酸層が一段と発生する。このとき、不十分な充電電圧，短い充電時間又は（例えば、低い温度に起因した）イオンの僅かな移動度の結果として、生成された放電生成物（例えば、電解液としての希硫酸中の硫酸鉛）が完全に元に戻らない時の充電工程が、「不十分な再充電」と呼ばれる。しかし場合によっては、充電が電解液を現れる化学反応過程（特にガッシング）によって攪拌し、同時に硫酸層を除去するためには不十分である時の充電工程も、「不十分な再充電」と呼ばれる。硫酸の十分な攪拌のこの過程は、電解液が個々の気泡の上方の移動によって運動（攪拌）されるように、充電式電池のセル内に気泡を発生させることによって従来の方法で機能する。セルの上方領域内の気泡の濃度に起因して、電解液のより高くに位置する部分が第一に攪拌される。ガッシングが、より長い期間にわたって進行する時に初めて、セルの深くに位置している領域も攪拌される。
【０００６】
硫酸層を解消する公知の方法は、バッテリーの従来の充電又は電解液を運動（循環）させるためのその他に考案された方法に基づく。
【０００７】
従来の充電の公知の方法は、多少の差はある大きさのセル領域が、使用されるバッテリー技術のその都度のガッシング限界を超える電圧によって充電されることに基づく。このような方法は、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第103 54 055号明細書から知ることができる。この方法から発生する反応生成物（特に気泡）が流れを作り、これらの流れが、最終的に電解液の硫酸層を解消する。このような充電方法（直流充電方法，交流充電方法及び合成電流方法）は、従来の技術から成るいろいろな構成で周知である。特に自動車で使用される場合、固定施設の場合でも、しかしながら、（硫酸層の解消を含む）完全な充電が、所定の充電電圧限界のために不可能であるという問題が発生する。同様に、例えばリチウムイオン充電式電池で使用されるようなシングルセル充電方法が公知である。これらのシングルセル充電方法は、例えば過電圧（爆破の危険）を回避するために充電電圧を監視して制限するために使用される。
【０００８】
さらに、直列及び／又は並列に接続されたバッテリーに電流又は電圧を分配する回路、いわゆる「平衡装置」も、例えば米国特許第6 801 014号明細書から公知である。このような平衡装置は、充電電流又は充電電圧を全てのバッテリーに対して可能な限り均等に分配することによって充電電流を対称にするだけである。しかし、平衡装置の回路の場合、全てのセル又はバッテリーを平衡しようとするので、個々に規定したセル又は一組のバッテリーの個々のバッテリーを変化させることは望ましくない。
【０００９】
以下の方法が、電解液層を解消する流れを作るためのその他に考案された方法として公知である：
−補助電源の使用
充電式電池の一般的に進行する電極反応に加えて、例えば米国特許出願公開第20030148170号明細書又は特開昭62-139248公報中に記されているように、気泡を発生させることが、追加の電極（補助電極）を使用することによって可能である。追加の電極を充電式電池のシングルセル内に挿入しなければならないこと、この追加の電極を充電式電池内で起こる電気化学反応どうしの相互作用に対して不活性に付設しなければならないこと、つまりこれらの電気化学反応が（悪）影響を受けないように、この追加の電極を構成しなければならないことが、この方法の欠点である。
−ガスの吹き込み
ガス（特に周囲の空気）が、対応する開口部及びガス経路（管）を通じて引き込まれる。この場合、ガスの出口の場所が、ヨーロッパ特許出願公開第620 605号明細書中に記されているようにセルの下方領域内に位置する。したがって、全ての出口領域も覆われ得る、例えば特開昭57-208 065公報参照。十分な攪拌が、流入されたガスによって引き起こされる電解液の循環によって生じる点が、これらの全ての方法に共通している。したがって、これらの方法の欠点は、追加の機械的な経費が必要であり、さらなる誤差の原因が空気ポンプ（圧縮機）及び空気ホースを使用することによって発生する点にある。さらに、対応する排気口が必要である。吹き込まれるガスが、これらの排気口を通じて再び排出され得る。これらの排気口は、バッテリーの潜在的な漏洩箇所になる。排出する空気流は、特により高い温度の時にバッテリーから湿気をさらに取り去る。このことは、バッテリーの水の消費を増大させる。
−電解液ポンプの使用
電解液が、対応する管系統を使用してより高い硫酸密度を有する領域からポンプで汲みだされ（吸い出され）、セルのより低い硫酸密度を有する領域内に再び流入される、例えば米国特許出願公開第20040067410号明細書参照。この過程は、逆にも実施され得る。これらの過程の基礎になる共通の機能原理は、流入口及び流出口がある一定の局所位置で配置されていることに結び付けて、電解液を作為的に運動させることによって流れを作ることである。ここでも再び、追加の機械的な経費及び故障しやすい点が、この方法の欠点として挙げられる。
−内部の機械式攪拌要素の使用
バッテリーの内部で機械式攪拌要素を使用することも公知である。これらの機械式攪拌要素も、電解液を攪拌し、これによって電解液を循環させる、特開昭63-055852公報参照。この方法の欠点は、−攪拌要素を設置するための追加の機械的な経費に加えて−このような装置の故障のしやすさである。
−電解液を攪拌するためのその他の内部装置の使用
さらに、基本的な運動エネルギーを外部の運動（例えば、モバイル・アプリケーションである車両で使用する時の運動）から取り出して、流れを作る機械式装置が、バッテリー内に設けられ得る。しかし、モバイル・アプリケーション内のバッテリーの場合の自然な運動は、一般によく知られているようにむしろ僅かであるので、特別な流れを作るこのような内部の追加装置は、非常に僅かなアシストしか提供しない。
−電解液を攪拌するための外部の機械式装置の使用
電解液のより良好な攪拌は、基本的にはバッテリーを外部から運動させる（例えば、揺するか又は傾ける）装置によっても実施され得る。対応する装置を提供する経費を捻出可能にすることは、特にモバイル・アプリケーション（特に自動車）の分野で難しい。モバイル・アプリケーション内のバッテリーを使用する時の車両の自然な移動の結果としての攪拌も、電解液の運動のこのグループに属する。
【００１０】
以上により、従来の技術に応じた全ての方法の場合、機械的な経費が比較的高く、機械的機構に起因したさらなる故障のしやすさが発生するか、又は、方法の利益がこれに応じて少ないことが分かる。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許出願公開第103 54 055号明細書
【特許文献２】米国特許第6 801 014号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第20030148170号明細書
【特許文献４】特開昭62-139248公報
【特許文献５】ヨーロッパ特許出願公開第620 605号明細書
【特許文献６】特開昭57-208 065公報
【特許文献７】米国特許出願公開第20040067410号明細書
【特許文献８】特開昭63-055852公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、充電式電池の充電状態を変更すること、特に改良すること、つまり高く保持すること、及びさらに、発生する電解液層を元に戻すこと、つまりこのような硫酸層の発生を最初から低減すること、これに伴って、低い充電状態及び電解液層に関連する全ての既知の欠点を最小限にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題は、本発明により、独立した電流が、充電式マルチセル電池の少なくとも１つのセルに個々に通電され、この場合、この電流が、この充電式電池の動作電流に重畳され、この電流が、このセルの充電又は放電の目的でこの少なくとも１つのセルに作用することによって解決される。この課題は、本発明の装置の場合は、独立した１つの電気端子が、充電式マルチセル電池の少なくとも１つのセルに設けられていて、この電気端子は、この充電式電池から突出されていて、動作電流に重畳した電流が、この電気端子を通じて入力され得ることによって解決される。
【００１３】
個々のセルの充電状態、すなわち充電式電池の充電状態が、本発明を使用することによって適切に影響を受け、特に高められ得るか又は低められ得る。充電式電池の場合の電解液層を解消させる上述した公知の方法の欠点を我慢する必要なしに、充電式電池内の電解液層が、元に戻され得るか又は低減され得るか又は完全に阻止され得る。したがって、充電式電池の容量が、硫酸の層なしに復元され、低い充電状態及び硫酸層の結果としての二次的な破損の発生が回避され得る。したがって全体として、充電式電池の信頼性が高まり、製品の寿命サイクルが延長され得る。
【００１４】
これに応じて本発明の方法には、残りのセルと異なる充電状態が得られ、これによって充電式電池の充電状態が高まり、電解液層が、効率的にかつ充電式電池を作動させる電源との相互作用の発生なしに解消され得るように、１つ又は多数の所定のセルを変更するという従来の技術による方法に比べて著しい利点がある。バッテリーの使用領域内で（使用場所で使用中に）、十分な充電（攪拌のために十分に長い期間にわたるガッシング電圧より上の充電）が、全てのバッテリーに対してほとんど提供できないか又は提供するのが非常に困難である時に、このことは特に重要である。
【００１５】
この場合、入力すべき電流が、充電式電池の動作電流に簡単に重畳されることによって、本発明の方法が、しかもこの動作電流（負荷又は充電電流）に関係なく実施され得る。
【００１６】
特に好ましくは、充電式マルチセル電池のセルが、それぞれ少なくとも１つのセルから成る少なくとも２つのサブユニットに分割される。この場合、電流が、少なくとも１つのサブユニット内に含まれているセルを充電又は放電する目的でこのサブユニットに通電される。したがって、充電式電池のその都度の使用に対応する分割及び電流の通電が保証され得る。この場合、同じ原理が、直列又は並列に接続された多数の個々のサブ充電式電池から成る組み合わせ回路から構成される充電式電池にも使用することができる。
【００１７】
セルにガッシングを引き起こす電流が、少なくとも１つのセル又はサブユニットのセルに通電されることによって、充電式電池内の電解液層が、電解液の発生した循環によって解消される。
【００１８】
使用状況に応じて、電流を全てのセル又は全てのサブユニットに通電すること、異なる電流を異なるセル又はサブユニットに通電すること、異なる電流を少なくとも一部異なる方向に入力すること、及び／又は、電流をセル又はサブユニットに交互に通電することが好ましい。同様に使用状況に応じて、入力された電流は、直流，交流又は合成電流から構成され得る。
【００１９】
入力すべき１本の電流又は入力すべき複数本の電流を生成するためのエネルギーが、充電式電池から取り出されることによって、本発明の方法は、（少なくとも特定の期間に）外部電源が存在しない時でも使用され得る。このとき、このエネルギーを提供するために必要な電流は、この場合は動作電流である。この動作電流の代わりに又はこの動作電流に加えて、エネルギーが、外部電源によって供給されてもよい。
【００２０】
１つのセル又はサブユニット用の追加の電気端子の存在が、バッテリーの状態（ＳＯＣ，ＳＯＨ）の監視及び／又はこれらのセル又はサブユニットのエネルギー管理を実施するために簡単に利用され得る。
【００２１】
充電式電池が、電流をセル又はサブユニットに通電する間に機械的に運動されるか、又は、電解液が、機械的に循環されることによって、電解液層の消失が支援され得る。
【００２２】
以下に、本発明を図式的に例示した限定されない図１及び２に基づいて説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、充電式電池１を本発明にしたがって電気サブユニットＴＥ１，ＴＥ２に分配して示す。この場合、充電式電池つまりバッテリー１は、よく知られているようにバッテリーボックス２から構成される。このバッテリーボックス２は、隔壁４によって多数のセル、ここでは６つのセルＺ１〜Ｚ６に細分されている。極板セット３、例えば鉛の板が、各セルＺ１〜Ｚ６内に存在する。この場合、極板セット３が、セルコネクタ６によって互いに電気接続されている。この場合、バッテリーボックス２が、例えば希硫酸のような電解液７で充填されている。このバッテリーボックス２は、極板セット３の極板を包囲する。２つの電極５ａ及び５ｂが、電気端子としてバッテリーボックス２から突出されている。電流iA、すなわち負荷によって充電式電池から取り出されるか、又は、充電時に充電式電池１に給電される電流が、充電式電池１に通電する。バッテリー１のこのような構造はよく知られている。それ故に、このような構造を詳しく説明することは、ここでは省略する。
【００２４】
充電式電池１の存在するセルＺ１〜Ｚｎの全体が、電気サブユニットＴＥ１〜ＴＥｎに細分される。可能な電気的な細分の最大数が、充電式電池１のセルの数に一致する。したがって１つのサブユニットＴＥは、少なくとも１つのセルＺを有する。例えば、存在する６つのシングルセルＺ１〜Ｚ６に対応する12Ｖの標準バッテリーは、最大で６つの電気サブユニットＴＥ１〜ＴＥ６に分割され得る。図１にある例のように、分割の最小数は１である。この例の場合、バッテリー１は１回細分される。この場合、したがって２つのサブユニットＴＥ１，ＴＥ２が、３つずつのセルＺ１〜Ｚ３及びＺ４〜Ｚ６に構成される。
【００２５】
充電式電池１の分割された電気的な各サブユニットＴＥ１，ＴＥ２が、例えばこれらのサブユニットＴＥ１，ＴＥ２に接続しているセルコネクタ６に対して独立した電気端子８を備える。この電気端子８は、充電式電池１から引き出される。この電気端子８は、独立した電流ｉをそれぞれの電気サブユニットＴＥ１，ＴＥ２又は１つのサブユニットＴＥ１，ＴＥ２のそれぞれのセルＺに入力することを可能にする。この場合、この電流ｉは、動作電流ｉＡに重畳する。この場合、セルコネクタ６及び電極５ａ，５ｂのような充電式電池の一次接続要素の配置及び機能が変更される必要がない。その結果、この配置及び機能は当然に全く同じに実現可能である。
【００２６】
このため、電流ｉが、対応する電流源又は電圧源によって所定の個々の電気サブユニットＴＥ１，ＴＥ２に入力され得る。この場合、電流ｉは、直流，交流又は合成流でもよい。したがって、電流ｉが入力される所定のサブユニットＴＥ１及び／又はＴＥ２内で、電気化学反応が引き起こされる。これらの電気化学反応は、専らこの所定のサブユニットＴＥ１及び／又はＴＥ２内で進行する。そしてこれらの電気化学反応は、所定のサブユニットＴＥ１及び／又はＴＥ２の電流入力の時点に対して電流入力されなかった残りのサブユニットに大きく影響しないか又はこれらの残りのサブユニットを大きく変更しない。この場合、電流が、いろいろな方法で入力される、すなわち：
−１つの電気サブユニットＴＥ１又はＴＥ２だけが特定される。この電気サブユニットＴＥ１又はＴＥ２が、電流ｉで通電される、又は
−全ての電気サブユニットＴＥ１，ＴＥ２が特定され、電流ｉで通電される、又は
−所定の電気サブユニットＴＥ１，ＴＥ２が、個々の異なる電流ｉで通電される。電気サブユニットＴＥ１，ＴＥ２が異なって特定された場合、電流ｉの通電方向も基本的に互いに異なる。すなわち、例えば、一方のセルＺ１が充電され得る一方で、他方のセルＺ６が同時に放電される、又は
−特定の電気サブユニットＴＥ１，ＴＥ２が、電流ｉで交互に通電される、又は
−１つだけのサブユニットＴＥ１，ＴＥ２又は多数（全て）のサブユニットＴＥ１，ＴＥ２が、測定の目的のために利用される、すなわち１つだけのサブユニットＴＥ１，ＴＥ２又は多数（全て）のサブユニットＴＥ１，ＴＥ２が、一時的に又は持続して電流ｉで通電されない、又は
−電流ｉが、１つ又は多数の所定のセルＺ１〜Ｚ６によって（電流方向に関係なく）外部装置（負荷又は充電源）によって入力された動作電流に重畳し、この動作電流の作用が増幅又は抑制される。
【００２７】
したがって、充電式電池１のその他のセルに対する１つ又は多数の所定のセルＺ１〜Ｚ６に電流ｉを入力（充電又は放電）することによって、いろいろな充電状態を引き起こすこと、すなわちサブユニットＴＥ１，ＴＥ２又はシングルセルの単独の反応を、上述した方法は目的とする。したがって、シングルセル又は一群のセル（サブユニットＴＥ１，ＴＥ２）を充電式電池１の全体の電気化学状態に関係なく充電すること、過充電すること又は放電することも可能になる。
【００２８】
しかし、電気端子８は、（例えば、電圧を監視するために）サブユニットＴＥ１，ＴＥ２又はシングルセルＺ１〜Ｚ６の監視（モニタリング）だけを意図するためにも使用され得る。この監視の結果（例えば、充電状態の評価，充電状態の経時変化，充電又は放電の経時変化等）は、サブユニットＴＥ１，ＴＥ２又はシングルセルＺ１〜Ｚ６の単独の反応に直接関係している。さらに本発明は、充電電流及び放電電流並びに検出した電圧からの評価をエネルギー管理の形態で個々の所定のセル又はサブユニットのレベルで利用することも可能である（シングルセル管理）。
【００２９】
１つ又は多数の所定のセルのセル表面積の広い領域が、説明した方法によって（サブユニットＴＥ１，ＴＥ２内のバッテリーの分配に応じて）ガッシング電圧の範囲又はこのガッシング電圧の上にある電圧範囲内に移行する場合、このことから、これ（これらの）の所定のセルが、−残りのセルに比べて−少し強くガッシングされる。特にこの少し強いガッシングによって、したがって、硫酸を攪拌し、これによって硫酸層を解消するガッシング反応を起こすことが可能である。これによって達成可能な所定のセルの高い充電状態によって、放電生成物である硫酸鉛（ＰｂＳＯ４）のかなりの程度が、場合によっては極板に沿って存在する硫酸鉛層から同時に元に戻される。この本発明の方法は、このことに対して同様に十分に適する。
【００３０】
上述した方法は、多数のバッテリが（直列回路及び／又は並列回路に）接続されて使用される適用目的にも同様に使用できる。多くの場合、施設の全ての電圧を−特に持続して−或る特定の限界の上で印加することは許されない。しかし確かに、（１つ）個々の所定のセル又は（１つ）個々のバッテリー（このとき、これらのバッテリーの全てのセルが、所定のセルである）をより高い電圧で（交互に及び／又は持続して）作動させることは可能である。
【００３１】
この場合、個々の所定のセルの状態（電圧レベル，ＳＯＣ）に関する情報を知ること、又は、−その都度の充電式電池の基本的な挙動を知って−（１つ）個々のセルの通電を制御する実行プログラムを作成すること及びこの実行プログラムによってバッテリーを制御することが有益である。
【００３２】
上述した方法を実施する装置が、例えば図２中に示されている。ここで示された装置は、バッテリー１を有する。このバッテリー１は、独立した２つの電気端子８によってそれぞれ少なくとも１つのセルから成る３つのサブユニットＴＥ１，ＴＥ２，ＴＥ３に細分されている。さらに、制御装置１０が設けられている。この制御装置１０は、電気端子８に接続されていて、電極端子１１を介してバッテリー１の両電極５ａ，５ｂにも接続されている。したがって制御装置１０は、対応する電気回路によって電流ｉを各サブユニットＴＥ１，ＴＥ２，ＴＥ３に別々に又は（一部を）組み合わせて通電できる。このため、対応する電流源又は電圧源が、制御装置１０内に設けられている。この電流ｉは、外部の配電網に接続されている電源（例えば、230Ｖ電源）及び車両側の電気系統に接続されている電源９（例えば、自動車の灯光機）を使用して又は車内の充電式電池１自体によって生成され得る。
【００３３】
外部電源又は車両側の電気系統に接続されている電源が存在する場合、この電源（電流源及び電圧源）は、好ましくは本発明の方法を実施するために電流ｉを所定のセル又はサブユニットＴＥ１，ＴＥ２，ＴＥ３に通電して、充電状態及び健康状態を改善するために使用できる。
【００３４】
しかし本発明の方法は、外部の配電網に依存する電源又は車両側の電気系統に接続されている電源がなくても一時的に又は持続して実施され得る。この場合、モバイル・アプリケーションでの使用が特に重要である。このことは、特に自動車又はその他の車両用のスターターバッテリー及び電気系統のバッテリーの範囲内の充電式電池の全ての使用分野に    対して該当し、しかし−車両の配電網の構成に起因した、又は、（定格状態で）使用されるバッテリーの異なるエージングに起因した−非対称な負荷が発生する用途でも該当する。
【００３５】
外部電源のない電気系統で（１つ）個々のセルに作用する電流を本発明にしたがって通電可能にするため、昇圧又降圧する回路が、内部又は外部の交流電圧中間回路を伴う又は伴わない例えば直流電圧変換回路のような適切な電圧変換回路を用いて存在する電圧（配電網の電圧，電気自動車の動作電圧等）から複数の等しい電流ｉを作り出す。これらの電流ｉは、所定のセルＺ又はサブユニットＴＥに通電するために必要である。
【００３６】
同様に、外部電源によって又は外部電源によらないで（１つ）個々のセルに作用する電流を本発明にしたがって通電するため、共振回路を使用することが可能である。所定のセルＺ又はサブユニットＴＥが、これらの共振回路に接続されている。例えば干渉効果（強まること，弱まること）が、所定のセルＺ又はサブユニットＴＥ内で発生するようにも、このような共振回路は機能する。その結果、これらの干渉効果は、通電されたこれらの機能ユニット内に、（主要な充電又は放電に加えて）例えば、望まない電気化学反応の回避つまり望ましい電気化学反応（析出反応又は消失反応，充電式電池の化学物質の相互作用）又は熱反応（加熱）の誘導の実現ような副次的な効果も引き起こす。
【００３７】
自動車用の12Ｖ標準バッテリーが、本発明を実施する具体例として挙げられる。降圧回路が、例えばＣＤ／ＤＣコンバーターによって実現され得る。このＤＣ／ＤＣコンバーターは、入力電圧側で車両の電気系統の電源から給電される。このＤＣ／Ｄｃコンバーターは、１つ又は多数の所定のセル又はサブユニットの操作に必要な電流及び電圧を出力側で提供する。逆の工程、すなわち１つ又は多数の所定のセル又はサブユニットからエネルギーを取り出し（放電）、このエネルギーを車両の配電網に供給することも可能である。
【００３８】
ガッシングが、バッテリー１の１つ又は多数の所定のセル内で発生するように、電圧及び電流ｉが、この又はこれらの所定のセルに供給される技術的な可能性が提供される点が、外部電源９によるか又はよらないかに関係なくこの方法の特別な利点として挙げることができる。このガッシングは、電解液７の硫酸層を持続して消失させるために利用され得る。したがって、電解液７の硫酸層に基づく全ての悪い効果が、先天的に阻止され得る。このとき、個々のセル又は多数のセルの場合によっては起こりうる電圧上昇を含む無負荷電圧が、車両の配電網の電圧（制御電圧）によって上昇する時だけ、車両つまり車両の配電網との相互作用が発生する。この電圧の上昇は、例えばバッテリーの過放電時及び／又は未充電モード（配電網の発電機が、全ての負荷の全エネルギー消費を確保できない）での車両の運転時に又は発電システムの故障時にも起こりうる。しかしながら、これらの状況のうちの１つの状況での唯一の結果として、−１つ又は多数の個々の所定のセルの充電工程を実施する時に−バッテリーから完全に取り出される（放電電流）全ての放電電流を補償した後に初めて、電流が、制御装置１０によって所定のセル又はサブユニットの充電方向に通電され得る状態だけが生じる。この場合にも、配電網の悪影響は起こらない。制御装置１０の機能を特定の電圧限界の下で停止することが好ましい。この場合、このことは、本発明の方法又はこの方法を実施する装置を限定することを意味しない。
【００３９】
同様に、制御装置１０が、電流ｉを通電するために専ら充電式電池１のエネルギーから給電される時も、本発明の方法又はこの方法を実施する装置は限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明にしたがって複数のセルに細分した充電式電池を２つのサブユニットにグループ分けして示す。
【図２】バッテリーの充電状態を改善する本発明の装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  バッテリー
２  バッテリーボックス
３  極板セット
４  セル隔壁
５ａ，５ｂ  電極
６  セルコネクタ
７  電解液
８  電気端子
９  電源
１０  制御装置
１１  電極端子
Ｚ１〜Ｚ６  セル
ＴＥ１〜ＴＥ３  電気サブユニット
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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