控制可更换蓄电池组和电器具的充放电电流的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于借助集成在可更换蓄电池组(10)中的第一监测单元(56)和集成在电动器具(16)中的另一监测单元(60)来控制所述可更换蓄电池组(10)和/或所述电动器具(16)、尤其充电设备(18)、诊断设备(20)或者耗电器(22)的充电或放电电流(I)的方法。提出，借助另外的监测单元(60)来监测在所述可更换蓄电池组(10)和所述电动器具(16)之间的信号或数据触点(78)的限定的控制电势(V

【技术实现步骤摘要】
控制可更换蓄电池组和电器具的充放电电流的方法和系统


[0001]本公开涉及一种用于借助集成在可更换蓄电池组中的第一监测单元和集成在电动器具中的一个另外的监测单元来控制可更换蓄电池组和/或电动器具(尤其充电设备、诊断设备或耗电器)的充电或放电电流的方法。本专利技术还涉及一种用于执行该方法的系统。

技术介绍

[0002]大量的耗电器以由操作者无需工具即可更换的蓄电池组(以下称作可更换蓄电池组)运行，所述蓄电池组相应地由耗电器放电并且能够借助充电设备再次充电。通常，这类可更换蓄电池组由多个串联和/或并联互连的能量存储单元组成，以便达到所需的可更换蓄电池组电压或可更换蓄电池组电容量。如果能量存储单元例如构造为锂离子电池(Li
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ion)，则可以特别有利地实现高的功率密度和能量密度。另一方面，为了避免电气故障状态，这类电池还需要遵守关于最大充电和放电电流、电压和温度的严格规范。
[0003]在现代的可更换蓄电池组中，例如通过集成在可更换蓄电池组中的监测单元来分析处理所谓的单元簇的并联连接的能量存储单元的单元电压。。因此，术语“单元电压”不仅应理解为单个能量存储单元的电压，而且也应理解为由并联互连的能量存储单元组成的单元簇的电压。这类所谓的单个单元监控(Single
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Cell
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Monitoring，SCM)例如由WO 20043386 A1已知，其中，还通过冗余监测排除在故障情况下可更换蓄电池组的危险运行。
[0004]为了充电设备或耗电器知道可更换蓄电池组最大限度上可以以哪种充电或放电电流运行，这通常由电气编码、例如由集成在可更换蓄电池组中的编码电阻(所述编码电阻由电动器具测量并且与所存储的表进行比较)、机械编码或通信接口进行告知。同样地，由DE 10 2016 209 822A1已知，电动器具告知可更换蓄电池组其不可以被继续使用。通过这样的接口也可以将单元电压传递到设备上。

技术实现思路

[0005]从现有技术出发，本专利技术的任务在于通过可更换蓄电池组控制充电或放电过程而不受电动器具的影响。
[0006]根据本专利技术设置，借助电动器具的分析处理单元、优选比较器来监测在可更换蓄电池组和电动器具之间的信号或数据触点的限定的控制电势，其中，当可更换蓄电池组的第一监测单元识别到故障状态时，该第一监测单元能够改变控制电势。以这种方式，可更换蓄电池组可以中断充电或放电过程而不受电动器具的影响。因此，在电动器具中出现任何故障的情况下，也可以以特别有利的方式保护可更换蓄电池组免受损坏。
[0007]在本专利技术的上下文中，耗电器应理解为例如以可更换蓄电池组运行的电动工具，所述电动工具用于借助电动插入工具来加工工件。在此，电动工具不仅可以构造为手持式电动工具，而且可以构造为固定式电动工具机。在这种情况下，典型的电动工具是手持式钻机或立式钻机、螺丝刀、冲击钻、电锤、刨刀、角磨机、轨道磨床、抛光机、圆锯、台锯、摆锯和线锯等。但是，以可更换蓄电池组运行的园艺设备(例如割草机、草坪修剪机、修枝锯等)以
及以可更换蓄电池组运行的家用器具(例如吸尘器、搅拌机等)也可以用作耗电器。本专利技术还可以应用于同时以多个可更换蓄电池组供应的耗电器。
[0008]可更换蓄电池组的电压通常是单个能量存储单元的电压的多倍，并且由单个能量存储单元的连线(并联或串联)产生。能量存储单元通常构造为伽伐尼电池(eine galvanische Zelle)，其具有如下结构：在该结构中，一个单元极位于一端上而另一单元极位于相对置的一端上。能量存储单元尤其在一端上具有正单元极并且在相对置的一端上具有负单元极。能量存储单元优选地构造为基于锂的能量存储单元，例如锂离子、锂聚合物、锂金属等。然而，本专利技术也能够应用于具有Ni
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Cd单元、Ni
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MH单元或其他合适的单元类型的可更换蓄电池组。在具有3.6V的单元电压的常用锂离子能量存储单元的情况下，例如得出3.6V、7.2V、10.8V、14.4V、18V、36V等的电压等级。优选地，能量存储单元构造为至少基本上圆柱形的圆形电池，其中，电池极布置在圆柱形体的端部上。然而，本专利技术不依赖于所使用的能量存储单元的类型和构造型式，而是可以应用于任何可更换蓄电池组和能量存储单元，例如除了圆形电池之外也可以应用于软包电池等。
[0009]还应该注意的是，可更换蓄电池组的机电接口的构型和能够与该可更换蓄电池组连接的电动器具的机电接口的构型以及用于力锁合和/或形状锁合的可拆卸的连接的对应容纳部不应是本专利技术的主题。本领域技术人员将根据电动器具和/或可更换蓄电池组的功率等级或电压等级为接口选择合适的实施方式。因此，在附图中示出的实施方式仅理解为举例。因此，尤其也可以使用具有比所示更多的电触点的接口。
[0010]在本专利技术的另一构型中设置，由可更换蓄电池组中的至少一个第一电阻和电动器具中的至少一个另外的电阻，在电动器具的第一参考电势、优选供应电势或参照电势与可更换蓄电池组中的不同于第一参考电势的第二参考电势、优选接地电势之间形成限定的控制电势。如果可更换蓄电池组的第一监测单元识别到故障状态，则该第一监测单元可以通过桥接至少一个第一电阻来朝第二参考电势的方向改变所述限定的控制电势，优选改变多于0.1V。因此，将分析处理单元的输出信号优选地置于低电平。分析处理单元的输出信号借助逻辑链接环节、尤其“和”环节与电动器具的一个另外的监测单元的输出信号如此链接为用于开关元件的控制信号，使得通过该控制信号可以中断或建立充电或放电过程。这具有如下优点：不必在可更换蓄电池组中安装除了充电电流之外也能承载明显更高的放电电流的开关元件来中断充电或放电电流。此外，也可以将开关元件匹配于相应的电动器具，因为充电设备中使用的开关元件由于充电电流相比于放电电流明显更小而可以比耗电器中的开关元件尺寸小。
[0011]补充地设置，所述另外的监测单元探测所述限定的控制电势在信号或数据触点上的改变和/或分析处理单元的输出信号的改变并且记录和/或用信号通知检测到的故障状态。电动器具的另外的监测单元因此获得关于可更换蓄电池组的充电或放电过程是否已经中断的信息。这也可以相应地显示给操作者。
[0012]在一种替代的构型中，为了节省用于探测所述限定的控制电势在信号或数据触点上的改变和/或分析处理单元的输出信号的改变的另外的构件，所述另外的监测单元可以连续地监测电动器具中的充电或放电电流并且与可更换蓄电池组的第一监测单元相结合地记录和/或用信号通知充电或放电电流的突然下降。
[0013]本专利技术还涉及一种系统，该系统包括具有第一机电接口的可更换蓄电池组和具有
一个另外的机电接口的电动器具(尤其充电设备、诊断设备或耗电器)，所述第一机电接口具有多个电触点，所述另外的机电接口具有多个电触点，其中，这些接口的电触点中的各一个第一电触点构造为能够以第一参考电势、优选供应电势加载的能量供应触点，这些接口的电触点中的各一个第二电触点构造为能够以第二参考电势、优选接地电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于控制可更换蓄电池组(10)和/或电动器具(16)、尤其充电设备(18)、诊断设备(20)或耗电器(22)的充电或放电电流(I)的方法，所述方法借助集成在所述可更换蓄电池组(10)中的第一监测单元(56)进行，其特征在于，借助所述电动器具(16)的分析处理单元(86)、优选比较器来监测在所述可更换蓄电池组(10)和所述电动器具(16)之间的信号或数据触点(78)的限定的控制电势(V
Ctrl
)，其中，当所述第一监测单元(56)识别到故障状态时，通过所述第一监测单元(56)改变所述控制电势(V
Ctrl
)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由所述可更换蓄电池组(10)中的至少一个第一电阻(76)和所述电动器具(16)中的至少一个另外的电阻(80)，在所述电动器具(16)中的第一参考电势(V1)、优选供应电势(V
+
)或参照电势(V
Ref
)与所述可更换蓄电池组(10)中的不同于所述第一参考电势(V1)的第二参考电势(V2)、优选接地电势(GND)之间形成所述限定的控制电势(V
Ctrl
)。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述第一监测单元在所述可更换蓄电池组(10)中探测到电气故障状态时，所述第一监测单元(56)通过桥接所述至少一个第一电阻(76)来朝所述第二参考电势(V2)的方向改变所述可更换蓄电池组(10)中的所述限定的控制电势(V
Ctrl
)，优选地改变多于0.1V。4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当所述控制电势(V
Ctrl
)朝所述第二参考电势(V2)的方向下降、优选地下降多于0.1V时，将所述分析处理单元(86)的输出信号置于低电平。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述分析处理单元(86)的输出信号借助逻辑链接环节(88)、尤其“和”环节与所述电动器具(16)的一个另外的监测单元(60)的输出信号如此链接为用于开关元件(84)的控制信号，使得通过所述控制信号能够中断或建立充电或放电过程。6.根据权利要求中4或5所述的方法，其特征在于，所述另外的监测单元(60)探测所述限定的控制电势(V
Ctrl
)在所述信号或数据触点(78)上的改变和/或所述分析处理单元(86)的输出信号的改变并且记录和/或用信号通知检测到的故障状态。7.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述另外的监测单元(60)连续地监测所述电动器具(16)中的充电或放电电流(I)并且与所述可更换蓄电池组(10)的第一监测单元(56)相结合地记录和/或用信号通知所述充电或放电电流(I)的突然下降。8.一种系统，其包括具有第一机电接口(14)的可更换蓄电池组(10)和具有一个另外的机电接口(24)的电动器具(16)，尤其充电设备(18)、诊断设备(20)或耗电器(22)，所述第一机电接口具有多个电触点(12)，所述另外的机电接口具有多个电触点(12)，其中，所述接口(12，24)的电触点(12)中的各一个第一电触点构造为能够以第一参考电势(V1)、优选供应电势(V<...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：