【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于借助于电气设备、尤其是充电设备或者电消耗器给可更换的能量存储器、尤其是可更换蓄电池组充电或放电的方法。本专利技术还涉及一种具有电能量存储器和用于执行该方法的电气设备的系统。
技术介绍
1、大量的电消耗器通过可由操作者通过相应的机电接口更换的能量存储器运行，所述能量存储器由电消耗器放电并且可借助于充电设备再次充电。这类能量存储器可以由一个能量存储器单池或者由多个串联地和/或并联地相互连接以达到所需要的电池电压或者容量的能量存储器单池组成。如果能量存储器单池例如构造为锂离子单池(li-ion)，则可以特别有利地实现高的功率密度和能量密度。
2、在给可更换的能量存储器充电或放电时，尤其是在可更换的能量存储器和电气设备的机电接口的构造为功率触点的电触点上由于可能的过渡电阻而会发生非期望的电压降，所述电压降取决于相应的充电或放电电流。在电消耗器中或者在充电设备中，这种电压降会导致通过机电接口的相应的信号或数据触点提供的并用于求取可更换的能量存储器的确定的运行参数的信号的失真(如果所述信号与和所述可更换的能量存储器作用连接的功率触点的电位有关)。此外，由于电触点的越来越多的磨损或者污染，其过渡电阻增大并且因而产生的电压降也增大，这最终会导致电气设备或者可更换能量存储器的功能的损坏。
3、从ep 2 051 088 a1已知一种用于确定电池的内阻和接头电阻的方法，所述电池尤其设置用于危险报告系统的中心和/或外围设备单元的电源供给。此外，公开一种构造为危险报告系统的部分并用于确定电池的内阻和接头电阻
技术实现思路
1、从现有技术出发，本专利技术的任务在于，根据充电或放电电流改进可更换的能量存储器的充电或放电过程，使得可以直接地补偿测量误差并且及早地识别出机电接口的电触点的磨损或污染。
2、为了解决该任务，一种方法设置用于借助于电气设备、尤其是充电设备或电消耗器给可更换的能量存储器、尤其可更换蓄电池组充电或放电的方法，该方法包括至少以下的步骤：
3、a.将可更换的能量存储器的第一机电接口与电气设备的另外的机电接口连接，
4、b.在没有充电或放电电流流动的情况下，以第一测量信号加载电气设备的另外的机电接口的第一信号或数据触点，
5、c.检测在电气设备的另外的机电接口的第一信号或数据触点和与所述第一信号或数据触点作用连接的第一功率触点之间的电压降，
6、d.以充电或放电电流附加地加载电气设备的另外的机电接口的第一功率触点，
7、e.再次检测在电气设备的另外的机电接口的第一信号或数据触点与第一功率触点之间的电压降，和
8、f.计算在步骤c和步骤e中所检测的电压降之间的电压差。
9、此外，设置一种用于执行该方法的系统，该系统包括电能存储器、尤其是可更换蓄电池组(其带有具有多个电触点的第一机电接口)和电气设备、尤其是充电设备或者电消耗器(其带有控制或者调节单元和带有具有多个电触点的另外的机电接口)，其中，机电接口的电触点的相应第一电触点构造为第一信号或数据触点，并且机电接口的电触点的相应第二电触点构造为可以以第一参考电位、优选接地电位加载的第一功率触点。电气设备和可更换的能量存储器分别具有至少一个第一电阻，所述第一电阻设置用于，在机电接口的连接状态下通过信号或数据触点构成与第一功率触点连接的第一分压器。
10、特别有利地，借助于根据本专利技术的方法和根据本专利技术的系统以简单的方式实现：通过所算出的电压差在充电或放电过程期间及早地识别机电接口的电接触问题，以便可以对此相应地作出反应。
11、例如通过构造为可更换蓄电池组的能量存储器运行并用于借助于电驱动的插入式工具加工工件的电动工具应理解为在本专利技术的语境下的电消耗器。在此，电动工具不但可以构造为手持式电动工具而且可以构造为固定的电动工具。特别有利地，可更换蓄电池组可以由操作者在不使用工具的情况下——即用手——更换。在这种情况下，典型的电动工具有手持式或固定式钻孔机、螺钉机、冲击式钻孔机、锤钻、刨机、角磨机、振动磨光机、抛光机、圆锯、台锯、切割锯和刺锯或者诸如此类的。但也可以考虑用可更换蓄电池组运行的灯以及测量设备(如测距仪、水平仪、墙面扫描仪等等)、园艺和建筑设备(如割草机、草坪修剪机、树枝锯、马达铣刀和沟槽切割机、机器人破碎机和挖掘机或者诸如此类的)和家用器具(如吸尘器、搅拌机等等)作为电消耗器。同样地，本专利技术也可应用到下述电消耗器上：所述电消耗器可同时用多个可更换蓄电池组供电，以便达到高的工作时间和/或有效功率。此外，在本专利技术的情况下可以考虑装备有蓄电池或者燃料电池的道路车辆、轨道车辆或者航空器作为电消耗器，其能量存储器只能从制造商方面更换。同样地，可更换的能量存储器可以构造为不可充电的原电池或者诸如此类的。那么在这种情况下，本专利技术局限于纯放电过程。
12、可更换蓄电池组的电池电压通常是单个的能量存储器单池的电压的多倍并且由单个的能量存储器单池的相互连接(并联或者串联)产生。能量存储器单池典型地构造为直流单池，所述直流单池具有下述结构，在该结构中，一个单池极位于一端部上并且另一单池极位于对置的端部上。尤其是，能量存储器单池在一端部上具有正单池极并且在对置的端部上具有负单池极。优选地，能量存储器单池构造为基于锂的能量存储器单池，例如锂离子、锂聚合物、锂金属或者诸如此类的。但是，本专利技术也可以应用于具有镍镉单池、镍氢单池或者其他合适单池类型的可更换蓄电池组。在常见的具有3.6v的单池电压的锂离子能量存储器单池中，示例性地产生3.6v，7.2v，10.8v，14.4v，18v，36v等等的电压等级。优选地，能量存储器单池构造为至少基本上柱形的圆单池，其中，单池极布置在柱形状的端部上。然而，本专利技术不依赖于所使用的能量存储器单池的类型和构造型式，而是可以应用到任意的可更换蓄电池组和能量存储器单池上，例如除了圆电池之外可应用到软包单池或者诸如此类上。
13、此外要注意，可更换蓄电池组的机电接口和可与之连接的电气设备的构型以及用于力锁合和/或形锁合的可松脱地连接的所属的接收部不应是本专利技术的主题。本领域技术人员将根据电气设备和/或可更换蓄电池组的功率等级或者说电压等级为接口选择合适的实施方式。因此，在附图中所示的实施方式仅仅示范性地理解。尤其是，也可以使用具有比所示出的电触点更多的电触点的接口。
14、在本专利技术的另一构型中设置，根据在步骤f中计算的电压差补偿在第一信号或数据触点上的第一电压降。以此方式可以避免例如由于从所测量的电压降中减去电压差引起的可能存在的测量误差。
15、为了测量在第一信号或数据触点上的电压降，可更换的能量存储器的至少一个第一电阻构造为不可变的电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于借助于电气设备(18)、尤其是充电设备(20)或者电消耗器(22)给能更换的能量存储器(12)、尤其是可更换蓄电池组(10)充电或放电的方法，该方法具有至少以下的步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据在步骤f中所计算的电压差(UDist)补偿在所述第一信号或数据触点(48)上的所述第一电压降(UM1)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，以至少一个第二测量信号(M2)加载所述电气设备(18)的所述另外的机电接口(24)的至少一个第二信号或数据触点(88)，借助于所述至少一个第二测量信号(M2)测量在所述电气设备(18)的所述至少一个第二信号或数据触点(88)上的第二电压降(UM2)，并且根据在步骤f中计算的电压差(UDist)补偿所述第二电压降(UM2)。
4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过对步骤e和f在时间上连续或者在时间上离散的重复和接着的滤波、尤其是低通滤波来求取所述电压差(UDist)的直流分量和交流分量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述电压差(UD
6.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤f中所计算的电压差(UDist)的基础上根据流动的充电或放电电流(I)来计算在所述能更换的能量存储器(12)的所述第一机电接口(16)的所述第一功率触点(46)与所述电气设备(18)的所述另外的机电接口(24)之间的第一过渡电阻值(RDist1)。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，借助于施加在所述机电接口(16，24)的第二功率触点(50)上的电流脉冲(IPulse)测量在所述第一功率触点和第二功率触点(46，50)上的电池电压改变(UBatt，Pulse)，并且在所测量的电池电压改变(UBatt，Pulse)的基础上计算所述可更换的能量存储器(12)的虚拟内阻值(RI，virt)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，计算在所述机电接口(16，24)的所述第二功率触点(50)之间的第二过渡电阻值(RDist2)，使得从所述能更换的能量存储器(12)的所述虚拟内阻值(RI，virt)中减去所述能更换的能量存储器(12)和所述第一过渡电阻值(RDist1)的在所述电气设备(18)中已知的标称内阻值(RI)。
9.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果所述第一过渡电阻值和/或第二过渡电阻值(RDist1，RDist2)超过第一阈值(S1)，则所述电气设备(18)减小或者中断所述充电或放电电流(I)。
10.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当所述第一过渡电阻值和/或第二过渡电阻值(RDist1，RDist2)超过第二阈值(S2)时，所述电气设备(18)中断所述充电或放电电流(I)。
11.根据以上权利要求2，3，7，8或10中任一项所述的方法，其特征在于，将在所述电气设备(18)的所述信号或数据触点(48，88)上的所述电压降(UM1，UM2)的补偿、所述充电或放电电流(I)的减小或者中断和/或所述电气设备(18)的所探测的振动显示给操作者和/或传输给外部的设备(44)、尤其是无线地传输。
12.一种用于执行以上权利要求中任一项所述方法的系统，所述系统包括电能量存储器(12)、尤其是可更换蓄电池组(10)，所述电能量存储器带有具有多个电触点(14)的第一机电接口(16))，并且所述系统包括电气设备(18)、尤其是充电设备(20)或者电消耗器(22)，所述电气设备带有控制或调节单元(66)并且带有具有多个电触点(14)的另外的机电接口(24)，其中，所述机电接口(16，24)的所述电触点(14)中的相应第一电触点构造为第一信号或数据触点(48)，并且所述机电接口(16，24)的所述电触点(14)的相应第二电触点构造为能以第一参考电位(V1)、优选接地电位(GND)加载的第一功率触点(46)，其特征在于，所述电气设备(18)和所述能更换的能量存储器(12)分别具有至少一个第一电阻(74，76)，所述至少一个第一电阻设置用于，在所述机电接口(16，24)连接状态下通过所述第一信号或数据触点(48)构成与所述第一功率触点(46)连接的第一分压器(80)。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述能更换的能量存储器(12)的所述至少一个第一电阻(74)构造为不可变的电阻、尤其构造为编码电阻(72)，或者构造为可变的电阻、尤其构造为温度电阻(82)，并且所述电气设备(18)的至少一个第...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于借助于电气设备(18)、尤其是充电设备(20)或者电消耗器(22)给能更换的能量存储器(12)、尤其是可更换蓄电池组(10)充电或放电的方法，该方法具有至少以下的步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据在步骤f中所计算的电压差(udist)补偿在所述第一信号或数据触点(48)上的所述第一电压降(um1)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，以至少一个第二测量信号(m2)加载所述电气设备(18)的所述另外的机电接口(24)的至少一个第二信号或数据触点(88)，借助于所述至少一个第二测量信号(m2)测量在所述电气设备(18)的所述至少一个第二信号或数据触点(88)上的第二电压降(um2)，并且根据在步骤f中计算的电压差(udist)补偿所述第二电压降(um2)。
4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过对步骤e和f在时间上连续或者在时间上离散的重复和接着的滤波、尤其是低通滤波来求取所述电压差(udist)的直流分量和交流分量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述电压差(udist)的所求取的交流分量的基础上能探测所述电气设备(18)的机械振动。
6.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤f中所计算的电压差(udist)的基础上根据流动的充电或放电电流(i)来计算在所述能更换的能量存储器(12)的所述第一机电接口(16)的所述第一功率触点(46)与所述电气设备(18)的所述另外的机电接口(24)之间的第一过渡电阻值(rdist1)。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，借助于施加在所述机电接口(16，24)的第二功率触点(50)上的电流脉冲(ipulse)测量在所述第一功率触点和第二功率触点(46，50)上的电池电压改变(ubatt，pulse)，并且在所测量的电池电压改变(ubatt，pulse)的基础上计算所述可更换的能量存储器(12)的虚拟内阻值(ri，virt)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，计算在所述机电接口(16，24)的所述第二功率触点(50)之间的第二过渡电阻值(rdist2)，使得从所述能更换的能量存储器(12)的所述虚拟内阻值(ri，virt)中减去所述能更换的能量存储器(12)和所述第一过渡电阻值(rdist1)的在所述电气设备(18)中已知的标称内阻值(ri)。
9.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果所述第一过渡电阻值和/或第二过渡电阻值(rdist1，rdist2)超过第一阈值(s1)，则所述电气设备(18)减小或者中断所述充电或放电电流(i)。
10.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当所述第一过渡电阻值和/或第二过渡电...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·奥斯瓦尔德，C·克利，MA·赛贝特，H·韦内鲁斯，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：
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