Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR ELECTRICALLY CONTROLLING AN ELECTROCHROMIC FUNCTIONAL ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/232611
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a method for controlling an electrochromic functional element (2) and a glazing unit (100) having an electrochromic functional element (2), wherein: A) a first control voltage (U_HT) is applied to the electrochromic functional element (2) by a control unit (11) at least until a first open circuit voltage (OCV_HT) is reached; B) the first control voltage (U_HT) is switched off by way of the electric circuit being opened and a voltage change rate (dOCV/dt) of the open circuit voltage (OCV) is measured; C) depending on the voltage change rate (dOCV/dt), an operating range for higher temperatures (HT) or an operating range for lower temperatures (RT) is assigned by the control unit (11); D) a control voltage (U_HT, U_RT) assigned to the relevant operating range (HT/RT) is applied to the electrochromic functional element (2), at least until an open circuit voltage (OCV_HT, OCV_RT) assigned to the relevant operating range (HT/RT) is reached, wherein the first control voltage (U_HT) for the operating range for higher temperatures (HT) has a smaller absolute value than a second control voltage (U_RT) for the operating range for lower temperatures (RT).

Inventors:
JACQUES FLORENCE (DE)
WANG YUHAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/063993
Publication Date:
December 07, 2023
Filing Date:
May 25, 2023
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SAINT GOBAIN (FR)
International Classes:
G02F1/163; G02F1/15
Domestic Patent References:
WO2020056326A12020-03-19
Foreign References:
EP1517293A12005-03-23
US20210078300A12021-03-18
US20210078300A12021-03-18
EP1517293A12005-03-23
Attorney, Agent or Firm:
OBERMAIR, Christian Egbert (DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche Verfahren zur Steuerung eines elektrochromen Funktionselements (2) oder einer Verglasungseinheit (100) mit elektrochromen Funktionselement (2), wobei

A) eine erste Steuerspannung (U_HT) durch eine Steuereinheit (11) an das elektrochrome Funktionselement (2) zumindest bis zum Erreichen einer ersten offenen Klemmenspannung (OCV_HT) angelegt wird;

B) die erste Steuerspannung (U_HT) durch Öffnen des Stromkreises abgeschaltet und eine Spannungsänderungsgeschwindigkeit dOCV/dt der offenen Klemmenspannung OCV gemessen wird;

C) in Abhängigkeit der Spannungsänderungsgeschwindigkeit dOCV/dt, durch die Steuereinheit (11), ein Betriebsbereich für höhere Temperaturen (HT) oder ein Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen (RT) zugeordnet wird;

D) eine dem jeweiligen Betriebsbereich (HT/RT) zugeordnete Steuerspannung (U_HT, U_RT) an das elektrochrome Funktionselement (2) angelegt wird, zumindest bis eine dem jeweiligen Betriebsbereich (HT/RT) zugeordnete offene Klemmenspannung (OCV_HT, OCV_RT) erreicht wird, wobei die erste Steuerspannung (U_HT) für den Betriebsbereich für höhere Temperaturen (HT) betragsmäßig kleiner ist als eine zweite Steuerspannung (U_RT) für den Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen (RT). Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die erste offene Klemmenspannung (OCV_HT) für den Betriebsbereich für höhere Temperaturen (HT) betragsmäßig kleiner ist als eine zweite offene Klemmenspannung (OCV_RT) für den Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen (RT). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei in Schritt B die Spannungsänderungsgeschwindigkeit dOCV/dt nach einer Zeitdauer t1 nach Öffnen des Stromkreises von 1 s bis 60 s, bevorzugt von 5 s bis 40 s, gemessen wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei nach einer Zeitdauer t2 von 10 min bis 10 h, bevorzugt von 30 min bis 120 min, nach Abschluss von Schritt D, Schritt D erneut durchgeführt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei nach einer Zeitdauer t3 von 10 min bis 10 h, bevorzugt von 30 min bis 120 min, nach Abschluss des Schritts D, die offene Klemmenspannung OCV gemessen wird und bei einer Abweichung von der vorgegebenen jeweiligen offenen Klemmenspannung (OCV_HT, OCV_RT), von bevorzugt 0,1 V bis 0,5 V, der Schritt D erneut durchgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei nach einer Zeitdauer t4 von 30 min bis 300 min, bevorzugt von 60 min bis 120 min, nach Abschluss des Schritts D, der Schritt A und die folgenden Schritte erneut durchgeführt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei vor Schritt A ein Betriebsmodus „transparent“ oder ein Betriebsmodus „dunkel“ ausgewählt wird und die jeweilige Steuerspannung (U_HT_trans, U_RT_trans, U_HT_dunkel, U_RT_dunkel) und die jeweilige offene Klemmenspannung (OCV_HT_trans, OCV_RT_trans, OCV_HT_dunkel, OCV_RT_dunkel) in Abhängigkeit des Betriebsmodus gewählt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei im Schritt C im Betriebsmodus „transparent" für Spannungsänderungsgeschwindigkeiten dOCV/dt von > V_trans der Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen (RT) und ansonsten der Betriebsbereich für höhere Temperaturen (HT) ausgewählt wird; und im Betriebsmodus „dunkel“ für Spannungsänderungsgeschwindigkeiten dOCV/dt von < V_dunkel der Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen (RT) und ansonsten der Betriebsbereich für höhere Temperaturen (HT) ausgewählt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, wobei im Schritt C im Betriebsmodus „transparent" für Spannungsänderungsgeschwindigkeiten |dOCV/dt| > |V_trans| der Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen (RT) und ansonsten der Betriebsbereich für höhere Temperaturen (HT) ausgewählt wird; und im Betriebsmodus „dunkel“ für Spannungsänderungsgeschwindigkeiten |dOCV/dt| > |V_dunkel| der Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen (RT) und ansonsten der Betriebsbereich für höhere Temperaturen (HT) ausgewählt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei |V_trans| größer oder gleich 0.0001 V/s, bevorzugt von 0,0001 V/s bis 0,005 V/s, und/oder |V_dunkel| größer oder gleich 0.0001 V/s, bevorzugt von 0,0001 V/s bis 0,002 V/s, beträgt und insbesondere |V_trans| gleich |V_dunkel| beträgt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Betriebsbereich für höhere Temperaturen (HT) derart gewählt wird, dass er Temperaturen T größer einer Grenztemperatur TG entspricht, und der Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen (RT) Temperaturen T kleiner oder gleich der Grenztemperatur TG entspricht und bevorzugt die Grenztemperatur TG aus dem Bereich von 40°C bis 70°C, bevorzugt von 55°C bis 65°C, ausgewählt wird.

12. Verglasungseinheit (100) mit elektrochromen Funktionselement (2), umfassend

• eine Verbundscheibe (1), umfassend o eine Außenscheibe (1a) und eine Innenscheibe (1 b), die über mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht (3, 3a, 3b) miteinander verbunden sind, und o ein elektrochromes Funktionselement (2), welches zwischen der Außenscheibe (1a) und der Innenscheibe (1 b) angeordnet ist, wobei o das elektrochrome Funktionselement (2) eine aktive Schicht (9) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften zwischen einer ersten Flächenelektrode (10a) und einer zweiten Flächenelektrode (10b) aufweist, und

• eine Steuereinheit (11) zur elektrischen Steuerung der optischen Eigenschaften des elektrochromen Funktionselements (2), wobei die Steuereinheit (11) dazu vorgesehen ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen.

13. Verglasungseinheit nach Anspruch 12, wobei das elektrochrome Funktionselement (2) ein Feststoff-basiertes elektrochromes Funktionselement ist.

14. Verglasungseinheit (100) nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei die Steuereinheit (11) zur Ermittlung einer Temperatur T des elektrochromen Funktionselements (2) und in Abhängigkeit der Temperatur T zur Bestimmung einer elektrischen Steuerspannung (II) vorgesehen ist, die zwischen den Flächenelektroden (10) angelegt wird.

15. Fahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, mit einer Verglasungseinheit (100) nach Anspruch 12 bis 14.

Description:
Verfahren zur elektrischen Steuerung eines elektrochromen Funktionselements

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines elektrochromen Funktionselements mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, bevorzugt eines elektrochromen Funktionselements in einer Verglasungseinheit, eine Verglasungseinheit sowie eine Verwendung der Verglasungseinheit.

Funktionselemente mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften werden in der industriellen Produktion von Verglasungseinheiten eingesetzt. Derartige Verglasungseinheiten sind häufig Verbundscheiben, in die ein Funktionselement eingebettet ist, wie es beispielsweise in der US 2021/0078300 A1 offenbart ist. Die Verbundscheiben bestehen aus mindestens einer Außenscheibe, einer Innenscheibe und einer klebefähigen Zwischenschicht, die die Außenscheibe mit der Innenscheibe flächig verbindet. Typische Zwischenschichten sind dabei Polyvinylbutyralfolien, die neben ihren Klebeeigenschaften eine hohe Zähigkeit und eine hohe akustische Dämpfung aufweisen. Die Zwischenschicht verhindert den Zerfall der Verbundglasscheibe bei einer Beschädigung. Die Verbundscheibe bekommt lediglich Sprünge, bleibt aber formstabil. Die Lichtdurchlässigkeit von elektrochromen Funktionselementen wird typischerweise elektrisch gesteuert, wie beispielsweise in der EP 1 517 293 A1 offenbart.

Elektrochrome Funktionselemente haben aufgrund ihrer potenziellen Anwendungen zur Verbesserung der Funktionalität von Häusern und Fahrzeugen großes Interesse gefunden. Basierend auf der Verwendung von Elektrolyten können elektrochrome Funktionselemente in verschiedene Typen eingeteilt werden, einschließlich Gel-, Flüssigkeits- und Feststoff- elektrochrome Funktionselemente. Bei der Montage von elektrochromen Funktionselementen mit Flüssig- oder Gelelektrolyten müssen die Arbeitselektrode und die Gegenelektrode durch einen Abstandshalter getrennt werden, wobei der Elektrolyt in einen Spalt zwischen ihnen eingefüllt wird. Der Hohlraum wird dann beispielsweise mit Epoxidharz verschlossen. Um ein Austreten der Elektrolyte aus den flüssigen oder gelbasierten elektrochromen Funktionselementen zu verhindern, sind komplizierte Dichtungs- und Kantenkonstruktionen erforderlich. Obwohl die Zugabe von polymeren Verdickungsmitteln (wie PVA, PMMA, PVDF- HFP usw.) zur Bildung von Gelelektrolyten Leckageprobleme minimieren kann, liegt die Gesamtmenge der Polymermatrix im Allgemeinen unter 20 Gew.-%, um die geeignete lonenleitfähigkeit aufrechtzuerhalten. Der Großteil der Elektrolytschicht enthält immer noch Flüssigkeit oder Gel, und die mechanische Robustheit bleibt ein Problem.

Elektrochrome Funktionselemente auf Feststoff-Basis (auch Festkörper-basierte elektrochrome Funktionselemente genannt) sind für viele Anwendungen wünschenswert, da sie zahlreiche Vorteile gegenüber Flüssig-/Gel-basierten elektrochromen Funktionselementen bieten, wie höherer Sicherheit, längerer Lebensdauer und der Möglichkeit der Walzen-zu- Rolle-Verarbeitung. Beispiele für elektrochrome Funktionselemente auf Feststoff-Basis sind beispielsweise aus der WO 2020056326 A1 bekannt.

Elektrochrome Funktionselemente sind als Mehrschichtfolien kommerziell erhältlich. Die zum Anlegen einer Spannung erforderlichen Flächenelektroden sind beispielsweise zwischen zwei PET-Trägerfolien angeordnet. Bei der Herstellung der Verglasungseinheit wird das Funktionselement in der gewünschten Größe und Form aus der Mehrschichtfolie herausgeschnitten und zwischen die zwei Folien aus klebefähiger Zwischenschicht eingelegt. Die Flächenelektroden werden über Flachleiter außerhalb der Verbundscheibe mit einer elektrischen Steuereinheit (ECU) elektrisch leitend verbunden. Die Steuereinheit ist dabei zum Anlegen einer elektrischen Steuerspannung zwischen den Flächenelektroden ausgebildet.

Feststoff-basierte elektrochrome Funktionselemente sind oftmals sehr temperaturempfindlich, insbesondere, wenn sie mit ihrer maximalen Betriebsspannung betrieben werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren bereitzustellen, bei dem elektrochrome und insbesondere Feststoff-basierte elektrochrome Funktionselemente sicher in ihrem gesamten Betriebstemperaturbereich verwendet und geschaltet werden können.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung eines elektrochromen Funktionselements oder einer Verglasungseinheit mit elektrochromen Funktionselement, wobei

A) eine erste Steuerspannung durch eine Steuereinheit an das elektrochrome Funktionselement, zumindest bis zum Erreichen einer ersten offenen Klemmenspannung, angelegt wird;

B) die erste Steuerspannung durch Öffnen des Stromkreises abgeschaltet und eine Spannungsänderungsgeschwindigkeit dOCV/dt der offenen Klemmenspannung OCV gemessen wird;

C) in Abhängigkeit der Spannungsänderungsgeschwindigkeit dOCV/dt, durch die Steuereinheit, ein Betriebsbereich für höhere Temperaturen oder ein Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen zugeordnet wird; und D) eine dem jeweiligen Betriebsbereich zugeordnete Steuerspannung an das elektrochrome Funktionselement angelegt wird, zumindest bis eine dem jeweiligen Betriebsbereich zugeordnete offene Klemmenspannung erreicht ist, wobei die erste Steuerspannung für den Betriebsbereich für höhere Temperaturen betragsmäßig kleiner ist als eine zweite Steuerspannung für den Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen.

In den Schritten A und D wird eine Steuerspannung durch die Steuereinheit an das elektrochrome Funktionselement (d.h. zwischen den Flächenelektroden des elektrochromen Funktionselements) angelegt. Dies erfolgt zumindest bis zum Erreichen einer in der Steuereinheit festgelegten offenen Klemmenspannung.

Zur Messung der offenen Klemmenspannung wird die jeweilige Steuerspannung durch Öffnen des Stromkreises abgeschaltet und die Spannung am elektrochromen Funktionselement (d.h. zwischen den Flächenelektroden des elektrochromen Funktionselements) gemessen. Ist die jeweilige gewünschte offene Klemmenspannung noch nicht erreicht, wird der Stromkreis wieder geschlossenen und die Steuerspannung erneut an das elektrochrome Funktionselement angelegt. Dieser Vorgang wird mit einer gewissen Periodendauer wiederholt, beispielsweise im Bereich von 1 s bis 60 s, bevorzugt von 5 s bis 20 s und insbesondere alle 5 s, bis die jeweilige gewünschte offene Klemmenspannung erreicht ist.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der folgenden Erkenntnis der Erfinder: Elektrochrome Funktionselemente schalten umso schneller von einem transparenten, klaren Betriebszustand in einen dunklen, intransparenten Betriebszustand oder umgekehrt, je höher die angelegte Steuerspannung ist. Gleichzeitig kann die Steuerspannung aber nicht beliebig erhöht werden, da dies zu einer Zerstörung einer aktiven Schicht des elektrochromen Funktionselements führt. Die aktive Schicht ist umso spannungsempfindlicher je höher ihre Temperatur ist.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird sichergestellt, dass in einem Betriebsbereich mit höherer Temperatur (höher einer Grenztemperatur TG) eine niedrigere Steuerspannung angelegt wird als in einem Betriebsbereich mit niedrigerer Temperatur (niedriger als die Grenztemperatur). Der Betriebsbereich wird anhand der Spannungsänderungsgeschwindigkeit der offenen Klemmenspannung von der Steuereinheit bestimmt, wobei die Spannungsänderungsgeschwindigkeit eine indirekte Messmethode zur Messung der Temperatur des elektrochromen Funktionselements ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat somit den Vorteil, dass auf einen Temperatursensor verzichtet werden kann und daher der Aufwand und die Kosten bei der Herstellung der Verglasungseinheit reduziert werden. Gleichzeitig kann der Schaltungsaufwand sehr niedrig gehalten werden. In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die erste offene Klemmenspannung für den Betriebsbereich für höhere Temperaturen betragsmäßig kleiner, als eine zweite offene Klemmenspannung für den Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Schritt B die Spannungsänderungsgeschwindigkeit dOCV/dt nach einer Zeitdauer t1 nach Öffnen des Stromkreises von 1 s bis 120 s, bevorzugt 1 s bis 60 s, besonders bevorzugt von 5 s bis 40 s, gemessen. Dies stellt sicher, dass die Spannungsänderungsgeschwindigkeit dOCV/dt in einem elektronisch gut erfassbaren und reproduzierbaren Wertebereich gemessen werden kann.

In einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach einer Zeitdauer t2 von 10 min bis 10 h, bevorzugt von 30 min bis 120 min, nach Abschluss von Schritt D, Schritt D erneut durchgeführt wird. Erfindungsgemäße elektrochrome Funktionselemente und insbesondere Feststoff-basierte elektrochrome Funktionselemente haben eine lange Standdauer, in denen sie ihren Betriebszustand (dunkel/transparent) aufrechterhalten, ohne dass sie erneut durch eine externe Steuerspannung „nachgeladen“ werden müssen. Dennoch kann sich die offene Klemmenspannung und damit der Ladezustand des elektrochromen Funktionselements mit der Zeit ändern. Zur Absicherung der Funktion ist eine regelmäßige Überprüfung und Nachladung nach einer Zeitdauer t2 vorteilhaft.

In einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach einer Zeitdauer t3 von 10 min bis 10 h, bevorzugt von 30 min bis 120 min, nach Ende des Schritts D, die offene Klemmenspannung gemessen und bei einer Abweichung von der vorgegebenen jeweiligen offenen Klemmenspannung von bevorzugt 0,1 V bis 0,5 V, der Schritt D erneut durchgeführt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nach einer Zeitdauer t4 von 30 min bis 300 min, bevorzugt von 60 min bis 120 min, nach Ende des Schritts D, der Schritt A und die folgenden Schritte erneut durchgeführt. Dies hat den Vorteil, dass Temperaturveränderungen des elektrochromen Funktionselements regelmäßig überprüft werden und der Betriebsbereich (für höhere Temperaturen/für niedrigere Temperaturen) angepasst wird, was die elektrochrome Funktionsschicht vor Beschädigung schützt und ihre Lebensdauer erhöht. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vor dem Schritt A ein Betriebsmodus „transparent“ oder ein Betriebsmodus „dunkel“ ausgewählt und die jeweiligen Steuerspannungen für die verschiedenen Betriebsbereiche sowie die jeweiligen offenen Klemmenspannungen in Abhängigkeit des Betriebsmodus gewählt. Die Auswahl des Betriebsmodus erfolgt üblicherweise durch einen menschlichen Bediener, der das elektrochrome Funktionselement einschaltet und dabei den Betriebsmodus „transparent“ oder „dunkel“ wählt. Prinzipiell kann dies auch durch eine an die Steuereinheit angekoppelte oder in ihr integrierte Automatik ausgelöst werden, beispielsweise durch einen Lichtsensor, der die Sonneneinstrahlung misst. Es versteht sich, dass neben einem maximal transparenten und einem maximal dunklen Zustand auch Zwischenzustände ausgewählt werden können.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Schritt C im Betriebsmodus „transparent" für Spannungsänderungsgeschwindigkeiten dOCV/dt von > V_trans der Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen (RT) und ansonsten der Betriebsbereich für höhere Temperaturen (HT) ausgewählt wird; und im Betriebsmodus „dunkel“ für Spannungsänderungsgeschwindigkeiten dOCV/dt von < V_dunkel der Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen (RT) und ansonsten der Betriebsbereich für höhere Temperaturen (HT) ausgewählt wird.

In einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Schritt C im Betriebsmodus „transparent" für Spannungsänderungsgeschwindigkeiten |dOCV/dt|

> |V_trans| der Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen (RT) und ansonsten der Betriebsbereich für höhere Temperaturen (HT) ausgewählt; und im Betriebsmodus „dunkel“ für Spannungsänderungsgeschwindigkeiten |dOCV/dt| > |V_dunkel| der Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen (RT) und ansonsten der Betriebsbereich für höhere Temperaturen (HT) ausgewählt.

|X| bedeutet hier der Betrag (Absolutwert) der jeweiligen Spannungsänderungsgeschwindigkeit.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt |V_trans| größer oder gleich 0.0001 V/s, bevorzugt von 0,0001 V/s bis 0,005 V/s, und/oder |V_dunkel| größer oder gleich 0.0001 V/s, bevorzugt von 0,0001 V/s bis 0,002 V/s. Insbesondere beträgt |V_trans| gleich |V_dunkel|. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Betriebsbereich für höhere Temperaturen und der Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen durch die Steuereinheit durch Vergleich der Spannungsänderungsgeschwindigkeit dOCV/dt mit einer Kalibrierungskurve ermittelt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Betriebsbereich für höhere Temperaturen derart gewählt, dass er Temperaturen T größer einer Grenztemperatur TG entspricht und der Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen T kleiner oder gleich der Grenztemperatur TG entspricht. Bevorzugt wird die Grenztemperatur TG aus dem Bereich von 40°C bis 70°C, bevorzugt von 55°C bis 65°C, ausgewählt.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in der Steuereinheit implementiert sein.

Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Verbundscheibe mit elektrochromen Funktionselement, mindestens umfassend: eine Außenscheibe und eine Innenscheibe, die über eine thermoplastische Zwischenschicht (auch Klebeschicht genannt) miteinander verbunden sind, ein elektrochromes Funktionselement, welches zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet ist und wobei das elektrochrome Funktionselement eine aktive Schicht mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften zwischen einer ersten Flächenelektrode und einer zweiten Flächenelektrode aufweist.

Die Erfindung umfasst außerdem eine Verglasungseinheit.

Die Verbundscheibe, die Verglasungseinheit und das Verfahren werden gemeinsam vorgestellt, wobei sich Erläuterungen und bevorzugte Ausgestaltungen gleichermaßen auf Verglasungseinheit und Verfahren beziehen. Sind bevorzugte Merkmale im Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben, so ergibt sich daraus, dass auch die Verglasungseinheit bevorzugt entsprechend ausgelegt und geeignet ist. Sind umgekehrt bevorzugte Merkmale im Zusammenhang mit der Verglasungseinheit beschrieben, so ergibt sich daraus, dass auch das Verfahren bevorzugt entsprechend durchgeführt wird.

Die erfindungsgemäße Verglasungseinheit mit elektrochromen Funktionselement umfasst die erfindungsgemäße Verbundscheibe und eine Steuereinheit zur elektrischen Steuerung der optischen Eigenschaften des elektrochromen Funktionselements, wobei die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Die Verglasungseinheit umfasst bevorzugt die Verbundscheibe aus mindestens einer Außenscheibe und einer Innenscheibe, die über mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind. Das elektrochrome Funktionselement ist typischerweise in der thermoplastischen Zwischenschicht eingelagert. Die Verglasungseinheit ist dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung oder Dachöffnung beispielsweise eines Fahrzeugs, eines Gebäudes oder eines Raums, den Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen. Mit Innenscheibe wird im Sinne der Erfindung, die dem Innenraum zugewandte Scheibe bezeichnet. Mit Außenscheibe wird, die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe bezeichnet. Die thermoplastische Zwischenschicht dient der Verbindung der beiden Scheiben.

Die thermoplastische Zwischenschicht enthält zumindest ein thermoplastisches Polymer, bevorzugt Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylbutyral (PVB) oder Polyurethan (PU) oder Gemische oder Copolymere oder Derivate davon, besonders bevorzugt PVB. Die Zwischenschicht ist typischerweise aus einer thermoplastischen Folie ausgebildet. Die Dicke der Zwischenschicht beträgt bevorzugt von 0,2 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt von 0,3 mm bis 1 mm.

Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind bevorzugt aus Glas gefertigt, insbesondere aus Kalk-Natron-Glas, was für Fensterscheiben üblich ist. Die Scheiben können grundsätzlich aber auch aus anderen Glasarten (beispielsweise Borosilikatglas, Quarzglas, Aluminosilikatglas) oder transparenten Kunststoffen (beispielsweise Polymethylmethacrylat oder Polycarbonat) gefertigt sein. Die Dicke der Außenscheibe und der Innenscheibe kann breit variieren. Vorzugsweise werden Scheiben mit einer Dicke im Bereich von 0,8 mm bis 5 mm, bevorzugt von 1 ,4 mm bis 2,5 mm verwendet, beispielsweise die mit den Standarddicken 1 ,6 mm oder 2,1 mm.

Die Außenscheibe, die Innenscheibe und die thermoplastische Zwischenschicht können klar und farblos, aber auch getönt oder gefärbt sein. Eine entsprechende Verglasungseinheit als Windschutzscheibe muss im zentralen Sichtbereich eine ausreichende Lichttransmission aufweisen, bevorzugt mindestens 70 % im Haupt-Durchsichtbereich A gemäß ECE-R43. Die Außenscheibe und die Innenscheiben können unabhängig voneinander nicht vorgespannt, teilvorgespannt oder vorgespannt sein. Soll mindestens eine der Scheiben eine Vorspannung aufweisen, so kann dies eine thermische oder chemische Vorspannung sein.

Die Außenscheibe, die Innenscheibe und/oder die Zwischenschicht können weitere geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, beispielsweise Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen oder Sonnenschutzbeschichtungen oder Low-E-Beschichtungen. Die Außenscheibe und die Innenscheibe werden über die Zwischenschicht miteinander laminiert, beispielsweise durch Autoklavverfahren, Vakuumsackverfahren, Vakuumringverfahren, Kalanderverfahren, Vakuumlaminatoren oder Kombinationen davon. Die Verbindung von Außenscheibe und Innenscheibe erfolgt dabei üblicherweise unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck.

Die Verglasungseinheit umfasst ein elektrochromes Funktionselement, das bevorzugt in die Zwischenschicht eingelagert ist. Das Funktionselement ist typischerweise zwischen mindestens zwei Schichten von thermoplastischem Material der Zwischenschicht angeordnet, wobei es durch die erste Schicht mit der Außenscheibe und durch die zweite Schicht mit der Innenscheibe verbunden ist.

Ein derartiges Funktionselement umfasst mindestens eine aktive Schicht, die zwischen einer ersten Trägerfolie und einer zweiten Trägerfolie angeordnet ist. Die aktive Schicht weist die veränderlichen optischen Eigenschaften auf, die durch eine an die aktive Schicht angelegte elektrische Spannung gesteuert werden können. Unter elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften werden im Sinne der Erfindung solche Eigenschaften verstanden, die stufenlos steuerbar sind, aber gleichermaßen auch solche, die zwischen zwei oder mehr diskreten Zuständen geschaltet werden können. Die optischen Eigenschaften betreffen insbesondere die Lichttransmission und/oder das Streuverhalten. Das elektrochrome Funktionselement umfasst außerdem Flächenelektroden zum Anlegen der Spannung an die aktive Schicht, die bevorzugt zwischen den Trägerfolien und der aktiven Schicht angeordnet sind.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das elektrochrome Funktionselement ein Feststoff-basiertes elektrochromes Funktionselement. Derartige Feststoff-basierte elektrochrome Funktionselemente benötigen nur geringe Steuerspannung von wenigen Volt und weisen lange Standzeiten ohne Selbstentladung von mehreren Stunden auf.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuereinheit zur Ermittlung Spannungsänderungsgeschwindigkeit der offenen Klemmenspannung (und damit einer Temperatur) des elektrochromen Funktionselements und in Abhängigkeit der Spannungsänderungsgeschwindigkeit (und damit der Temperatur) zur Bestimmung von elektrischen Steuerspannungen vorgesehen, die an das elektrochrome Funktionselement angelegt werden können.

Die Flächenelektroden und die aktive Schicht sind im Wesentlichen parallel zu den Oberflächen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet. Die Flächenelektroden sind mit der Steuereinheit verbunden oder verbindbar. Die elektrische Kontaktierung, ebenso wie der Anschluss an die Energiequelle der aktiven Schicht, ist durch geeignete Verbindungskabel, beispielsweise Flachleiter oder Folienleiter realisiert, welche optional über sogenannte Sammelleiter (bus bars), beispielsweise Streifen eines elektrisch leitfähigen Materials oder elektrisch leitfähige Aufdrucke, mit den Flächenelektroden verbunden sind. Die Dicke des Funktionselements beträgt beispielsweise von 0,4 mm bis 1 mm.

Die Flächenelektroden sind bevorzugt als transparente, elektrisch leitfähige Schichten ausgestaltet. Die Flächenelektroden enthalten bevorzugt zumindest ein Metall, eine Metalllegierung oder ein transparentes leitfähiges Oxid (transparent conducting oxide, TCO). Die Flächenelektroden können beispielsweise Silber, Gold, Kupfer, Nickel, Chrom, Wolfram, Indium-Zinnoxid (ITO), Gallium-dotiertes oder Aluminium-dotiertes Zinkoxid und/oder Fluordotiertes oder Antimon-dotiertes Zinnoxid enthalten. Die Flächenelektroden weisen bevorzugt eine Dicke von 10 nm (Nanometer) bis 2 pm (Mikrometer) auf, besonders bevorzugt 20 nm bis 1 pm, ganz besonders bevorzugt 30 nm bis 500 nm.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Verglasungseinheit keinen Temperatursensor oder andere Bauelemente zur direkten Temperaturmessung auf. Dies ist nicht nötig, da die Bestimmung des Betriebsbereichs lediglich über die Messung und Auswertung der Spannungsänderungsgeschwindigkeit erfolgt.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere einen PKW, mit der erfindungsgemäßen Verglasungseinheit.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst die Verwendung der erfindungsgemäßen Verglasungseinheit in Fortbewegungsmittel für den Verkehr auf dem Land, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen beispielsweise als Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheibe und/oder Dachscheibe sowie als funktionales Einzelstück, und als Einbauteil in Möbeln, Geräten und Gebäuden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren sind eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Figuren schränken die Erfindung in keiner Weise ein.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Verglasungseinheit,

Figur 2A ein Diagramm der Messung der offenen Klemmenspannung OCV eines elektrochromen Funktionselements aufgetragen gegen die Zeit nach dem Öffnen/Unterbrechen des Stromkreises im Betriebsmodus „transparent“,

Figur 2B ein Diagramm der Messung der offenen Klemmenspannung OCV eines elektrochromen Funktionselements aufgetragen gegen die Zeit nach dem Öffnen/Unterbrechen des Stromkreises im Betriebsmodus „dunkel“, Figur 3A ein Diagramm der Messung der Spannungsänderungsgeschwindigkeit dOCV/dt der offenen Klemmenspannung OCV eines elektrochromen Funktionselements aufgetragen gegen die Zeit nach dem Öffnen/Unterbrechen des Stromkreises im Betriebsmodus „transparent“,

Figur 3B ein Diagramm der Messung der Spannungsänderungsgeschwindigkeit dOCV/dt der offenen Klemmenspannung OCV eines elektrochromen Funktionselements aufgetragen gegen die Zeit nach dem Öffnen/Unterbrechen des Stromkreises im Betriebsmodus „dunkel“,

Figur 4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen

Verfahrens, und

Figur 5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten jeweils unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind.

Angaben mit Zahlenwerten sind in aller Regel nicht als exakte Werte zu verstehen, sondern beinhalten auch eine Toleranz von +/- 1 % bis zu +/- 10 %.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Verglasungseinheit 100, die beispielsweise in einem Kraftfahrzeug oder in einem Gebäude eingebaut sein kann. Die Verglasungseinheit 100 umfasst eine Verbundscheibe 1. Die Verbundscheibe 1 umfasst eine Außenscheibe 1a und eine Innenscheibe 1 b, die über eine Zwischenschicht 3 miteinander verbunden sind. Die Außenscheibe 1a weist eine Dicke von 2,1 mm auf und besteht aus einem Kalk-Natron-Glas. Die Innenscheibe 1b weist eine Dicke von 1 ,6 mm auf und besteht aus einem klaren Kalk- Natron-Glas.

Die Verbundscheibe 1 ist in einem zentralen Bereich mit einem elektrochromen Funktionselement 2, das in die Zwischenschicht 3 eingelagert ist, ausgestattet. Die Zwischenschicht 3 umfasst insgesamt drei thermoplastischen Schichten, die jeweils durch eine thermoplastische Folie mit einer Dicke von 0,38 mm aus PVB ausgebildet sind. Die erste thermoplastische Schicht 3a ist mit der Außenscheibe 1a verbunden, die zweite thermoplastischen Schicht 3b mit der Innenscheibe 1b. Die dazwischenliegende dritte thermoplastische Schicht umgibt das zugeschnittene elektrochrome Funktionselement 2 im Wesentlichen an allen Seiten bündig. Das elektrochrome Funktionselement 2 ist somit rundum in thermoplastisches Material eingebettet und dadurch geschützt. Das elektrochrome Funktionselement 2 ist eine Mehrschichtfolie, beispielsweise aus einer flexiblen, transparenten Kunststoffträgerfolie 8, einer (ersten) Flächenelektrode 10a, einer aktiven Schicht 9 und einer (zweiten) Flächenelektrode 10b. Die aktive Schicht 9 besteht bevorzugt aus einer Elektrolytschicht 9.1 , beispielweise einem organischen Feststoff- Elektrolyten, und einer lonen-Speicherschicht 9.2. Die Kunststoffträgerfolie 8 ist beispielweise eine PET-Folie. Die Dicke der Mehrschichtfolie beträgt beispielsweise 0,3 mm. Die Flächenelektroden 10 bestehen beispielweise aus einer lndium-Zinnoxid(ITO)-Schicht mit einem Schichtwiderstand zwischen 10 Ohm/Quadrat bis 100 Ohm/Quadrat.

Im dunklen Zustand ist das elektrochrome Funktionselement 2 blau bis grau/violett, bevorzugt blau oder grau oder violett, gefärbt. Die Transmission TL beträgt im dunklen Schaltzustand 1 ,3% bis 9% und im klaren (transparenten) Zustand 32% bis 63% bei einem Kontrast zwischen 7 und 24.

Vorteilhafterweise ist zwischen dem elektrochromen Funktionselement 2 und der Außenseite der Verbundscheibe 1 ein UV-Filter angeordnet, beispielsweise durch eine PVB- Zwischenschicht 3a oder 3b mit UV-filternden Eigenschaften. Dies schützt das elektrochrome Funktionselement 2 vor vorzeitiger Alterung.

Die Verglasungseinheit 100 umfasst auch eine Steuereinheit 11 (in einem Kraftfahrzeug auch ECU genannt), die elektrisch mit den Flächenelektroden 10 des elektrochromen Funktionselements 2 verbunden ist, so dass eine elektrische Spannung U an das Funktionselement 2 angelegt werden kann.

Die zwischen zwei Flächenelektroden 10a, 10b des elektrochromen Funktionselements 2 angelegte elektrische (Steuer-)Spannung U ist eine Gleichspannung oder eine gepulste Gleichspannung. Die Steuereinheit 11 ist beispielsweise mit einem Gleichspannungswandler ausgestattet, welcher eine Bordspannung (Primärspannung) in eine geeignete Gleichspannung mit niedrigerem Betrag wandelt, beispielsweise 1.2 V bis 1.8 V (Sekundärspannung).

Die optischen Eigenschaften der Verglasungseinheit 100 werden mittels der Steuereinheit 11 gesteuert. Dazu ist die Steuereinheit 11 mit den zwei transparenten Flächenelektroden 10a, 10b des elektrochromen Funktionselements 2 elektrisch leitend verbunden.

Figur 2A zeigt ein Diagramm der Messung der offenen Klemmenspannung OCV eines elektrochromen Funktionselements 2 aufgetragen gegen die Zeitdauer Time nach dem Öffnen/Unterbrechen des Stromkreises im Betriebsmodus „transparent“. Der Betriebsmodus „transparent“ entspricht dem transparenten oder auch klaren Zustand des elektrochromen Funktionselements 2. Die offene Klemmenspannung OCV ist für höhere Temperaturen höher als für niedrigere und kann somit zur indirekten Temperaturmessung dienen.

Figur 2B zeigt ein Diagramm der Messung der offenen Klemmenspannung OCV eines elektrochromen Funktionselements 2 aufgetragen gegen die Zeitdauer Time nach dem Öffnen/Unterbrechen des Stromkreises im Betriebsmodus „dunkel“. Der Betriebsmodus „dunkel“ entspricht dem getönten und weitestgehend intransparenten Zustand des elektrochromen Funktionselements 2.

Die offenen Klemmenspannung OCV ist für höhere Temperaturen höher als für niedrigere und kann somit zur indirekten Temperaturmessung dienen.

Figur 3A zeigt ein Diagramm der Messung der Spannungsänderungsgeschwindigkeit dOCV/dt der offenen Klemmenspannung OCV eines elektrochromen Funktionselements 2 aufgetragen gegen die Zeitdauer Time nach dem Öffnen/Unterbrechen des Stromkreises im Betriebsmodus „transparent“.

Die Spannungsänderungsgeschwindigkeit dOCV/dt ist für höhere Temperaturen über den gesamten Verlauf der dargestellten Messung kleiner als für niedrigere Temperaturen und kann somit zur indirekten Temperaturmessung dienen.

Figur 3B zeigt ein Diagramm der Messung der Spannungsänderungsgeschwindigkeit dOCV/dt der offenen Klemmenspannung OCV eines elektrochromen Funktionselements 2 aufgetragen gegen die Zeitdauer Time nach dem Öffnen/Unterbrechen des Stromkreises im Betriebsmodus „dunkel“.

Die Spannungsänderungsgeschwindigkeit dOCV/dt ist für höhere Temperaturen über den gesamten Verlauf der dargestellten Messung größer als für niedrigere Temperaturen und kann somit zur indirekten Temperaturmessung dienen.

Figur 4 zeigt ein schematisches Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung eines elektrochromen Funktionselements 2 oder einer Verglasungseinheit 100 mit elektrochromen Funktionselement 2.

Das elektrochrome Funktionselement 2 bzw. die Verglasungseinheit 100 können beispielsweise wie in Figur 1 dargestellt und beschrieben ausgebildet sein.

In einem ersten Schritt A wird eine erste Steuerspannung U_HT durch eine Steuereinheit 11 zwischen des Flächenelektroden 10 des elektrochromen Funktionselements 2 angelegt. Dies erfolgt zumindest bis zum Erreichen einer in der Steuereinheit 11 festgelegten ersten offenen Klemmenspannung OCV_HT. Zur Messung der offenen Klemmenspannung wird die jeweilige Steuerspannung durch Öffnen des Stromkreises abgeschaltet und die Spannung zwischen den Flächenelektroden 10 des elektrochromen Funktionselements 2 gemessen. Ist die jeweilige offene Klemmenspannung noch nicht erreicht, wird der Stromkreis wieder geschlossenen und die Steuerspannung erneut an die Flächenelektroden 10 des elektrochromen Funktionselements 2 angelegt. Dieser Vorgang wird mit einer gewissen Periodendauerwiederholt, beispielsweise im Bereich von 1 s bis 60 s, bevorzugt von 5 s bis 20 s und insbesondere alle 5 s, bis die jeweilige offene Klemmenspannung (hier OCV_HT) erreicht ist.

Bei Beginn des Verfahrens und insbesondere beim erstmaligen Ausführen des Verfahrens, ist noch nicht bekannt, welche Temperatur das elektrochrome Funktionselement 2 aufweist. Daher wird die offene Klemmenspannung OCV_HT für den Betriebsbereich für höhere Temperaturen HT ausgewählt, um das elektrochrome Funktionselement 2 vor einer zu hohen Spannung bei höheren Temperaturen als die Grenztemperatur TG zu schützen.

In einem zweiten Schritt B wird die Spannungsänderungsgeschwindigkeit dOCV/dt der offenen Klemmenspannung OCV nach dem Öffnen des Stromkreises und dem Abschalten der Steuerspannung U_HT gemessen.

In einem dritten Schritt C wird durch die Steuereinheit 11 in Abhängigkeit der Spannungsänderungsgeschwindigkeit dOCV/dt ausgewählt, ob das elektrochrome Funktionselement 2 im Betriebsbereich für höhere Temperaturen HT oder im Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen RT betrieben wird.

In einem vierten Schritt D wird eine dem jeweiligen Betriebsbereich (HT/RT) zugeordneten Steuerspannung U_HT, U_RT an das elektrochrome Funktionselement 2 angelegt, zumindest bis eine dem jeweiligen Betriebsbereich HT/RT zugeordnete offene Klemmenspannung OCV_HT, OCV_RT erreicht ist.

Um das elektrochrome Funktionselement 2 bei höheren Temperaturen nicht zu schädigen, soll im Betriebsbereich für höhere Temperaturen HT nur eine geringere Steuerspannung U_HT zur Erzielung einer niedrigeren offenen Klemmenspannung OCV angelegt werden. Folglich wird für die erste Steuerspannung U_HT für den Betriebsbereich für höhere Temperaturen HT eine betragsmäßig kleinere Spannung angelegt als die Steuerspannung U_RT für den Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen RT. D.h. es gilt |U_HT| < |U_RT|. Daraus folgt, dass die offene Klemmenspannung OCV _HT für den Betriebsbereich für höhere T emperaturen HT betragsmäßig kleiner ist als die offene Klemmenspannung OCV _RT für den Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen RT. D.h. es gilt |0CV_HT| < |0CV_RT|. Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese entspricht weitestgehend, dem Verfahren aus der Figur 4 und der dazugehörigen Beschreibung, so dass im Folgenden im Wesentlichen auf die Unterschiede und Weiterbildungen eingegangen wird und ansonsten auf das Verfahren nach Figur 4 Bezug genommen wird.

In einem ersten Schritt S1 wird der jeweilige Betriebsmodus „transparent“ oder „dunkel“ ausgewählt. Dies erfolgt üblicherweise durch einen menschlichen Bediener, der das elektrochrome Funktionselement 2 einschaltet und dabei den Betriebsmodus „transparent“ oder „dunkel“ wählt. Prinzipiell kann dies auch durch eine an die Steuerungseinheit 11 angekoppelte oder in ihr integrierte Automatik ausgelöst werden, beispielsweise einen Lichtsensor, der die Sonneneinstrahlung misst.

Anhand des Betriebsmodus werden anschließend die geeigneten Steuerspannungen U_HT, U_RT und die damit verbunden offenen Klemmenspannungen OCV_HT, OCV_RT sowie die Bedingungen für die Betriebsbereiche HT, RT vorgegeben.

Betriebsmodus „transparent“

Wird der Betriebsmodus „transparent“ (trans) ausgewählt wird in einem zweiten Schritt S2 eine erste Steuerspannung U_HT_trans an das elektrochrome Funktionselement 2 angelegt, bis eine offene Klemmenspannung OVC von größer oder gleich einer in der Steuerungseinheit 11 festgelegten offenen Klemmenspannung OCV_HT_trans erreicht ist. Dieser Verfahrensschritt S1 entspricht dem Schritt A, des unter Figur 4 dargelegten Verfahrens.

In einem folgenden Schritt S3 wird, analog zum Schritt B der Figur 4, die Spannungsänderungsgeschwindigkeit dOCV/dt der offenen Klemmenspannung OCV nach dem Öffnen des Stromkreises und dem Abschalten der Steuerspannung U_HT_trans gemessen.

Anschließen wird im folgenden Schritt S4, (der dem Schritt C der Figur 4 entspricht) durch die Steuereinheit 11 in Abhängigkeit der Spannungsänderungsgeschwindigkeit dOCV/dt ausgewählt, ob das elektrochrome Funktionselement 2 im Betriebsbereich für höhere Temperaturen HT oder im Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen RT betrieben wird.

Der Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen RT wird für Spannungsänderungsgeschwindigkeiten dOCV/dt größer einer Grenzgeschwindigkeit V_trans ausgewählt und ansonsten der Betriebsbereich für höhere Temperaturen HT.

Betriebsbereich RT: Ergibt die Auswertung der Spannungsänderungsgeschwindigkeit dOCV/dt einen Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen RT, wird in einem folgenden Schritt S5 (der dem Schritt D der Figur 4 entspricht) eine Steuerspannung U_RT_trans an das elektrochrome Funktionselement 2 angelegt, zumindest bis eine dem Betriebsbereich RT zugeordnete offene Klemmenspannung OCV_RT_trans erreicht ist.

Optimale Werte für die Steuerspannung U_RT_trans, die offene Klemmenspannung OCV_RT_trans und die Grenzgeschwindigkeit V_trans hängen vom jeweiligen System (d.h. der Art und den Abmessungen des elektrochromen Funktionselements) ab und können beispielsweise anhand der Messungen nach Figur 3A für einen konkrete Serie von Verglasungseinheiten 100 ermittelt werden.

Nach Erreichen der offenen Klemmenspannung OCV_RT_trans, bleibt das elektrochrome Funktionselement 2 in der Regel für längere Zeit im gewünschten Betriebsmodus, d.h. hier transparent.

In einem hier nicht dargestellten weiteren Verfahrensschritt, kann erneut nach einer Zeitdauer t2 von 10 min bis 10 h und beispielsweise 60 min, der Schritt S5 des Verfahrens wiederholt werden und die Steuerspannung U_RT_trans erneut an das elektrochrome Funktionselement 2 angelegt werden.

In einem weiteren hier nicht dargestellten weiteren Verfahrensschritt, kann erneut nach einer Zeitdauer t4 von bevorzugt 30 min bis 300 min und beispielsweise 60 min, das Verfahren ab Schritt S2 wiederholt werden und somit der optimale Betriebsbereich (RT/HT) überprüft bzw. korrigiert werden.

Betriebsbereich HT:

Ergibt die Auswertung der Spannungsänderungsgeschwindigkeit dOCV/dt einen Betriebsbereich für höhere Temperaturen HT, wird in einem folgenden Schritt S5 (der dem Schritt D der Figur 4 entspricht) eine Steuerspannung U_HT_trans an das elektrochrome Funktionselement 2 angelegt, zumindest bis eine dem Betriebsbereich HT zugeordnete offene Klemmenspannung OCV_HT_trans erreicht ist.

Optimale Werte für die Steuerspannung U_HT_trans, die offene Klemmenspannung OCV_HT_trans und die Grenzgeschwindigkeit V_trans hängen vom jeweiligen System (d.h. der Art und den Abmessungen des elektrochromen Funktionselements) ab und können beispielsweise anhand der Messungen nach Figur 3A für einen konkrete Serie von Verglasungseinheiten 100 ermittelt werden. Nach Erreichen der offenen Klemmenspannung OCV_HT_trans, bleibt das elektrochrome Funktionselement 2 in der Regel für längere Zeit im gewünschten Betriebsmodus, d.h. hier transparent.

In einem hier nicht dargestellten weiteren Verfahrensschritt, kann erneut nach einer Zeitdauer t2 von 10 min bis 10 h und beispielsweise 60 min, der Schritt S5 des Verfahrens wiederholt werden und die Steuerspannung U_HT_trans erneut an das elektrochrome Funktionselement 2 angelegt werden.

In einem weiteren hier nicht dargestellten weiteren Verfahrensschritt, kann erneut nach einer Zeitdauer t4 von bevorzugt 30 min bis 300 min und beispielsweise 60 min, das Verfahren ab Schritt S2 wiederholt werden und somit der optimale Betriebsbereich (RT/HT) überprüft bzw. korrigiert werden.

Betriebsmodus „dunkel“

Wird der Betriebsmodus „dunkel“ (dunkel) ausgewählt wird in einem zweiten Schritt S2 eine erste Steuerspannung U_HT_dunkel an das elektrochrome Funktionselement 2 angelegt, bis eine offene Klemmenspannung OVC von größer oder gleich einer in der Steuerungseinheit 11 festgelegten offenen Klemmenspannung OCV_HT_dunkel erreicht ist. Dieser Verfahrensschritt S1 entspricht dem Schritt A, des unter Figur 4 dargelegten Verfahrens.

In einem folgenden Schritt S3 wird, analog zum Schritt B der Figur 4, die Spannungsänderungsgeschwindigkeit dOCV/dt der offenen Klemmenspannung OCV nach dem Öffnen des Stromkreises und dem Abschalten der Steuerspannung U_HT_dunkel gemessen.

Anschließen wird im folgenden Schritt S4, (der dem Schritt C der Figur 4 entspricht) durch die Steuereinheit 11 in Abhängigkeit der Spannungsänderungsgeschwindigkeit dOCV/dt ausgewählt, ob das elektrochrome Funktionselement 2 im Betriebsbereich für höhere Temperaturen HT oder im Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen RT betrieben wird.

Der Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen RT wird für Spannungsänderungsgeschwindigkeiten dOCV/dt größer einer Grenzgeschwindigkeit V_dunkel ausgewählt und ansonsten der Betriebsbereich für höhere Temperaturen HT.

Die Grenzgeschwindigkeiten V_trans und V_dunkel können gleich oder unterschiedlich sein.

Betriebsbereich RT:

Ergibt die Auswertung der Spannungsänderungsgeschwindigkeit dOCV/dt einen Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen RT, wird in einem folgenden Schritt S5 (der dem Schritt D der Figur 4 entspricht) eine Steuerspannung U_RT_dunkel an das elektrochrome Funktionselement 2 angelegt, zumindest bis eine dem Betriebsbereich RT zugeordnete offene Klemmenspannung OCV_RT_dunkel erreicht ist.

Optimale Werte für die Steuerspannung U_RT_dunkel, die offene Klemmenspannung OCV_RT_dunkel und die Grenzgeschwindigkeit V_dunkel hängen vom jeweiligen System (d.h. der Art und den Abmessungen des elektrochromen Funktionselements) ab und können beispielsweise anhand der Messungen nach Figur 3A für einen konkrete Serie von Verglasungseinheiten 100 ermittelt werden.

Nach Erreichen der offenen Klemmenspannung OCV_RT_dunkel, bleibt das elektrochrome Funktionselement 2 in der Regel für längere Zeit im gewünschten Betriebsmodus, d.h. hier dunkel bzw. intransparent.

In einem hier nicht dargestellten weiteren Verfahrensschritt, kann erneut nach einer Zeitdauer t2 von 10 min bis 10 h und beispielsweise 60 min, der Schritt 5 des Verfahrens wiederholt werden und die Steuerspannung U_RT_dunkel erneut an das elektrochrome Funktionselement 2 angelegt werden.

In einem weiteren hier nicht dargestellten weiteren Verfahrensschritt, kann erneut nach einer Zeitdauer t4 von bevorzugt 30 min bis 300 min und beispielsweise 60 min das Verfahren ab Schritt S2 wiederholt werden und somit der optimale Betriebsbereich (RT/HT) überprüft bzw. korrigiert werden.

Betriebsbereich HT:

Ergibt die Auswertung der Spannungsänderungsgeschwindigkeit dOCV/dt einen Betriebsbereich für höhere Temperaturen HT, wird in einem folgenden Schritt S5 (der dem Schritt D der Figur 4 entspricht) eine Steuerspannung U_HT_dunkel an das elektrochrome Funktionselement 2 angelegt, zumindest bis eine dem Betriebsbereich HT zugeordnete offene Klemmenspannung OCV_HT_dunkel erreicht ist.

Optimale Werte für die Steuerspannung U_HT_dunkel, die offene Klemmenspannung OCV_HT_dunkel und die Grenzgeschwindigkeit V_dunkel hängen vom jeweiligen System (d.h. der Art und den Abmessungen des elektrochromen Funktionselements) ab und können beispielsweise anhand der Messungen nach Figur 3A für einen konkrete Serie von Verglasungseinheiten 100 ermittelt werden.

Nach Erreichen der offenen Klemmenspannung OCV_HT_dunkel, bleibt das elektrochrome Funktionselement 2 in der Regel für längere Zeit im gewünschten Betriebsmodus, d.h. hier transparent. In einem hier nicht dargestellten weiteren Verfahrensschritt, kann erneut nach einer Zeitdauer t2 von bevorzugt 10 min bis 10 h und beispielsweise 60 min, der Schritt S5 des Verfahrens wiederholt werden und die Steuerspannung U_HT_dunkel erneut an das elektrochrome Funktionselement 2 angelegt werden.

In einem weiteren hier nicht dargestellten weiteren Verfahrensschritt, kann erneut nach einer Zeitdauer t4 von bevorzugt 30 min bis 300 min und beispielsweise 60 min, das Verfahren ab Schritt S2 wiederholt werden und somit der optimale Betriebsbereich (RT/HT) überprüft bzw. korrigiert werden.

Wie bereits erwähnt hängen die optimalen Werte für die Steuerspannungen U_RT/HT_trans/dunkel, die offene Klemmenspannungen OCV_RT/HT_trans/dunkel und die Grenzgeschwindigkeiten V_trans/dunkel vom jeweiligen System (d.h. der Art und den Abmessungen des elektrochromen Funktionselements) ab.

Beispiele für geeignete Werte bzw. Wertebereiche finden sich in der folgenden Tabelle 1 , dargestellt für ein elektrochromes Funktionselement 2 vom Typ „blue“ mit bläulicher Färbung im dunklen Betriebsmodus und vom Typ „black“ mit schwarzer Färbung im dunklen Betriebsmodus.

Tabelle 1 : Zusammenfassend besteht ein großer Vorteil der vorliegenden Erfindung darin, den Betriebsbereich abhängig von der Temperatur einfach zu bestimmen und eine geeignete Steuerspannung in einfacher Weise an das elektrochrome Funktionselement 2 auszugeben, so dass eine lange Lebensdauer des elektrochromen Funktionselements 2 gewährleistet ist.

Bezugszeichenliste:

1 Verbundscheibe

1a Außenscheibe

1b Innenscheibe

2 elektrochromes Funktionselement

3 Zwischenschicht

3a erste thermoplastische Schicht

3b zweite thermoplastische Schicht

8 Kunststoffträgerfolie

9 aktive Schicht

9.1 Elektrolytschicht

9.2 lonen-Speicherschicht

10, 10a, 10b Flächenelektroden

11 Steuereinheit, ECU (electronic control unit)

100 Verglasungseinheit dOCV/dt Spannungsänderungsgeschwindigkeit der offenen Klemmenspannung OCV dt, t1, t2, t3, t4 Zeitdauer

HT Betriebsbereich für höhere Temperaturen (oberer Temperaturbereich)

OCV offene Klemmenspannung (open circuit voltage)

OCV_HT offene Klemmenspannung für den Betriebsbereich für höhere Temperaturen HT

OCV_HT_dunkel offene Klemmenspannung für den Betriebsbereich für höhere Temperaturen HT für den Betriebsmodus dunkel

OCV_HT_trans offene Klemmenspannung für den Betriebsbereich für höhere Temperaturen HT für den Betriebsmodus transparent OCV_RT offene Klemmenspannung für den Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen RT

OCV_RT_dunkel offene Klemmenspannung für den Betriebsbereich für niedrigere

Temperaturen RT für den Betriebsmodus dunkel

OCV_RT_trans offene Klemmenspannung für den Betriebsbereich für niedrigere

Temperaturen RT für den Betriebsmodus transparent

RT Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen (unterer Temperaturbereich)

T Temperatur

TG Grenztemperatur

U Steuerspannung

U_HT Steuerspannung für den Betriebsbereich für höhere Temperaturen HT

U_HT_dunkel Steuerspannung für den Betriebsbereich für höhere Temperaturen HT für den

Betriebsmodus dunkel

U_HT_trans Steuerspannung für den Betriebsbereich für höhere Temperaturen HT für den Betriebsmodus transparent

U_RT Steuerspannung für den Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen RT

U_RT_dunkel Steuerspannung für den Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen RT für den Betriebsmodus dunkel

U_RT_trans Steuerspannung für den Betriebsbereich für niedrigere Temperaturen RT für den Betriebsmodus transparent

V_trans Spannungsänderungsgeschwindigkeit für Betriebsmodus transparent

V_dunkel Spannungsänderungsgeschwindigkeit für Betriebsmodus dunkel