CH708116B1 - Mobile electrical device with at least two lithium-ion batteries and arrangement of two such electrically connected in series accumulators. - Google Patents

Mobile electrical device with at least two lithium-ion batteries and arrangement of two such electrically connected in series accumulators. Download PDF

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CH708116B1
CH708116B1 CH01433/13A CH14332013A CH708116B1 CH 708116 B1 CH708116 B1 CH 708116B1 CH 01433/13 A CH01433/13 A CH 01433/13A CH 14332013 A CH14332013 A CH 14332013A CH 708116 B1 CH708116 B1 CH 708116B1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein mobiles elektrisches Gerät (10), insbesondere ein Handwerkzeug (12) oder handgeführtes Gartenwerkzeug, mit einem elektrisch betriebenen Antriebsmotor (14) für rotierende, oszillierende und/oder umlaufende Werkzeugträger (16) oder Bearbeitungswerkzeuge (18), dessen elektrische Energieversorgung (20) wenigstens zwei elektrisch in Reihe geschaltete Lithium-Ionen-Akkumulatoren (22) gleicher Bauart und weitgehend gleicher Kapazität und Nennspannung umfasst. Den Akkumulatoren (22) sind jeweils getrennt arbeitende Überwachungseinrichtungen (24) zur permanenten Überwachung elektrischer und/oder physikalischer Parameter wie aktuelle Spannungen, Stromstärken und/oder Temperaturen an den einzelnen Akkumulatoren (22) zugeordnet. Die Überwachungseinrichtungen (24) sind mit einer Schutzschaltung (26) gekoppelt, die zumindest bei auftretenden Unterspannungen und/oder Übertemperaturen eine Spannungs- und/oder Stromstärkenbegrenzung und/oder eine Trennung des betroffenen Akkumulators (22) oder der betroffenen Akkumulatoren (22) von weiteren elektrischen Komponenten des elektrischen Gerätes (10) vorsehen.The invention relates to a mobile electrical device (10), in particular a hand tool (12) or hand-held garden tool, with an electrically driven drive motor (14) for rotating, oscillating and / or rotating tool carrier (16) or machining tools (18), the electrical power supply (20) comprises at least two electrically connected in series lithium-ion batteries (22) of the same type and substantially the same capacity and rated voltage. The accumulators (22) are each assigned separately operating monitoring devices (24) for the permanent monitoring of electrical and / or physical parameters such as actual voltages, current strengths and / or temperatures at the individual accumulators (22). The monitoring devices (24) are coupled to a protection circuit (26) which, at least when undervoltages and / or overtemperatures occur, limit voltage and / or current limitation and / or disconnect the affected accumulator (22) or the affected accumulators (22) from others provide electrical components of the electrical device (10).

Description

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein mobiles elektrisches Gerät, insbesondere ein Handwerkzeug oder Gartengerät o. dgl. mit elektrisch betriebenem Antriebsmotor für rotierende, oszillierende und/oder umlaufende Werkzeugträger oder Bearbeitungswerkzeuge, dessen elektrische Energieversorgung wenigstens zwei elektrisch in Reihe geschaltete Li-thium-lonen-Akkumulatoren gleicher Bauart und weitgehend gleicher Kapazität und Nennspannung umfasst. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anordnung mit mindestens zwei elektrisch in Reihe geschalteten Lithium-Ionen-Akkumulatoren gleicher Bauart und weitgehend gleicher Kapazität und Nennspannung, insbesondere zur elektrischen Energieversorgung eines mobilen elektrischen Gerätes wie eines Handwerkzeuges, eines Gartengerätes o.dgl.The present invention relates to a mobile electrical device, in particular a hand tool or garden tool o. The like. With electrically operated drive motor for rotating, oscillating and / or rotating tool carrier or processing tools, the electrical power supply at least two electrically connected in series Li-thium ion accumulators of the same type and largely the same capacity and rated voltage includes. The invention further relates to an arrangement with at least two electrically connected in series lithium-ion batteries of the same type and largely the same capacity and rated voltage, in particular for the electrical power supply of a mobile electrical device such as a hand tool, a garden tool or the like.

[0002] Mobile elektrische Geräte mit Akkumulatoren, die sich stromnetzunabhängig betreiben lassen, sind seit langer Zeit bekannt. Mit der zunehmend höheren Energiedichte und den fallenden Kosten moderner Akkumulatoren werden nicht nur tragbare EDV-Geräte, sondern bspw. auch Handwerkzeugmaschinen, Gartengeräte oder andere Geräte mit Akkumulatoren ausgestattet, so dass sie unabhängig von einem öffentlichen Stromnetz zur Spannungsversorgung und damit ohne störende Kabel für längere Zeiträume an nahezu beliebigen Orten eingesetzt und betrieben werden können.Mobile electrical devices with batteries that can be operated independently of the power supply, have long been known. With the increasingly higher energy density and the falling costs of modern accumulators not only portable computing devices, but also, for example, hand tools, gardening equipment or other devices are equipped with batteries so that they are independent of a public power grid to power and thus without disturbing cables for longer Periods can be used and operated at almost any location.

[0003] Als Akkumulatoren mit ausreichend hoher Energiedichte werden insbesondere sog. Lithium-Ionen-Akkumulatoren eingesetzt. Solche Lithium-Ionen-Akkus weisen nicht nur eine relativ hohe Energiedichte auf, sondern sie sind thermisch stabil und unterliegen einem nur sehr geringen Memory-Effekt, wodurch sie auch bei wenig sorgfältigem Aufladeverhalten eine ausreichend hohe Kapazität verfügbar halten können. Je nach eingesetzter Bauart der Akkumulatoren können diese unterschiedliche Betriebsparameter aufweisen, bspw. unterschiedliche Zellenspannungen, Temperaturempfindlichkeiten oder maximal zulässige Lade- oder Entladeströme.As accumulators with sufficiently high energy density in particular so-called. Lithium-ion accumulators are used. Such lithium-ion batteries not only have a relatively high energy density, but they are thermally stable and subject to only a very small memory effect, whereby they can keep a sufficiently high capacity available even with little careful charging behavior. Depending on the type of accumulator used, these may have different operating parameters, for example different cell voltages, temperature sensitivities or maximum permissible charging or discharging currents.

[0004] Trotz ihres weit gefächerten Einsatzspektrums und ihrer universellen Ersetzbarkeit setzt eine hohe Lebensdauer der Lithium-Ionen-Akkumulatoren gleichwohl deren sorgfältige Behandlung voraus. Die sog. Zyklenlebensdauer ist abhängig von der Art und der Qualität des Akkus, von der Temperatur, und von der Art der Nutzung des Akkus, insbesondere den (Ent-)Ladehüben, der Ladeschlussspannung und der Stärke der Lade- sowie Entladeströme. Bei hohen Temperaturen kann sich die Zyklenhaltbarkeit deutlich verringern, weshalb der Akku am besten bei Raumtemperatur verwendet werden sollte. Niedrige Temperaturen während des Betriebs können den Akkus ebenfalls schaden, während eine Lagerung bei tiefen Temperaturen in aller Regel keine Probleme verursacht. Ein Laden und Entladen mit relativ flachen Ladekurven kann die Haltbarkeit deutlich erhöhen. So kann bspw. ein Lithium-Ionen-Akku, von dem statt 100% nur 50% der maximalen Kapazität entladen und dann wieder geladen werden, die mehr als doppelte Zyklenzahl durchhalten. Der Grund hierfür ist, dass bei vollständig entladenem und vollständig geladenem Akku hohe Belastungen für die Elektroden entstehen. Ebenso erhöhen starke Lade- und Entladeströme die mechanischen und thermischen Belastungen und wirken sich so negativ auf die Zyklenzahl aus.Despite their wide range of applications and their universal replaceability is a long life of the lithium-ion batteries, however, requires their careful treatment. The so-called cycle life depends on the type and quality of the battery, the temperature, and the type of use of the battery, in particular the (discharge) loading strokes, the end-of-charge voltage and the strength of the charging and discharging currents. At high temperatures, the cycle life can be significantly reduced, which is why the battery should be used best at room temperature. Low temperatures during operation can also damage the batteries, while storage at low temperatures usually causes no problems. Loading and unloading with relatively flat charging curves can significantly increase the durability. For example, a lithium-ion battery, from which instead of 100% only 50% of the maximum capacity can be discharged and then recharged, can withstand more than twice the number of cycles. The reason for this is that when fully discharged and fully charged battery high loads for the electrodes. Likewise, high charge and discharge currents increase the mechanical and thermal loads and thus have a negative effect on the number of cycles.

[0005] Bei einem mobilen Einsatz in Elektrogeräten können zahlreiche der genannten Risiken auftreten, die die Lebensdauer der als elektrische Energieversorgung eingesetzten Akkumulatoren herabsetzen können. Dies trifft insbesondere bei einem Einsatz in Handwerkzeuggeräten zu, da hierbei besonders ungünstige Betriebsbedingungen gehäuft auftreten können, so bspw. relativ hohe oder tiefe Temperaturen, Spannungsspitzen oder häufigere Tiefentladungen durch einen robusten Einsatz der Handwerkzeuge, bspw. auf Baustellen oder im Bereich von Aussenmontagen. Aus diesem Grund sollte bei solchen Einsatzbedingungen der Betriebssicherheit der Akkumulatoren eine erhöhte Aufmerksamkeit gewidmet werden.In a mobile use in electrical appliances, many of the risks mentioned can occur, which can reduce the life of the accumulators used as an electrical energy supply. This is especially true when used in hand tools, as this can occur more often unfavorable operating conditions, so for example, relatively high or low temperatures, voltage spikes or more frequent deep discharges by a robust use of hand tools, eg. On construction sites or in the field of outdoor installations. For this reason, the reliability of the accumulators should be given increased attention in such conditions of use.

[0006] Das vorrangige Ziel der vorliegenden Erfindung wird darin gesehen, ein besonders betriebssicheres und langlebiges mobiles elektrisches Gerät, insbesondere ein Handwerkzeug mit elektrisch betriebenem Antriebsmotor für rotierende, oszillierende und/oder umlaufende Werkzeugträger oder Bearbeitungswerkzeuge, zur Verfügung zu stellen, dessen elektrische Energieversorgung wenigstens zwei elektrisch in Reihe geschaltete Lithium-Ionen-Akkumulatoren gleicher Bauart und weitgehend gleicher Kapazität und Nennspannung umfasst. Bei diesem elektrischen Gerät soll insbesondere die elektrische Energieversorgung möglichst gut gegen Beschädigungen aller Art durch unsachgemässe Behandlung und/ oder durch besonders harte Einsatzbedingungen geschützt und abgesichert sein, was vorrangig durch eine entsprechend ausgelegte Überwachungsschaltung realisiert sein sollte.The primary object of the present invention is seen to provide a particularly reliable and durable mobile electrical device, in particular a hand tool with electrically operated drive motor for rotating, oscillating and / or rotating tool carrier or machining tools, available, the electrical power supply at least comprises two electrically connected in series lithium-ion batteries of the same type and largely the same capacity and rated voltage. In this electrical device, in particular, the electrical power supply should be as well protected and protected against damage of all kinds by improper treatment and / or by particularly harsh operating conditions, which should be realized primarily by a suitably designed monitoring circuit.

[0007] Diese genannten Ziele der Erfindung werden durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche erreicht. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen. So schlägt die Erfindung zur Lösung der genannten Aufgabe ein mobiles elektrisches Gerät vor, das insbesondere ein Handwerkzeug mit elektrisch betriebenem Antriebsmotor für rotierende, oszillierende und/oder umlaufende Werkzeugträger oder Bearbeitungswerkzeuge sein kann. Die elektrische Energieversorgung des elektrischen Gerätes bzw. des Handwerkzeuges umfasst wenigstens zwei elektrisch in Reihe geschaltete Lithium-Ionen-Akkumulatoren gleicher Bauart und weitgehend gleicher Kapazität und Nennspannung, denen jeweils getrennt arbeitende Überwachungseinrichtungen zur permanenten Überwachung elektrischer und/oder physikalischer Parameter wie aktuelle Spannungen, Stromstärken und/oder Temperaturen an den einzelnen Akkumulatoren zugeordnet sind, die wiederum mit einer Schutzschaltung gekoppelt sind, die zumindest bei auftretenden Unterspannungen und/oder Übertemperaturen eine Spannungs- und/oder Stromstärkenbegrenzung und/oder eine Trennung des betroffenen Akkumulators oder der betroffenen Akkumulatoren von weiteren elektrischen Komponenten des elektrischen Gerätes vorsehen. Darüber hinaus können weitere Parameter überwacht und zur Steuerung der Akkumula toren herangezogen werden, die einen Einfluss auf die Funktion und/oder Lebensdauer der Akkumulatoren haben können. Solche weiteren Parameter können insbesondere eine Stromaufnahme oder auch eine Untertemperatur sein.These stated objects of the invention are achieved by the subject matters of the independent claims. Further advantageous embodiments of the invention can be found in the subclaims. Thus, the invention proposes to solve the above problem, a mobile electrical device, which may be in particular a hand tool with electrically operated drive motor for rotating, oscillating and / or rotating tool carrier or processing tools. The electrical power supply of the electrical device or the hand tool comprises at least two electrically connected in series lithium ion batteries of the same type and largely the same capacity and rated voltage, each separately operating monitoring devices for permanent monitoring electrical and / or physical parameters such as current voltages, currents and / or temperatures are assigned to the individual accumulators, which in turn are coupled to a protective circuit which, at least when occurring undervoltages and / or excess temperatures, a voltage and / or current limitation and / or a separation of the affected accumulator or affected accumulators of other electrical Provide components of the electrical device. In addition, other parameters can be monitored and used to control the Akkumula factors that can have an impact on the function and / or life of the batteries. Such additional parameters may be, in particular, a current consumption or an under temperature.

[0008] Darüber hinaus können die Schutzschaltungen vorsehen, dass auch bei auftretenden Überspannungen und/oder Untertemperaturen Spannungs- und/oder Stromstärkenbegrenzungen vorgesehen sind, wobei wahlweise auch eine Trennung des betroffenen Akkumulators oder der betroffenen Akkumulatoren von weiteren elektrischen Komponenten des elektrischen Gerätes vorgesehen sein kann. Während Überspannungen insbesondere bei Ladevorgängen auftreten und hier zu Problemen führen können, können Unterspannungen besonders im laufenden Betrieb des Geräts zu ernsthaften Problemen und zu Beschädigungen der Akkumulatoren führen. Auftretende Überspannungen lassen sich durch entsprechende Vorkehrungen im Ladegerät normalerweise absichern, während Unterspannungen, die im Betrieb auftreten, entweder von einer geeigneten Schutzschaltung im Gerät und/oder von einer entsprechenden Schutzschaltung im Akkumulator abzusichern sind.In addition, the protection circuits can provide that voltage and / or current limiting are provided even in the event of overvoltages and / or under-temperatures, optionally also a separation of the affected accumulator or the affected batteries of other electrical components of the electrical device can be provided , While overvoltages can occur in particular during charging processes and can lead to problems here, undervoltages can lead to serious problems and damage to the accumulators, especially during operation of the device. Occurring overvoltages can be secured by appropriate precautions in the charger normally, while under-voltages that occur in operation, either by a suitable protection circuit in the device and / or by a corresponding protection circuit in the accumulator are hedged.

[0009] Bei dem erfindungsgemässen elektrischen Gerät können insbesondere zwei identische und elektrisch in Reihe geschaltete Lithium-Ionen-Akkumulatoren verbaut sein, die in einem gemeinsamen Gehäusefach des elektrischen Gerätes oder räumlich getrennt voneinander in jeweils separaten Gehäusefächern des Gerätes angeordnet sind. Sinnvollerweise können die Akkumulatoren zu Wartungszwecken ohne Zuhilfenahme von Werkzeug aus ihren Gehäusefächern entnommen und dort wieder eingesetzt werden. Die Anordnung der Akkus im Gerät, d.h. die Anordnung der entsprechenden Gehäusefächer zur Aufnahme der Akkumulatoren richtet sich nach den jeweiligen Platzverhältnissen bzw. nach dem verfügbaren Einbauraum oder wahlweise auch nach Vorgaben einer Gewichtsbalance des Gerätes, was bspw. bei Handwerkzeugen von Bedeutung sein kann, da eine sinnvolle Gewichtsverteilung normalerweise ergonomische Vorteile mit sich bringt, während eine ungünstige Gewichtsverteilung zu einer schnelleren Ermüdung des Benutzers führen kann, da hierbei unnötig hohe Haltekräfte auftreten können.In the inventive electrical device, in particular two identical and electrically connected in series lithium-ion batteries can be installed, which are arranged in a common housing compartment of the electrical device or spatially separated from each other in each separate housing compartments of the device. It makes sense to the accumulators can be removed for maintenance purposes without the aid of tools from their housing compartments and used there again. The location of the batteries in the device, i. the arrangement of the corresponding housing compartments for receiving the batteries depends on the space available or according to the available installation space or optionally according to specifications of a weight balance of the device, which, for example, may be of importance in hand tools, since a meaningful weight distribution usually ergonomic advantages brings, while an unfavorable weight distribution can lead to a faster fatigue of the user, since this unnecessarily high holding forces can occur.

[0010] Die Überwachungseinrichtungen des erfindungsgemässen elektrischen Gerätes können gemäss einer vorteilhaften Ausführungsvariante jeweils Schutzschaltungen zur Erkennung von elektrischen Kurzschlüssen bei einer erfassten Überschreitung einer maximal zulässigen Stromstärke am betroffenen Akkumulator bzw. an den in Serie geschalteten Akkumulatoren sowie zur Trennung des betroffenen Akkumulators oder der betroffenen Akkumulatoren von weiteren elektrischen Komponenten des elektrischen Gerätes vorsehen. Auf diese Weise können die Akkumulatoren vor Beschädigungen durch eine zu hohe Stromstärke oder durch einen elektrischen Kurzschluss geschützt werden. Zudem können die Schutzschaltungen vorzugsweise auch jeweils Einrichtungen zur zumindest temporären Strombegrenzung bei einer festgestellten Überschreitung der als maximal zulässig definierten Stromstärke aufweisen.The monitoring devices of the inventive electrical device, according to an advantageous embodiment, each protection circuits for detecting electrical short circuits in a detected overshoot of a maximum allowable current to the affected battery or to the series-connected accumulators and the separation of the affected accumulator or affected accumulators Provide additional electrical components of the electrical device. In this way, the batteries can be protected from damage caused by excessive current or by an electrical short circuit. In addition, the protective circuits may preferably also each have means for at least temporary current limiting in a detected overshoot of the maximum permissible defined current.

[0011] Eine Variante des erfindungsgemässen elektrischen Gerätes sieht vor, dass dessen Überwachungseinrichtungen jeweils Schutzschaltungen aufweisen, die jedem einzelnen Akkumulator zugeordnet sind und die eine Trennung des betroffenen Akkumulators oder der betroffenen Akkumulatoren von weiteren elektrischen Komponenten des elektrischen Gerätes vorsehen, sobald eine Schutzschaltung wenigstens eines Akkumulators anspricht. Hierbei ist vorgesehen, dass jedem einzelnen von mehreren Akkumulatoren jeweils eine Schutzschaltung zugeordnet ist, die jeweils autonom die Parameter des ihm zugeordneten Akkumulators überwacht und/oder für dessen elektrischen Trennung vom Gerät sorgt, sobald ein Fehler und/oder eine Fehlfunktion erkannt wurde. D.h., die Schutzelektronik zur Absicherung der Akkus und deren Betriebssicherheit ist schaltungstechnisch und physisch immer am Akku selbst angeordnet, so dass diese unter allen Umständen geschützt und abgesichert werden können, unabhängig von ihrem Ladezustand. Die den einzelnen Akkus zugeordnete Schutzelektronik kann auch bei einem halbleeren oder einem relativ alten Akku für die erforderliche Absicherung sorgen, auch wenn dieser ggf. mit einem neuen Akku kombiniert ist. Ein typisches Problem, das hier auftreten kann, ist die schnellere Entladung von alten Akkus und/oder deren schnellerer Spannungsabfall. Die den einzelnen Akkus zugeordneten Schutzschaltungen können selbst diesen Fall absichern. Wenn dagegen nur eine Schutzelektronik im Gerät, nicht jedoch im Akku, vorhanden wäre, könnte dies zu vielfältigen Problemen führen, z.B. bei Verwendung eines ungeeigneten oder falschen Ladegerätes. Dagegen können die erfindungsgemäss abgesicherten Akkus in beliebigen Fremdgeräten eingesetzt werden, ohne dass damit irgendwelche Risiken für die Lebensdauer der Akkus verbunden sind.A variant of the inventive electrical device provides that its monitoring devices each have protective circuits, which are assigned to each individual battery and provide a separation of the affected accumulator or the affected accumulators of other electrical components of the electrical device, as soon as a protective circuit at least one Accumulator responds. It is provided that each of a plurality of accumulators each have a protective circuit is assigned, each autonomously monitors the parameters of its associated accumulator and / or ensures its electrical isolation from the device as soon as a fault and / or malfunction was detected. In other words, the protective electronics for securing the batteries and their operational reliability are always technically and physically arranged on the battery itself, so that they can be protected and protected under all circumstances, regardless of their state of charge. The protection electronics associated with the individual batteries can provide the required protection even with a half-empty or a relatively old battery, even if this is possibly combined with a new battery. A typical problem that can occur here is the faster discharge of old batteries and / or their faster voltage drop. The protective circuits assigned to the individual batteries can even protect this case. On the other hand, if only protection electronics were present in the device but not in the battery, this could lead to many problems, e.g. when using an improper or incorrect charger. By contrast, the batteries insured according to the invention can be used in any third-party devices, without any risks being associated with the service life of the batteries.

[0012] Eine weitere Variante des erfindungsgemässen elektrischen Gerätes kann vorsehen, dass die Schutzschaltungen bei einer festgestellten Überschreitung der als maximal zulässig definierten Stromstärke eine zumindest temporäre elektrische Trennung des Antriebsmotors und/oder weiterer elektrischer Verbraucher von den Akkumulatoren vorsehen. Darüber hinaus kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Schutzschaltungen bei einer festgestellten Über- oder Unterschrei-tung der als maximal zulässig definierten Spannung eine zumindest temporäre elektrische Trennung des Antriebsmotors und/oder weiterer elektrischer Verbraucher von den Akkumulatoren vorsehen.A further variant of the electrical device according to the invention can provide that the protective circuits provide an at least temporary electrical separation of the drive motor and / or other electrical consumers of the accumulators at a detected overshoot of the maximum allowable defined current. In addition, it can preferably be provided that the protective circuits provide an at least temporary electrical separation of the drive motor and / or other electrical consumers of the accumulators in a detected over or Unterschrei-tion of the maximum permissible voltage defined.

[0013] So können die Überwachungseinrichtungen jeweils Schutzschaltungen zur Erfassung und Erkennung von elektrischen Überspannungen bei Überschreitung einer maximal zulässigen Spannung und/oder von zu hohen Stromstärken am betroffenen Akkumulator bzw. an den in Serie geschalteten Akkumulatoren sowie zur Trennung des betroffenen Akkumulators oder der betroffenen Akkumulatoren von weiteren elektrischen Komponenten des elektrischen Gerätes vorsehen. Vorzugsweise weisen bei dieser Variante die Schutzschaltungen jeweils Einrichtungen zur Spannungsbegrenzung bei einer festgestellten Überschreitung der als maximal zulässig definierten Spannung an den Akkumulatoren auf. Hierbei können die Schutzschaltungen bei einer festgestellten Überschreitung der als maximal zulässig definierten Spannung eine zumindest temporäre elektrische Trennung des Antriebsmotors und/oder weiterer elektrischer Verbraucher von den Akku mulatoren vorsehen, was wiederum einer Vermeidung von Beschädigungen der Akkumulatoren und/oder der mit diesen elektrischen verbundenen Steuerschaltungen dienen kann.Thus, the monitoring devices can each protection circuits for detection and detection of electrical surges when exceeding a maximum allowable voltage and / or excessive current to the affected accumulator or to the series-connected accumulators and the separation of the affected accumulator or affected accumulators Provide additional electrical components of the electrical device. Preferably, in this variant, the protective circuits each have means for limiting the voltage at a detected excess of the maximum permissible voltage defined on the accumulators. In this case, the protective circuits can provide an at least temporary electrical separation of the drive motor and / or further electrical load from the battery mulatoren at a detected overshoot of the maximum permissible defined voltage, which in turn avoiding damage to the batteries and / or associated with these electrical control circuits can serve.

[0014] Darüber hinaus weisen die Schutzschaltungen vorzugsweise jeweils Einrichtungen zur Spannungs- oder Stromstärkenbegrenzung und/oder zur Deaktivierung der Akkus bei einer festgestellten Unterspannung der Akkus, d.h. bei einer Unterschreitung der als minimal erforderlich definierten Spannungen an den Akkumulatoren auf. Hierbei können die Schutzschaltungen bei einer festgestellten Unterschreitung der minimal notwendigen Spannungen eine zumindest temporäre elektrische Trennung des Antriebsmotors und/oder weiterer elektrischer Verbraucher von den Akkumulatoren vorsehen, was wiederum einer Vermeidung von Beschädigungen der Akkumulatoren und/oder der mit diesen elektrischen verbundenen Steuerschaltungen dienen kann. Unterspannungen können unmittelbar zu Zersetzungserscheinungen an den Kathoden der Akkus und zur Auflösung des Metalloxids und metallischer Elektrodenträger führen. Da bei Unterspannungen, die im Betrieb der Akkus auftreten, die Zellen überfordert sind oder sich am Ende eines Ladezyklus befinden, ist es notwendig, für diese Fälle eine Abschaltung und Trennung der elektrischen Verbindungen zwischen den Akkus und den Verbrauchern des elektrischen Gerätes zu sorgen.In addition, the protection circuits preferably each have means for limiting the voltage or current limit and / or for deactivating the batteries at a detected undervoltage of the batteries, i. when falling below the minimum required voltages defined on the accumulators. In this case, the protective circuits can provide an at least temporary electrical separation of the drive motor and / or further electrical load from the accumulators, which in turn can serve to avoid damage to the accumulators and / or connected to these electrical control circuits at a detected shortfall of the minimum necessary voltages. Under-voltages can lead directly to decomposition phenomena at the cathodes of the accumulators and to the dissolution of the metal oxide and metallic electrode carriers. Since undervoltages that occur in the operation of the batteries, the cells are overwhelmed or at the end of a charge cycle, it is necessary to provide for these cases, a shutdown and disconnection of the electrical connections between the batteries and the consumers of the electrical device.

[0015] Wahlweise können die Schutzschaltungen zudem jeweils Einrichtungen zur Strombegrenzung bei einer festgestellten Überschreitung der als maximal zulässig definierten Stromstärke an den Akkumulatoren aufweisen. Hierbei können die Schutzschaltungen bei einer festgestellten Überschreitung der als maximal zulässig definierten Stromstärke eine zumindest temporäre elektrische Trennung des Antriebsmotors und/oder weiterer elektrischer Verbraucher von den Akkumulatoren vorsehen, was wiederum einer Vermeidung von Beschädigungen der Akkumulatoren und/oder der mit diesen elektrischen verbundenen Steuerschaltungen dienen kann.Optionally, the protective circuits may also each have means for limiting the current at a detected overshoot of the maximum allowable defined current to the accumulators. In this case, the protective circuits can provide an at least temporary electrical separation of the drive motor and / or other electrical loads from the accumulators when a detected exceeding the maximum allowable defined current, which in turn serve to avoid damage to the accumulators and / or associated with these electrical control circuits can.

[0016] Wahlweise kann das elektrische Gerät auch mit Überwachungseinrichtungen versehen sein, die jeweils Schutzschaltungen zur Erkennung von Übertemperaturen bei Überschreitung einer maximal zulässigen Temperatur am betroffenen Akkumulator bzw. an den in Serie geschalteten Akkumulatoren sowie zur Trennung des betroffenen Akkumulators oder der betroffenen Akkumulatoren von weiteren elektrischen Komponenten des elektrischen Gerätes vorsehen. Eine weitere sinnvolle Variante des elektrischen Gerätes sieht vor, dass dessen Überwachungseinrichtungen jeweils Schutzschaltungen zur Erkennung von Untertemperaturen bei Unterschreitung einer minimal zulässigen Temperatur am betroffenen Akkumulator bzw. an den in Serie geschalteten Akkumulatoren, insbesondere von Temperaturen unterhalb 0 °C, sowie zur Trennung des betroffenen Akkumulators oder der betroffenen Akkumulatoren von weiteren elektrischen Komponenten des elektrischen Gerätes vorsehen. Da die bei dem erfindungsgemässen elektrischen Gerät eingesetzten Lithium-Ionen-Ak-kus typischerweise empfindlich auf Untertemperaturen, insbesondere auf Temperaturen unterhalb von ca. O °C reagieren, kann es sinnvoll sein, bei solchen Temperaturbereichen den Betrieb durch Abschalten bzw. Deaktivieren der Akkus bzw. ihrer Steuerelektronik zu unterbinden, damit die Akkus durch einen längeren Betrieb bei zu niedrigen Temperaturen nicht dauerhaft geschädigt werden.Optionally, the electrical device may also be provided with monitoring devices, each protective circuits for detecting excess temperatures when exceeding a maximum allowable temperature on the affected accumulator or to the series-connected accumulators and the separation of the affected accumulator or the affected accumulators of others provide electrical components of the electrical device. Another useful variant of the electrical device provides that its monitoring devices each protection circuits for detecting under-temperatures when falling below a minimum allowable temperature at the affected battery or to the series-connected accumulators, in particular of temperatures below 0 ° C, and to separate the affected Provide accumulator or the affected accumulators of other electrical components of the electrical device. Since the lithium-ion batteries used in the electrical device according to the invention typically react sensitively to under-temperatures, in particular to temperatures below about 0.degree. C., it may be sensible to operate at such temperature ranges by switching off or deactivating the rechargeable batteries or batteries to prevent their control electronics, so that the batteries are not permanently damaged by prolonged operation at too low temperatures.

[0017] Bei den Varianten des elektrischen Gerätes, die mit einer solchen Überwachung der Temperaturbereiche ausgestattet sind, kann eine zeitgesteuerte Wiederaktivierung von elektrischen Komponenten und/oder des elektrischen Antriebsmotors vorgesehen sein, sofern die festgestellte Temperatur der Akkumulatoren nach einer definierten Zeitdauer innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt. Auf diese Weise wird verhindert, dass der Benutzer bei einer nicht mehr gegebenen Beschädigungsgefahr für die Akkumulatoren am weiteren bestimmungsgemässen Einsatz des erfindungsgemässen elektrischen Gerätes gehindert ist.In the variants of the electrical device, which are equipped with such a monitoring of the temperature ranges, a timed reactivation of electrical components and / or the electric drive motor may be provided, provided that the detected temperature of the accumulators after a defined period of time within a certain range lies. In this way it is prevented that the user is prevented in a no longer given risk of damage to the batteries on the further intended use of the inventive electrical device.

[0018] Wahlweise oder zusätzlich kann bei dem elektrischen Gerät jedoch auch vorgesehen sein, dass zur erneuten Freigabe der Akkumulatoren und/oder deren elektrische Verbindung mit weiteren Komponenten des Geräts und/oder mit dem elektrischen Antriebsmotor nach einer Trennung oder Abschaltung eine Quittierung über einen zusätzlichen Drucktaster oder Schalter erforderlich ist. Vorteilhaft kann im Interesse einer erhöhten Benutzerfreundlichkeit darüber hinaus eine zusätzliche optische Anzeige oder eine Signaleinrichtung o. dgl. sein. So kann bspw. eine temporäre oder nur durch aktive Freigabe aufhebbare Trennung der Akkumulatoren von weiteren Komponenten des Geräts und/oder vom elektrischen Antriebsmotor über wenigstens eine optische Anzeige- oder Signaleinrichtung kenntlich gemacht werden.Alternatively or additionally, in the electrical device, however, also be provided that for re-release of the batteries and / or their electrical connection with other components of the device and / or with the electric drive motor after disconnection or shutdown an acknowledgment via an additional Pushbutton or switch is required. In addition, in the interest of increased user friendliness, an additional optical display or a signaling device or the like may be advantageous. Thus, for example, a temporary or can only be canceled by active release separation of the batteries of other components of the device and / or the electric drive motor via at least one optical display or signaling device be identified.

[0019] Bei dem erfindungsgemässen elektrischen Gerät können die Lithium-Ionen-Akkumulatoren bspw. jeweils eine Nennspannung zwischen ca.12 und ca. 25 Volt aufweisen, wobei bei elektrischen Handwerkzeugen insbesondere Nennspannungen von jeweils ca. 18 V sinnvoll und praktikabel sind. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Lithium-Ionen-Ak-kumulatoren jeweils eine Überspannungsfestigkeit von bis zu 45 Volt, insbesondere jeweils von bis zu 60 V aufweisen. Ausserdem haben sich Lithium-Ionen-Akkumulatoren mit Nennkapazitäten von ca. 1 bis 5 Amperestunden als praktikabel erwiesen, wobei bei typischen elektrischen Handwerkzeugen insbesondere Akkus mit Nennkapazitäten zwischen ca. 1,5 und 3 Amperestunden zum Einsatz kommen können.In the inventive electrical device, the lithium-ion batteries, for example, each having a nominal voltage between about 12 and about 25 volts, with electrical hand tools in particular rated voltages of about 18 V each are useful and practical. It can be provided that the lithium-ion accumulators each have an overvoltage resistance of up to 45 volts, in particular of up to 60 volts. In addition, lithium-ion batteries with nominal capacities of about 1 to 5 ampere hours have proven to be practicable, with typical electric hand tools in particular batteries with nominal capacities between about 1.5 and 3 ampere hours can be used.

[0020] Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Anordnung mit mindestens zwei elektrisch in Reihe geschalteten Lithium-Ionen-Akkumulatoren gleicher Bauart und weitgehend gleicher Kapazität und Nennspannung, die insbesondere der elektrischen Energieversorgung eines mobilen elektrischen Gerätes wie eines Handwerkzeuges mit elektrisch betriebenem Antriebsmotor für rotierende, oszillierende und/oder umlaufende Werkzeugträger oder Bearbeitungswerkzeuge dienen können. Hierbei können den wenigstens zwei Lithium-Ionen-Akkumulatoren jeweils getrennt arbeitende Überwachungseinrichtungen zur permanenten Überwachung elektrischer und/oder physikalischer Parameter wie aktuelle Spannungen, Stromstärken und/oder Temperaturen an den einzelnen Akkumulatoren zugeordnet sein, die mit einerThe present invention further relates to an arrangement with at least two electrically connected in series lithium-ion batteries of the same type and largely the same capacity and rated voltage, in particular the electrical power supply of a mobile electrical device such as a hand tool with electrically driven drive motor for rotating, oscillating and / or rotating tool carrier or machining tools can serve. Here, the at least two lithium-ion batteries each separately operating monitoring devices for permanent monitoring of electrical and / or physical parameters such as current voltages, currents and / or temperatures can be assigned to the individual accumulators, with a

Schutzschaltung gekoppelt sind, die zumindest bei auftretenden Überspannungen und/oder Übertemperaturen eine Spannungsbegrenzung und/oder eine Trennung des betroffenen Akkumulators oder der betroffenen Akkumulatoren von weiteren elektrischen Komponenten des elektrischen Gerätes vorsehen. Weitere Varianten dieser erfindungsgemässen Anordnung können Merkmale aufweisen, wie sie zuvor anhand verschiedener Ausführungsvarianten des erfindungsgemässen elektrischen Gerätes erläutert wurden. Diese Gerätevarianten beziehen sich gleichermassen auf verschiedene Ausführungsvarianten der Anordnung zweier elektrisch in Reihe geschalteter Lithium-Ionen-Akkumulatoren.Protection circuit are coupled, which provide at least for overvoltages occurring and / or excess temperatures, a voltage limit and / or a separation of the affected accumulator or the affected accumulators of other electrical components of the electrical device. Further variants of this arrangement according to the invention may have features as explained above with reference to various embodiments of the electrical device according to the invention. These device variants relate equally to different embodiments of the arrangement of two electrically connected in series lithium-ion batteries.

[0021] Eine weitere, in der Praxis sehr vorteilhafte Funktion der erfindungsgemässen Akkumulatoren kann darin bestehen, dass diese eine Art treppenstufenförmiges Schaltsystem aufweisen, wodurch jeweils gleiche Akkus in verschiedenen Geräten verwendet werden können, z.B. bei Akkuschraubern, Rasenmähern etc. Dies kann dadurch erreicht werden, dass sich die den Akkus zugeordnete Schutz- und Steuerelektronik den jeweiligen Geräten anpasst und dafür sorgt, dass die Akkus in den unterschiedlichsten Betriebssituationen abgesichert und geschützt bleiben. Mit dem Begriff des treppenstufenförmigen Schaltsystems ist insbesondere gemeint, dass je nach eingesetzten Akkuzellen unterschiedliche Ströme zugelassen werden können, die teilweise nur für eine sehr geringe Zeitdauer fliessen dürfen (Quasi-stationärer Betrieb). Da bei den eingesetzten Universal-Akkus zuvor nicht bekannt ist, in welchen Geräten diese eingesetzt werden und welche Stromprofile dort auftreten können, sieht das Steuerkonzept vor, dass jeweils ein definierter Dauerstrom für eine definierte maximale Zeitdauer erlaubt wird, der sich nach der Zelle richtet. So kann bspw. ein Strom zwischen 30 und 60 Ampere für eine maximale Zeitdauer von einer bis 1,5 Sekunden zugelassen werden. Ein höherer Strom von bspw. 60 bis 90 Ampere kann demzufolge für einen kürzeren Zeitraum von z.B. maximal 150 Millisekunden zugelassen werden, während höhere Ströme von z.B. über 100 Ampere nur noch für eine maximale Zeitdauer von z.B. zwei Millisekunden zugelassen werden. Diese hier als Treppenstufencharakteristik bezeichnete Schaltcharakteristik erlaubt es, die Akkus in den unterschiedlichsten Geräten einzusetzen, ohne dass zuvor bekannt sein muss, wie das exakte Verbrauchs- und Anforderungsprofil der Geräte aussieht. Die Maxime, die hierbei zu keinem Zeitpunkt verletzt wird, besteht darin, dass die Akkumulatorenmodule selbst sicher stellen, dass ihre Zellen zu keinem Zeitpunkt überfordert werden, so dass damit eine grosse Vielzahl unterschiedlicher Geräte gleichermassen betrieben werden können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass keine aufwändigen Protokolle, Produktions- und/oder Betriebsprotokolle erforderlich sind, die ansonsten für eine reibungslose Kommunikation zwischen den Geräten und den Akkus unverzichtbar wären, da ansonsten die Gefahr bestünde, die Akkus durch bestimmte Betriebsbedingungen zu beschädigen oder zu zerstören, die nicht abgesichert sind.Another, in practice very advantageous function of the inventive accumulators may consist in that they have a kind of stair-step-shaped switching system, whereby each same batteries can be used in different devices, e.g. This can be achieved by adapting the protection and control electronics assigned to the batteries to the respective devices and ensuring that the batteries are protected and protected in a wide variety of operating situations. The term staircase-shaped switching system means in particular that, depending on the battery cells used, different currents can be permitted, some of which may flow only for a very short period of time (quasi-stationary operation). Since the universal batteries used are not previously known in which devices they are used and which power profiles can occur there, the control concept provides that in each case a defined continuous current for a defined maximum period of time is allowed, which depends on the cell. For example, a current between 30 and 60 amperes may be allowed for a maximum period of one to 1.5 seconds. A higher current of, for example, 60 to 90 amps can thus be used for a shorter period of time, e.g. 150 milliseconds, while higher currents of e.g. above 100 amps only for a maximum period of time, e.g. two milliseconds are allowed. This switching characteristic, referred to here as a step-step characteristic, makes it possible to use the batteries in a wide variety of devices without it being necessary to first know what the exact consumption and requirement profile of the devices looks like. The maxim, which is not violated here at any time, is that the accumulator modules themselves ensure that their cells are not overwhelmed at any time, so that so a large variety of different devices can be operated equally. Another advantage is that it eliminates the need for elaborate protocols, production and / or operating protocols that would otherwise be essential for smooth communication between the devices and the batteries, otherwise there is a risk of damaging or damaging the batteries due to certain operating conditions destroy that are not secured.

[0022] Für den Fachmann versteht sich von selbst, dass diese angegebenen Werte für die treppenstufenartige Schutz-und Absicherungscharakteristik lediglich beispielhaft zu verstehen sind und je nach Kapazität der Akkus, deren spezifischen Eigenschaften, der Umgebungs- und/oder Betriebsbedingungen sowie der typischerweise auftretenden Lastfälle verschiedener Geräte variieren können.For those skilled in the art, it goes without saying that these specified values for the step-like protection and protection characteristics are merely exemplary and depending on the capacity of the battery, their specific properties, the ambient and / or operating conditions and the typically occurring load cases different devices can vary.

[0023] Das elektrische Gerät kann wahlweise zwei Lithium-Ionen-Akkumulatoren mit einer Gesamtnennspannung von ca. 36 Volt oder auch drei Lithium-Ionen-Akkumulatoren mit einer Gesamtnennspannung von ca. 54 Volt aufweisen. Nach oben hin sind diese Werte ggf. erweiterbar, da auch Geräte mit vier oder mehr gleichartigen Akkumulatoren denkbar sind, bspw. mobile Schweissgeräte o. dgl., die eine höhere Stromaufnahme haben und höhere Spannungen (z.B. Ultraschall-Schweissgerät) für eine sinnvolle Ersetzbarkeit benötigen.The electrical device may optionally have two lithium-ion batteries with a total rated voltage of about 36 volts or three lithium-ion batteries with a total nominal voltage of about 54 volts. Upwards, these values are possibly expandable, as well as devices with four or more similar accumulators are conceivable, for example. Mobile welding devices o. The like., Which have a higher power consumption and higher voltages (eg ultrasonic welding device) for a meaningful substitution need ,

[0024] Ggf. können einzelne Geräte durch zusätzliche Kondensatoren oder auch Spulen ergänzt werden. So sieht eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemässen elektrischen Geräts vor, dass den Akkumulatoren wenigstens ein Kondensatormodul und/oder ein Spulensatz zur kurzzeitigen Erhöhung der abrufbaren Stromstärke bei auftretenden Lastspitzen des Geräts zugeordnet sind. Hierdurch kann die Kapazität in vorteilhafter Weise zu sehr geringen zusätzlichen Kosten kurzfristig erhöht werden, was sich bspw. vorteilhaft für ein Liefermoment eines elektrischen Antriebsmotors auswirken kann, der bei kurzfristig auftretenden hohen Lasten eine höhere Stromaufnahme haben kann.If necessary Individual devices can be supplemented by additional capacitors or coils. Thus, a further embodiment variant of the electrical device according to the invention provides that the accumulators are assigned at least one capacitor module and / or a coil set for briefly increasing the retrievable current intensity when load peaks of the device occur. In this way, the capacity can be increased in the short term advantageously at very low additional cost, which may, for example, be advantageous for a delivery torque of an electric drive motor, which may have a higher power consumption at high loads occurring at short notice.

[0025] Darüber hinaus sollte erwähnt werden, dass auch einzelne Akkumulatoren, wie sie oben beschrieben wurden, in Geräten eingesetzt werden und dort je nach Bedarf schnell ausgetauscht werden können. Durch die erfindungsgemässe Konfiguration mit der dem einzelnen Akku zugeordneten Schutzschaltung stellt es in der Praxis kein Problem dar, auch solche Akkus kurzfristig einzusetzen und auszutauschen, die nicht ihren vollen Ladezustand haben, da ihre Schutzschaltung sie vor Tiefentladung, Unter- und Übertemperatur und anderen Betriebsbedingungen schützt und darüber hinaus alle Arten von denkbaren Fehlfunktionen absichern kann.In addition, it should be mentioned that even individual batteries, as described above, are used in devices and can be quickly replaced there as needed. Due to the configuration according to the invention with the protection circuit associated with the individual battery, it is no problem in practice to use and replace batteries which do not have their full state of charge since their protection circuit protects them from deep discharge, under and over temperature and other operating conditions And beyond that, it can safeguard all sorts of conceivable malfunctions.

[0026] Ein weiterer vorteilhafter Aspekt, der bisher noch nicht erwähnt wurde, besteht darin, dass mit Hilfe der Akkumulatoren gezielt auf die Ergonomie und Handhabbarkeit der tragbaren elektrischen Geräte Einfluss genommen werden kann, da je nach Platzierung und Positionierung der Akkus im Gerät unterschiedliche Gewichtsverteilungen erzielt werden können, so dass die Gewichtsbalance im Idealfall für eine optimale Ergonomie bereits bei der Konstruktion des Gerätes erreicht werden kann. Dies kann die unterschiedlichsten Handwerkzeuge betreffen, aber auch für alle Arten von tragbaren Gartengeräten und anderen tragbaren Werkzeuge Anwendung finden, bspw. für Heckenscheren, Kettensägen etc.Another advantageous aspect, which has not yet been mentioned, is that with the help of the accumulators targeted influence on the ergonomics and manageability of portable electrical equipment can be influenced, as depending on the placement and positioning of the batteries in the device different weight distributions can be achieved so that the weight balance ideally for optimal ergonomics already in the construction of the device can be achieved. This can affect a wide variety of hand tools, but also for all types of portable gardening tools and other portable tools application, eg. For hedge trimmers, chainsaws, etc.

[0027] Darüber hinaus ist es sinnvoll, bei dem erfindungsgemässen elektrischen Gerät geeignete Schutzelemente vorzusehen, insbesondere für einen geeigneten ESD-Schutz, d.h. für einen Schutz gegen Beschädigungen durch elektrostatische Entladung zu sorgen. So ist es von Vorteil, wenn zumindest einem der wenigstens zwei in Serie geschalteten Akkumulatoren eine bidirektionale Diode (Diac) parallel geschaltet ist. Selbstverständlich ist es noch vorteilhafter, wenn jedem der wenigstens zwei in Serie geschalteten Akkumulatoren jeweils eine bidirektionale Diode (Diac) parallel geschal tet ist. Darüber hinaus kann dem elektrischen Verbraucher, insbesondere dem elektrischen Antriebsmotor des Geräts eine Freilaufdiode parallel geschaltet sein. So kann innerhalb der beiden Akkupacks jedem der beiden Akkumulatoren jeweils eine bidirektionale Diode, ein sog. Diac, parallel geschaltet sein. Diese Diacs sorgen dafür, dass sich bei ungleich geladenen Akkumulatoren oder bei Akkumulatoren mit stark unterschiedlichen elektrischen Werten oder Kapazitäten keine ungewollten Entladungseffekte ergeben, gleichzeitig aber bei Überschreiten der Durchbruchsspannungen die Schutzelektronik durch den Bypass entlastet wird, was einem effektiven ESD-Schutz entspricht. So sorgen die parallel geschalteten Diacs dafür, dass die Stromversorgung des Motors unterbrochen wird, wenn einer der Akkus bzw. Akkupacks nicht richtig arbeitet, der andere dagegen schon, um bei solchen Situationen die Entladung oder Beschädigung des ordnungsgemäss arbeitenden Akkus zu verhindern. Zusätzlich ist es sinnvoll, dem Motor oder elektrischen Verbraucher eine Freilaufdiode parallel zu schalten, die bei auftretenden Spannungsspitzen am Motor für einen Schutz der Energieversorgung, bestehend aus dem Akku bzw. den beiden in Serie geschalteten Akkupacks, sorgen kann.Moreover, it is useful to provide suitable protective elements in the inventive electrical device, in particular for a suitable ESD protection, i. E. to provide protection against damage due to electrostatic discharge. Thus, it is advantageous if at least one of the at least two batteries connected in series has a bidirectional diode (Diac) connected in parallel. Of course, it is even more advantageous if each of the at least two series-connected accumulators in each case a bidirectional diode (Diac) is switched in parallel. In addition, the electric load, in particular the electric drive motor of the device, a freewheeling diode may be connected in parallel. Thus, within the two battery packs, each of the two accumulators can each have a bidirectional diode, a so-called diac, connected in parallel. These diacs ensure that in unequally charged batteries or accumulators with very different electrical values or capacities no unwanted discharge effects, but at the same time when exceeding the breakdown voltages, the protection electronics is relieved by the bypass, which corresponds to an effective ESD protection. Thus, the diacs connected in parallel ensure that the power supply to the motor is interrupted if one of the rechargeable batteries or rechargeable battery packs does not work properly, while the other one is already there to prevent discharge or damage to the properly functioning rechargeable battery in such situations. In addition, it makes sense to connect a freewheeling diode in parallel to the motor or the electrical load, which can provide protection of the power supply consisting of the battery or the two series-connected battery packs when voltage spikes occur on the motor.

[0028] Klarstellend sei darauf hingewiesen, dass der im vorliegenden Zusammenhang häufig verwendete Begriff «Akkumulator» normalerweise das einbaufertige und austauschbare Akkumodul bzw. Akkupack bezeichnet, nicht jedoch die einzelne Zelle eines solchen Moduls. D.h., wenn im vorliegenden Zusammenhang der Begriff «Akkumulator» verwendet wird, so ist damit normalerweise das Akkumodul oder Akkupack gemeint.To clarify, it should be noted that the term "accumulator" commonly used in the present context normally designates the ready-to-install and exchangeable battery module or battery pack, but not the individual cell of such a module. That is, when the term "accumulator" is used in the present context, it usually means the battery module or battery pack.

[0029] Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Grössenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Grössenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrössert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.In the following, embodiments of the invention and their advantages are explained in more detail with reference to the accompanying figures. The size ratios of the individual elements to one another in the figures do not always correspond to the actual size ratios, since some shapes are simplified and other shapes are shown enlarged in relation to other elements for better illustration.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsvariante einer erfindungsgemässen elektrischen Maschine, die einen elektrischen Antriebsmotor aufweist, dessen elektrische Energieversorgung zwei in Reihe geschaltete Lithium-Ionen-Akkumulatoren aufweist.Fig. 1 shows a schematic representation of an embodiment of an inventive electric machine having an electric drive motor whose electrical power supply has two series-connected lithium-ion batteries.

Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht eines elektrischen Rasenmähers als Anwendungsbeispiel des erfindungsgemässen elektrischen Geräts.FIG. 2 shows a schematic plan view of an electric lawn mower as an application example of the electrical device according to the invention.

Fig. 3 zeigt eine schematische Perspektivansicht des elektrischen Rasenmähers gemäss Fig. 2.FIG. 3 shows a schematic perspective view of the electric lawnmower according to FIG. 2.

Fig. 4a zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsvariante eines Akkumulators, wie er im Ra senmäher gemäss Fig. 2 und Fig. 3 bzw. in einem elektrischen Gerät gemäss Fig. 1 eingesetzt werden kann.Fig. 4a shows a schematic perspective view of an embodiment of an accumulator, as it can be used in Ra sen mower according to FIG. 2 and FIG. 3 or in an electrical device according to FIG. 1.

Fig. 4b zeigt in einer vergrösserten Draufsicht einen Kontaktbereich des Akkus gemäss Fig. 4a.4b shows in an enlarged plan view a contact region of the battery according to FIG. 4a.

Fig. 5 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer elektrischen Energieversorgung des Geräts gemäss Fig. 1 bzw. des Rasenmähers gemäss Fig. 2 und Fig. 3.FIG. 5 shows a schematic block diagram of an electrical power supply of the device according to FIG. 1 or of the lawnmower according to FIG. 2 and FIG. 3.

Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung verschiedener Funktionalitäten der elektrischen Energieversorgung gemäss Fig. 5.6 shows a block diagram to illustrate various functionalities of the electrical power supply according to FIG. 5.

Fig. 7 zeigt in perspektivischer Darstellung eine elektrische Kettensäge als Ausführungsbeispiel eines akkubetriebenen, tragbaren Gartengeräts oder Gartenwerkzeugs.Fig. 7 shows a perspective view of an electric chain saw as an embodiment of a battery-powered, portable gardening tool or garden tool.

Fig. 8 zeigt in zwei perspektivischen Darstellungen einen Akkubohrer oder Akkuschrauber mit einem auswechselbaren Akku an seiner Gehäuseunterseite.Fig. 8 shows in two perspective views of a cordless drill or cordless screwdriver with a removable battery on its housing bottom.

Fig. 9 zeigt in zwei Schaltbildern (Fig. 9a und Fig. 9b) die Verschaltung der Akkupacks mit zusätzlichen Schutzeinrichtungen zur Sicherstellung eines ESD-Schutzes.9 shows in two circuit diagrams (FIGS. 9a and 9b) the connection of the battery packs with additional protective devices to ensure ESD protection.

[0030] Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsge-mässe Vorrichtung oder das erfindungsgemässe Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschliessende Begrenzung dar.For identical or equivalent elements of the invention, identical reference numerals are used. Furthermore, for the sake of clarity, only reference symbols are shown in the individual figures, which are required for the description of the respective figure. The illustrated embodiments merely represent examples of how the device according to the invention or the method according to the invention can be configured and do not constitute a conclusive limitation.

[0031] Die schematische Darstellung der Fig. 1 zeigt ein mobiles elektrisches Gerät 10, das insbesondere durch ein Handwerkzeug 12 mit elektrisch betriebenem Antriebsmotor 14 für rotierende, oszillierende und/oder umlaufende Werkzeugträger 16 oder Bearbeitungswerkzeuge 18 gebildet sein kann. Die elektrische Energieversorgung 20 des Antriebsmotors 14 des elektrischen Gerätes 10 umfasst im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei elektrisch in Reihe geschaltete Lithium-Ionen-Akkumulatoren 22 gleicher Bauart und weitgehend gleicher Kapazität und Nennspannung. Den beiden Li-thium-lonen-Akkus 22 sind jeweils getrennt arbeitende Überwachungseinrichtungen 24 zur permanenten Überwachung elektrischer und/oder physikalischer Parameter wie aktueller Spannungen, Stromstärken und/oder Temperaturen an den einzelnen Akkumulatoren 22 zugeordnet, die mit einer Schutzschaltung 26 gekoppelt sind, die zumindest bei auftretenden Überspannungen und/oder Übertemperaturen eine Spannungsbegrenzung und/oder eine Trennung des betroffenen Akkumulators 22 oder der betroffenen Akkumulatoren 22 von weiteren elektrischen Komponenten des elektrischen Gerätes 10, insbesondere vom elektrischen Antriebsmotor 14, vorsehen. Vorzugsweise weist das elektrische Gerät 10 bzw. das Handwerkzeug 12 zwei identische elektrisch in Reihe geschaltete Lithium-Ionen-Akkumulatoren 22 auf, die in einem gemeinsamen Gehäusefach 28 des elektrischen Gerätes 10 oder auch räumlich getrennt voneinander in jeweils separaten Gehäusefächern des Gerätes 10 angeordnet sind.The schematic representation of Fig. 1 shows a mobile electrical device 10, which may be formed in particular by a hand tool 12 with electrically operated drive motor 14 for rotating, oscillating and / or rotating tool carrier 16 or machining tools 18. The electrical power supply 20 of the drive motor 14 of the electrical device 10 includes in the illustrated embodiment, two electrically connected in series lithium-ion batteries 22 of the same type and largely the same capacity and rated voltage. The two lithium-ion batteries 22 are each assigned separately operating monitoring devices 24 for the permanent monitoring of electrical and / or physical parameters such as current voltages, currents and / or temperatures at the individual accumulators 22, which are coupled to a protection circuit 26, the at least in case of overvoltages and / or excess temperatures, a voltage limitation and / or a separation of the affected accumulator 22 or the affected accumulators 22 of other electrical components of the electrical device 10, in particular from the electric drive motor 14, provide. Preferably, the electrical device 10 and the hand tool 12, two identical electrically connected in series lithium-ion batteries 22, which are arranged in a common housing compartment 28 of the electrical device 10 or spatially separated from each other in each separate housing compartments of the device 10.

[0032] Die schematische Draufsicht der Fig. 2 zeigt eine Ausführungsvariante des erfindungsgemässen mobilen elektrischen Gerätes 10 in Form eines Rasenmähers 30, dessen elektrisch betriebener Antriebsmotor 14 ein hier nicht erkennbares rotierendes Messer an seiner Unterseite antreibt. Die elektrische Energieversorgung 20 des Antriebsmotors 14 erfolgt durch zwei elektrisch in Reihe geschaltete Lithium-Ionen-Akkumulatoren 22 gleicher Bauart, gleicher Kapazität und Nennspannung. Die den Akkus 22 zugeordneten Überwachungseinrichtungen 24, die jeweils mit Schutzschaltungen 26 gekoppelt sind, können bspw. oberhalb des Motors 14 angeordnet sein, wie dies in der Fig. 2 angedeutet ist. Wie es die Fig. 2 ausserdem erkennen lässt, sind die Akkus 22 in einem gemeinsamen Gehäusefach 28 platziert, das sich an einer Vorderseite des Rasenmähers 30 befindet. Die leichte Zugänglichkeit der in ihrem Gehäusefach 28 platzierten Akkus 22 ist durch einen klappbaren Gehäusedeckel 32 gegeben, der in der Darstellung der Fig. 3 nach vorne geschwenkt und damit geöffnet ist. Wahlweise können die Akkus 22 bei geöffnetem Deckel 32 entnommen und vom Gerät 10 bzw. vom Rasenmäher 30 getrennt werden.The schematic plan view of Fig. 2 shows a variant of the inventive mobile electrical device 10 in the form of a lawnmower 30, the electrically driven drive motor 14 drives a not recognizable here rotating knife on its underside. The electrical power supply 20 of the drive motor 14 is effected by two lithium-ion accumulators 22 of the same type, identical capacitance and rated voltage connected in series. The battery 22 associated monitoring devices 24, which are each coupled to protection circuits 26 may, for example, be arranged above the motor 14, as indicated in FIG. 2. As can also be seen from FIG. 2, the batteries 22 are placed in a common housing compartment 28, which is located on a front side of the lawnmower 30. The easy accessibility of the batteries 22 placed in their housing compartment 28 is provided by a hinged housing cover 32 which, in the illustration of FIG. 3, is pivoted forward and thus opened. Optionally, the batteries 22 can be removed with the lid 32 open and disconnected from the device 10 or from the lawnmower 30.

[0033] Die schematische Perspektivansicht der Fig. 4a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines der wenigstens zwei zur Energieversorgung eines elektrischen Geräts 10 vorgesehenen Akkus 22 (Lithium-Ionen-Akkumulators 22), der ein quaderförmiges Akkugehäuse 34 mit oberseitigen elektrischen Anschlusskontakten 36 aufweist, die beidseitig von einem Einschubrahmen 38 flankiert sind, so dass ein Einschub der Akkus 22 an ihrem vorgesehenen Einbauort nur in die durch einen Pfeil angedeutete Einschubrichtung 40 erfolgen kann. Die gezeigten elektrischen Anschlusskontakte 36 sind in parallelen Schlitzen angeordnet, so dass eine direkte Kontaktierung ausgeschlossen ist. Die in der Fig. 4 gezeigte Gestaltung der elektrischen Anschlusskontakte 36 erfordert eine korrespondierende Gestaltung der jeweiligen Gegenkontakte im Gehäusefach des elektrischen Gerätes 10, damit eine elektrische Kontaktierung hergestellt werden kann.The schematic perspective view of Fig. 4a shows an embodiment of one of the at least two provided for powering an electrical device 10 battery 22 (lithium-ion battery 22) having a cuboid battery housing 34 with top electrical connection contacts 36, the both sides of a slide-in frame 38 are flanked, so that insertion of the battery 22 at its intended location can only be done in the direction indicated by an arrow insertion direction 40. The electrical connection contacts 36 shown are arranged in parallel slots, so that a direct contact is excluded. The design of the electrical connection contacts 36 shown in FIG. 4 requires a corresponding design of the respective mating contacts in the housing compartment of the electrical device 10, so that an electrical contacting can be produced.

[0034] Die Draufsicht der Fig. 4b verdeutlicht die innerhalb des Einschubrahmens 38 angeordneten Anschlusskontakte 36 an der Oberseite des Akkugehäuses 34 des Lithium-Ionen-Akkumulators 22 (kurz: Akku 22), die mit einer hier nicht dargestellten korrespondierenden Kontaktleiste im Bereich des Gehäusefaches 28 derart Zusammenwirken, dass durch den Einschub des Akkus 22 in Einschubrichtung 40, die in Zeichnungsrichtung der Fig. 4b nach rechts weist und parallel zur Zeichnungsebene verläuft, d.h. parallel zur Ober- oder Unterseite des quaderförmigen Gehäuses 34 des Akkus 22. Die Anschlusskontakte 36 umfassen im gezeigten Ausführungsbeispiel insgesamt fünf Kontaktschlitze 42, von denen jedoch nur drei mit metallenen Paaren von Kontaktfedern 44 belegt sind, während zwei der Kontaktschlitze 42 aufgrund der fehlenden Kontaktfedern nicht zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes vorbereitet und in der Lage sind. Je nach Ausführungsvariante der Akkus 22 können die insgesamt fünf Kontaktschlitze 42 der Anschlusskontakte 36 je nach Bedarf in unterschiedlicher Weise belegt und aktiviert sein.The plan view of Fig. 4b illustrates the arranged within the drawer frame 38 connecting contacts 36 at the top of the battery case 34 of the lithium-ion battery 22 (short: battery 22), which is not shown here with a corresponding contact strip in the region of the housing 28 such interaction that by the insertion of the battery 22 in the insertion direction 40, which points in the drawing direction of Fig. 4b to the right and parallel to the plane of the drawing, ie The connection contacts 36 comprise in the embodiment shown a total of five contact slots 42, of which, however, only three are occupied with metal pairs of contact springs 44, while two of the contact slots 42 due to the lack of contact springs not are prepared and capable of producing an electrical contact. Depending on the embodiment of the batteries 22, the total of five contact slots 42 of the connection contacts 36 can be occupied and activated as required in different ways.

[0035] Wie es die Draufsicht der Fig. 4b weiterhin erkennen lässt, sind die Kontaktschlitze 42 jeweils mit unterschiedlichen Anschlusssymbolen 46 gekennzeichnet, welche jeweils die Belegung der Kontaktschlitze 42 und die richtige elektrische Kontaktierung mit dem elektrischen Gerät 10 (Fig. 1) erleichtern.4b, the contact slots 42 are each marked with different connection symbols 46 which each facilitate the occupation of the contact slots 42 and the correct electrical contact with the electrical device 10 (FIG. 1).

[0036] Die Fig. 4b lässt zudem zwei zusätzliche Kontakte erkennen, die jedoch derzeit nicht verwendet werden. Von diesen zusätzlichen Kontakten kann für neuere Geräte bspw. ein Kontakt dafür genutzt werden, ein zusätzliches Kommunikationsprotokoll für neue Geräte zu übertragen. So sind hierdurch bspw. bestimmte Vorgaben vom Gerät möglich, die an den Akku 22 übermittelt werden, z.B. eine Stromabschaltung zum Schutz eines Motors, ein Pulsstrombetrieb etc., bspw. für ein Ultraschallschweissen. Diese zusätzlichen Kontakte können jedoch auch für eine permanente Temperaturabfrage, eine Ladezustands-Abfrage o. dgl. genutzt werden, was ggf. ebenfalls über diese (optionale) Kommunikationsschnittstelle erfolgen kann.Fig. 4b also reveals two additional contacts, which are currently not used. From these additional contacts, for example, a contact can be used for newer devices to transmit an additional communication protocol for new devices. Thus, for example, certain specifications of the device are possible, which are transmitted to the battery 22, e.g. a power cut to protect a motor, a pulse current operation, etc., for example. For ultrasonic welding. However, these additional contacts can also be used for a permanent temperature query, a state of charge query o. The like., Which may also be done via this (optional) communication interface.

[0037] Das schematische Blockschaltbild der Fig. 5 verdeutlicht die elektrische Verschaltung der elektrischen Energieversorgung 20, die im Wesentlichen die beiden in Serie geschalteten Akkumulatoren 22 - hier gekennzeichnet durch ein Akkupack 23 - sowie den Antriebsmotor 14 umfasst, ergänzt um die Überwachungseinrichtung 24 und die Schutzschaltung 26 für die Überwachung und bedarfsweisen Trennung der elektrischen Verbindung zwischen dem Akkupack 23 und dem Antriebsmotor 14, sollte dies zum Schutz der Akkus 22 erforderlich sein. So kann die Überwachungseinrichtung 24 verschiedene Parameter der Akkus 22 des Akkupacks 23 überwachen und je nach Bedarf die elektrische Verbindung zum Motor 14 unterbrechen, wofür die Schutzschaltung 26 verantwortlich ist, die vorzugsweise elektronische Schaltelemente wie FET’s oder andere geeignete Halbleiterschaltelemente aufweist.The schematic block diagram of Fig. 5 illustrates the electrical interconnection of the electrical power supply 20, which essentially comprises the two series-connected accumulators 22 - characterized by a battery pack 23 - and the drive motor 14, supplemented by the monitoring device 24 and the Protection circuit 26 for the monitoring and demand-based separation of the electrical connection between the battery pack 23 and the drive motor 14, this should be required to protect the battery 22. Thus, the monitoring device 24 monitor various parameters of the batteries 22 of the battery pack 23 and interrupt as required the electrical connection to the motor 14, for which the protection circuit 26 is responsible, preferably having electronic switching elements such as FETs or other suitable semiconductor switching elements.

[0038] So kann die Überwachungseinrichtung 24 gemäss Fig. 5 bspw. Schutzschaltungen 26 zur Erkennung von elektrischen Kurzschlüssen bei Überschreitung einer maximal zulässigen Stromstärke am betroffenen Akkumulator 22 bzw. an den in Serie geschalteten Akkumulatoren 22 sowie zur Trennung des Akkupacks 23 von weiteren elektrischen Komponenten des elektrischen Gerätes 10 wie insbesondere dessen Antriebsmotor 14 vorsehen. Wahlweise können die Schutzschaltungen 26 jeweils Einrichtungen zur zumindest temporären Strombegrenzung bei einer festgestellten Überschreitung der als maximal zulässig definierten Stromstärke aufweisen. Dabei ist es sinnvoll, wenn die Schutzschaltungen 26 bei ei ner festgestellten Überschreitung der als maximal zulässig definierten Stromstärke eine zumindest temporäre elektrische Trennung des Antriebsmotors 14 und/oder weiterer elektrischer Verbraucher von den Akkumulatoren 22, 23 vorsehen.Thus, the monitoring device 24 according to FIG. 5, for example. Protection circuits 26 for detecting electrical short circuits when exceeding a maximum allowable amperage on the affected accumulator 22 or to the series-connected accumulators 22 and the separation of the battery pack 23 of other electrical components of the electrical device 10 as in particular provide its drive motor 14. Optionally, the protection circuits 26 can each have devices for at least temporary current limitation in the case of an ascertained excess of the maximum permissible current intensity. It makes sense if the protective circuits 26 at ei ner detected exceeded the maximum allowable defined current strength at least temporary electrical separation of the drive motor 14 and / or other electrical loads of the accumulators 22, 23 provide.

[0039] Darüber hinaus können die Überwachungseinrichtungen 24 der elektrischen Energieversorgung 20 jeweils Schutzschaltungen 26 zur Erfassung und Erkennung von elektrischen Überspannungen aufweisen, die eine Überschreitung einer maximal zulässigen Spannung am betroffenen Akkumulator 22 bzw. an den in Serie geschalteten Akkumulatoren 22 erkennen und zur Trennung des betroffenen Akkumulators 22 oder der betroffenen Akkumulatoren 22 von weiteren elektrischen Komponenten des elektrischen Gerätes 10, insbesondere von dessen Antriebsmotors 14 vorsehen. Weiterhin können die Schutzschaltungen 26 jeweils Einrichtungen zur Spannungsbegrenzung bei einer festgestellten Überschreitung der als maximal zulässig definierten Spannung an den Akkumulatoren 22 aufweisen. So können die Schutzschaltungen 26 bei einer festgestellten Überschreitung der als maximal zulässig definierten Spannung eine zumindest temporäre elektrische Trennung des Antriebsmotors 14 und/oder weiterer elektrischer Verbraucher von den Akkumulatoren 22 vorsehen.In addition, the monitoring devices 24 of the electrical power supply 20 may each have protection circuits 26 for detecting and detecting electrical overvoltages, which detect an exceeding of a maximum allowable voltage to the affected accumulator 22 and to the series-connected accumulators 22 and the separation of the affected accumulator 22 or the affected accumulators 22 of other electrical components of the electrical device 10, in particular of its drive motor 14 provide. Furthermore, the protective circuits 26 may each have means for limiting the voltage when the excess voltage exceeds the maximum permissible voltage on the accumulators 22. Thus, the protective circuits 26 may provide an at least temporary electrical separation of the drive motor 14 and / or other electrical loads from the accumulators 22 at a detected overshoot of the maximum permissible voltage defined.

[0040] Eine weitere sinnvolle Variante der elektrischen Energieversorgung 20 des elektrischen Geräts sieht vor, dass dessen Überwachungseinrichtungen 24 jeweils Schutzschaltungen 26 zur Erkennung von Übertemperaturen aufweisen, die bei Überschreitung einer maximal zulässigen Temperatur am betroffenen Akkumulator 22 bzw. an den in Serie geschalteten Akkumulatoren 22 für eine Trennung des betroffenen Akkumulators 22 oder der betroffenen Akkumulatoren 22 von weiteren elektrischen Komponenten des elektrischen Gerätes 10 bzw. dessen Antriebsmotors 14 vorsehen. Aufgrund der Besonderheiten der verwendeten Lithium-Ionen-Akkus 22 kann es darüber hinaus sinnvoll sein, wenn die Überwachungseinrichtungen 24 jeweils Schutzschaltungen 26 zur Erkennung von Untertemperaturen aufweisen, die bei Unterschreitung einer minimal zulässigen Temperatur am betroffenen Akkumulator 22 bzw. an den in Serie geschalteten Akkumulatoren 22, insbesondere von Temperaturen unterhalb 0 °C, eine Trennung des betroffenen Akkumulators 22 oder der betroffenen Akkumulatoren 22 von weiteren elektrischen Komponenten des elektrischen Gerätes 10 bewirken, insbesondere eine Abschaltung des Antriebsmotors 14, um einen weiteren Verbrauch von elektrischer Energie aus dem Akkupack 23 zu verhindern. Wahlweise kann hierbei eine Temperaturüberwachung und eine zeitgesteuerte Wiederaktivierung von elektrischen Komponenten und/oder des elektrischen Antriebsmotors 14 vorgesehen sein, sofern die festgestellte Temperatur der Akkumulatoren 22 nach einer definierten Zeitdauer innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt.Another useful variant of the electrical power supply 20 of the electrical device provides that its monitoring devices 24 each have protective circuits 26 for detecting overtemperatures, when exceeding a maximum allowable temperature at the affected accumulator 22 and to the series-connected accumulators 22nd for a separation of the affected accumulator 22 or the affected accumulators 22 of other electrical components of the electrical device 10 and its drive motor 14 provide. Due to the peculiarities of the lithium-ion batteries 22 used, it may also be useful if the monitoring devices 24 each have protection circuits 26 for detecting low temperatures, which falls below a minimum allowable temperature on the affected accumulator 22 or to the series-connected accumulators 22, in particular of temperatures below 0 ° C, cause a separation of the affected accumulator 22 or the affected accumulators 22 of other electrical components of the electrical device 10, in particular a shutdown of the drive motor 14 to further consumption of electrical energy from the battery pack 23 prevent. Optionally, a temperature monitoring and a time-controlled re-activation of electrical components and / or the electric drive motor 14 may be provided, provided that the determined temperature of the accumulators 22 is within a certain range after a defined period of time.

[0041] Die schematische Darstellung der Fig. 6 zeigt anhand eines Blockschaltbildes verschiedene Funktionalitäten der elektrischen Energieversorgung 20 gemäss Fig. 5, insbesondere während eines Ladevorganges. So kann die Überwachungseinrichtung 24 (BMS - Battery Management System) entweder durch Aktivierung eines Drucktasters zur Abfrage eines Ladezustandes (Push Battery LED Switch) oder eines Drucktasters zur Aktivierung einer Gerätefunktion (Push Application Button) oder auch durch Aktivieren eines Ladegerätes, bspw. durch dessen Verbindung mit einem Stromnetz (Plug in Charger to Charge) aktiviert werden (Wakeup of BMS) oder in einen Bereitschaftszustand gebracht werden, wonach die Überwachungseinrichtung 24 zunächst initialisiert wird (Initialization). Nach dieser Initialisierung ist die Überwachungseinrichtung 24 zunächst aktiv (BMS active), was auch die Aktivierung des entsprechenden Halbleiterschaltelements, des FET nach sich zieht (Discharge FET on). Bevor diese Aktivierung der Überwachungseinrichtung 24 (BMS) jedoch erfolgt, erfolgt standardmässig eine Abfrage, ob eine Überspannung und/oder eine Übertemperatur oder auch eine zu hohe Stromstärke erkannt wurde (Current protection, Voltage protection, Temperature protection). Sollte dies der Fall sein, erfolgt eine Abschaltung des FET (Discharge FET off), ebenso bei einer zu hohen Ladetemperatur (Temperature Protection - Discharge Temperature to high), einer zu hohen FET-Temperatur (Current Protection - FET Temperature to high) oder einem zu hohen Ladestrom (Discharge Current too high) oder wenn ein Kurzschluss erkannt wurde (Short Circuit detected). Auch bei einer festgestellten zu niedrigen Zellenspannung (Voltage Protection - Cell Voltage too low) oder einer zu grossen Differenz mehrerer Zellenspannungen (Voltage Protection - Cell Voltage Difference too big) erfolgt eine solche Abschaltung der Überwachungseinrichtung 24 (BMS active - Discharge FET off). Weiterhin erfolgt eine solche Abschaltung der Überwachungseinrichtung 24 (BMS active - Discharge FET off), wenn eine Zellenspannung festgestellt wird, die unterhalb von 2,5 Volt liegt (Voltage below 2,5 V/Cell) oder wenn über einen Zeitraum von mehr als drei Stunden keine Benutzung erfolgt ist (3 h no use); beides zieht eine Abschaltung der Überwachungseinrichtung 24 nach sich (BMS off - Discharge FET off). Nach einer solchen Abschaltung kann die Aktivierung wiederum durch Betätigung eines Drucktasters zur Abfrage eines Ladezustandes (Push Battery LED Switch) oder eines Drucktasters zur Aktivierung einer Gerätefunktion (Push Application Button) oder auch durch Aktivieren eines Ladegerätes, bspw. durch dessen Verbindung mit einem Stromnetz (Plug in Charger to Charge) aktiviert werden (Wakeup of BMS) erfolgen.The schematic representation of FIG. 6 shows, with reference to a block diagram, various functionalities of the electrical power supply 20 according to FIG. 5, in particular during a charging process. Thus, the monitoring device 24 (BMS - Battery Management System) either by activating a push button to query a state of charge (Push Battery LED Switch) or a push button to activate a device function (Push Application Button) or by activating a charger, eg. By the Wakeup of BMS or put into a standby state, after which the monitoring device 24 is initialized (initialization). After this initialization, the monitoring device 24 is initially active (BMS active), which also entails the activation of the corresponding semiconductor switching element, the FET (Discharge FET on). However, before this activation of the monitoring device 24 (BMS) takes place, a query is made by default as to whether an overvoltage and / or an excess temperature or too high a current level has been detected (current protection, voltage protection, temperature protection). If this is the case, the FET (Discharge FET off) is switched off, as well as if the charging temperature is too high (Temperature Protection - Discharge Temperature to high), too high a FET temperature (Current Protection - FET Temperature to high) or too high charging current (Discharge Current too high) or if a short circuit was detected (Short Circuit detected). Even if a too low cell voltage (voltage protection - cell voltage too low) or too large a difference of several cell voltages (voltage protection - cell voltage difference too big) is detected, such a shutdown of the monitoring device 24 (BMS active - Discharge FET off). Furthermore, such a shutdown of the monitoring device 24 (BMS active - Discharge FET off), if a cell voltage is detected, which is below 2.5 volts (Voltage below 2.5 V / Cell) or if over a period of more than three Hours no use has been made (3 h no use); both trigger a shutdown of the monitoring device 24 (BMS off - Discharge FET off). After such a shutdown, the activation in turn by pressing a push button to query a state of charge (Push Battery LED Switch) or a push button to activate a device function (Push Application Button) or by activating a charger, for example. By its connection to a power grid ( Plug in Charger to Charge) are activated (Wakeup of BMS).

[0042] Die Lithium-Ionen-Akkumulatoren 22 des Gerätes 10 können jeweils eine Nennspannung zwischen ca. 12 und ca. 25 Volt, insbesondere eine Nennspannung von jeweils ca. 18 V aufweisen. Ausserdem können die Akkus 22 des Geräts 10 vorzugsweise jeweils eine Überspannungsfestigkeit von bis zu 45 Volt, insbesondere jeweils von bis zu 60 V aufweisen. Weiterhin können die Lithium-Ionen-Akkumulatoren 22 jeweils eine Nennkapazität von ca. 1 bis 5 Amperestunden, insbesondere eine Nennkapazität zwischen ca. 1,5 und 3 Amperestunden aufweisen.The lithium-ion batteries 22 of the device 10 may each have a nominal voltage between about 12 and about 25 volts, in particular a nominal voltage of about 18 V, respectively. In addition, the batteries 22 of the device 10 may preferably each have an overvoltage resistance of up to 45 volts, in particular of up to 60 volts. Furthermore, the lithium-ion batteries 22 may each have a nominal capacity of about 1 to 5 ampere hours, in particular a nominal capacity of between about 1.5 and 3 ampere hours.

[0043] Die schematische Perspektivansicht der Fig. 7 zeigt anhand einer Kettensäge 48, die als Beispiel eines erfindungs-gemässen elektrischen Gerätes 10 bzw. eines Handwerkzeugs 12 fungiert, wie die Platzierung der beiden Lithium-Ionen-Akkumulatoren 22 am Gehäuse für eine günstige Gewichtsverteilung am Gerät 10 sorgen kann. Im gezeigten Ausführungsbeispiel befinden sich die beiden Akkus 22 nebeneinander in Nähe eines nach hinten ragenden Handgriffs 50, so dass sich der Masseschwerpunkt des Geräts 10 zwischen dem hinteren Handgriff 50 und einem vorderen Griffbügel 52 befindet. Die Akkus 22 befinden sich jeweils in Einschüben in unmittelbarer Nähe eines elektrischen Antriebsmotors 54, der dem Antrieb der umlaufenden Sägekette 56 dient, die am Sägeschwert 58 geführt ist. Die Platzierung der beiden Akkus 22 rückseitig am Gehäuse des Antriebsmotors 54 und in Nähe des hinteren Handführungsgriffs 50 kann für einen günstigen Gewichtsausgleich sorgen, so dass die Kettensäge 48 im Idealfall ausbalanciert ist und ergonomisch besonders vorteilhaft gestaltet ist.The schematic perspective view of Fig. 7 shows a chain saw 48, which acts as an example of an inventive electrical device 10 and a hand tool 12, such as the placement of the two lithium-ion batteries 22 on the housing for a favorable weight distribution can provide the device 10. In the illustrated embodiment, the two batteries 22 are next to each other in the vicinity of a rearwardly projecting handle 50, so that the center of mass of the device 10 between the rear handle 50 and a front handle strap 52 is located. The batteries 22 are each in slots in the immediate vicinity of an electric drive motor 54, which serves the drive of the rotating saw chain 56, which is guided on the Sägeschwert 58. The placement of the two batteries 22 on the back of the housing of the drive motor 54 and in the vicinity of the rear hand guide handle 50 can provide a favorable weight balance, so that the chainsaw 48 is ideally balanced and ergonomically designed particularly advantageous.

[0044] Was hier anhand der Kettensäge 48 gezeigt ist, gilt grundsätzlich gleichermassen auch für andere tragbare Gartengeräte, bei denen eine solche ergonomische Gestaltung und eine günstige Gewichtsverteilung im Interesse einer komfortablen und sicheren Handhabung wichtig sind.What is shown here with reference to the chainsaw 48, applies in principle equally for other portable garden tools in which such ergonomic design and a favorable weight distribution in the interest of comfortable and safe handling are important.

[0045] Die Fig. 8 zeigt in zwei perspektivischen Darstellungen (Fig. 8a, Fig. 8b) einen Akkubohrer oder Akkuschrauber 60 mit einem auswechselbaren Akku 22 an seiner Gehäuseunterseite. Der Akku 22 weist einen Aufbau und eine Gestaltung auf, wie sie bereits in den beiden Darstellungen der Fig. 4a und der Fig. 4b gezeigt wurde. Die Fig. 8a und 8b verdeutlichen insbesondere, dass auch einzelne Akkumulatoren 22, wie sie oben beschrieben wurden, in Geräten 10 bzw. 12 eingesetzt werden und dort je nach Bedarf schnell ausgetauscht werden können. Durch die erfindungsgemässe Konfiguration mit der dem einzelnen Akku 22 zugeordneten Schutzschaltung 26 (vgl. Fig. 6) stellt es in der Praxis kein Problem dar, auch solche Akkus 22 kurzfristig einzusetzen und auszutauschen, die nicht ihren vollen Ladezustand haben, da die ihnen jeweils zugeordnete Schutzschaltung 26 sie vor Tiefentladung, Untertemperatur und anderen Betriebsbedingungen schützt und darüber hinaus alle Arten von denkbaren Fehlfunktionen absichern kann.8 shows in two perspective views (FIGS. 8 a, 8 b) a cordless drill or cordless screwdriver 60 with an exchangeable battery 22 on its housing underside. The battery 22 has a structure and a design, as has already been shown in the two illustrations of Fig. 4a and Fig. 4b. FIGS. 8a and 8b illustrate, in particular, that individual accumulators 22, as described above, are also used in devices 10 and 12, respectively, where they can be quickly exchanged as needed. As a result of the configuration according to the invention with the protective circuit 26 assigned to the individual battery 22 (see FIG. 6), it is no problem in practice to use and exchange such batteries 22 in the short term that do not have their full charge state since the respective ones are assigned to them Protective circuit 26 protects them against deep discharge, under temperature and other operating conditions and beyond can protect all sorts of possible malfunctions.

[0046] Die Fig. 9a zeigt ein elektrisches Schaltbild des elektrischen Geräts 10, bei dem zwei Akkumulatoren 22 zur elektrischen Energieversorgung eines elektrischen Antriebsmotors 14, bspw. eines elektrischen Handwerkzeuges 12, in Serie geschaltet sind. Innerhalb der beiden Akkupacks 23 sind jedem der beiden Akkumulatoren 22 bidirektionale Dioden 62, sog. Diacs, parallel geschaltet, die dafür sorgen, dass sich bei ungleich geladenen Akkumulatoren 22 oder bei Akkumulatoren 22 mit stark unterschiedlichen elektrischen Werten oder Kapazitäten keine ungewollten Entladungseffekte ergeben. So sorgen die parallel geschalteten Diacs 62 dafür, dass die Stromversorgung des Motors 14 unterbrochen wird, wenn einer der Akkus 22 bzw. Akkupacks 23 nicht richtig arbeitet, der andere dagegen schon, um bei solchen Situationen die Entladung oder Beschädigung des ordnungsgemäss arbeitenden Akkus 22 zu verhindern. Ausserdem liefern die Diacs 62 einen effektiven ESD-Schutz, da bei einem Überschreiten der Durchbruchsspannung die Schutzelektronik des Akkupacks 23 durch den Bypass zuverlässig entlastet wird.9a shows an electrical circuit diagram of the electrical device 10, in which two accumulators 22 for the electrical power supply of an electric drive motor 14, for example. An electric hand tool 12, are connected in series. Within the two battery packs 22, bidirectional diodes 62, so-called diacs, are connected in parallel to each of the two accumulators 22, which ensure that unintentional discharge effects do not occur with unequally charged accumulators 22 or accumulators 22 with greatly different electrical values or capacities. Thus, the diacs 62 connected in parallel ensure that the power supply of the motor 14 is interrupted when one of the batteries 22 or battery packs 23 is not working properly, while the other one is already there to discharge or damage the properly operating battery 22 in such situations prevent. In addition, the Diacs 62 provide an effective ESD protection, since when the breakdown voltage is exceeded, the protection electronics of the battery pack 23 is reliably relieved by the bypass.

[0047] Zusätzlich sollte die Schaltung gemäss Fig. 9a mit einer Freilaufdiode 64 gemäss Fig. 9b versehen sein, die dem Motor 14 parallel geschaltet ist und die bei auftretenden Spannungsspitzen am Motor 14 für einen Schutz der Energieversorgung, bestehend aus dem Akku 22 bzw. den beiden in Serie geschalteten Akkupacks 23 (Fig. 9a), sorgen kann.In addition, the circuit should be provided according to Fig. 9a with a freewheeling diode 64 as shown in FIG. 9b, which is connected in parallel to the motor 14 and at occurring voltage peaks on the motor 14 for protection of the power supply, consisting of the battery 22 and the two serially connected battery packs 23 (FIG. 9a) can provide.

[0048] Klarstellend sei auch an dieser Stelle nochmals darauf hingewiesen, dass der im vorliegenden Zusammenhang häufig verwendete Begriff «Akkumulator 22» normalerweise das einbaufertige und austauschbare Akkumodul bzw. Akkupack (bezeichnet mit Bezugsziffer 23) bezeichnet, nicht jedoch die einzelne Zelle eines solchen Moduls. D.h., wenn im vorliegenden Zusammenhang der Begriff Akkumulator 22 verwendet wird, so ist damit normalerweise das Akkumodul oder Akkupack 23 gemeint.For clarity, it should also be noted at this point again that the term "accumulator 22" commonly used in this context normally the ready-to-install and replaceable battery module or battery pack (denoted by reference numeral 23), but not the single cell of such a module , That is, when the term accumulator 22 is used in the present context, it usually means the battery module or battery pack 23.

[0049] Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung im Umfang der nachfolgenden Schutzansprüche gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.The invention has been described with reference to a preferred embodiment. However, it is conceivable for a person skilled in the art that modifications or changes of the invention can be made within the scope of the following claims, without departing from the scope of the following claims.

Bezugszeichenliste [0050] 10 mobiles elektrisches Gerät, elektrisches Gerät 12 Handwerkzeug 14 Antriebsmotor, elektrischer Antriebsmotor 16 Werkzeugträger 18 Bearbeitungswerkzeug 20 elektrische Energieversorgung 22 Lithium-Ionen-Akkumulator, Lithium-Ionen-Akku, Akku 23 Akkupack 24 Überwachungseinrichtung 26 Schutzschaltung 28 GehäusefachREFERENCE NUMBER LIST 10 mobile electrical device, electrical device 12 hand tool 14 drive motor, electric drive motor 16 tool carrier 18 machining tool 20 electrical power supply 22 lithium-ion battery, lithium-ion battery, battery 23 battery pack 24 monitoring device 26 protection circuit 28 housing compartment

Claims (27)

30 Rasenmäher 32 Gehäusedeckel 34 Akkugehäuse 36 Anschlusskontakte, elektrische Anschlusskontakte 38 Einschubrahmen 40 Einschubrichtung 42 Kontaktschlitz 44 Kontaktfeder 46 Anschlusssymbol 48 Kettensäge 50 Handgriff, Handführungsgriff, hinterer Handgriff 52 Griffbügel, vorderer Griffbügel 54 elektrischer Antriebsmotor 56 Sägekette 58 Sägeschwert 60 Akkuschrauber 62 Zweirichtungsdiode, bidirektionale Diode, Diac 64 Freilaufdiode Patentansprüche30 Lawn mower 32 Housing cover 34 Battery housing 36 Connection contacts, electrical connection contacts 38 Insertion frame 40 Insertion direction 42 Contact slot 44 Contact spring 46 Connection symbol 48 Chainsaw 50 Handle, hand guide handle, rear handle 52 Handle, front handle 54 Electric drive motor 56 Saw chain 58 Saw blade 60 Cordless screwdriver 62 Bidirectional diode, bidirectional diode, Diac 64 freewheeling diode claims 1. Mobiles elektrisches Gerät (10), insbesondere Handwerkzeug (12), Gartengerät oder handgeführtes Gartenwerkzeug, mit elektrisch betriebenem Antriebsmotor (14) für rotierende, oszillierende und/oder umlaufende Werkzeugträger (16) oder Bearbeitungswerkzeuge (18), dessen elektrische Energieversorgung (20) wenigstens zwei elektrisch in Reihe geschaltete Lithium-Ionen-Akkumulatoren (22) gleicher Bauart und weitgehend gleicher Kapazität und Nennspannung umfasst, denen jeweils getrennt arbeitende Überwachungseinrichtungen (24) zur permanenten Überwachung elektrischer und/oder physikalischer Parameter wie aktueller Spannungen, Stromstärken und/oder Temperaturen an den einzelnen Akkumulatoren (22) zugeordnet sind, die mit einer Schutzschaltung (26) gekoppelt sind, die zumindest bei auftretenden Unterspannungen und/oder Übertemperaturen eine Spannungs- und/oder Stromstärkenbegrenzung und/oder eine Trennung des betroffenen Akkumulators (22) oder der betroffenen Akkumulatoren (22) von weiteren elektrischen Komponenten des elektrischen Gerätes (10) vorsehen.1. Mobile electrical device (10), in particular hand tool (12), garden implement or hand-held garden tool, with electrically operated drive motor (14) for rotating, oscillating and / or rotating tool carrier (16) or processing tools (18), the electrical power supply (20 ) comprises at least two electrically connected in series lithium-ion batteries (22) of the same type and largely the same capacity and rated voltage, each separately operating monitoring devices (24) for permanent monitoring electrical and / or physical parameters such as current voltages, currents and / or Temperatures at the individual accumulators (22) are associated, which are coupled to a protective circuit (26), at least when occurring undervoltages and / or excess temperatures, a voltage and / or current limiting and / or a separation of the affected accumulator (22) or the affected accumulators (22) of provide additional electrical components of the electrical device (10). 2. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dessen Schutzschaltung (26) zumindest bei auftretenden Überspannungen und/oder Untertemperaturen eine Spannungs- und/oder Stromstärkenbegrenzung und/oder eine Trennung des betroffenen Akkumulators (22) oder der betroffenen Akkumulatoren (22) von weiteren elektrischen Komponenten des elektrischen Gerätes (10) vorsehen.2. Electrical device according to claim 1, the protective circuit (26) at least at overvoltages and / or under-temperatures a voltage and / or current limiting and / or separation of the affected accumulator (22) or the affected accumulators (22) of other electrical components of the electrical device (10) provide. 3. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1 oder 2, das zwei identische elektrisch in Reihe geschaltete Lithium-Ionen-Akkumulatoren (22) aufweist, die in einem gemeinsamen Gehäusefach (28) des elektrischen Gerätes (10) oder räumlich getrennt voneinander in jeweils separaten Gehäusefächern (28) des Gerätes (10) angeordnet sind.3. Electrical device according to claim 1 or 2, comprising two identical electrically connected in series lithium-ion batteries (22) in a common housing compartment (28) of the electrical device (10) or spatially separated from each other in separate housing compartments ( 28) of the device (10) are arranged. 4. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dessen Überwachungseinrichtungen (24) jeweils Schutzschaltungen (26) zur Erkennung von elektrischen Kurzschlüssen bei Überschreitung einer maximal zulässigen Stromstärke am betroffenen Akkumulator (22) bzw. an den in Serie geschalteten Akkumulatoren (22) sowie zur Trennung des betroffenen Akkumulators (22) oder der betroffenen Akkumulatoren (22) von weiteren elektrischen Komponenten des elektrischen Gerätes (10) vorsehen.4. Electrical device according to one of claims 1 to 3, the monitoring devices (24) each protective circuits (26) for detecting electrical short circuits when exceeding a maximum allowable current at the affected accumulator (22) or to the series-connected accumulators (22). and to provide for the separation of the affected accumulator (22) or the affected accumulators (22) of other electrical components of the electrical device (10). 5. Elektrisches Gerät nach Anspruch 4, dessen Überwachungseinrichtungen (24) jeweils Schutzschaltungen (26) aufweisen, die jedem einzelnen Akkumulator (22) zugeordnet sind und die eine Trennung des betroffenen Akkumulators (22) oder der betroffenen Akkumulatoren (22) von weiteren elektrischen Komponenten des elektrischen Gerätes (10) vorsehen, sobald eine Schutzschaltung (26) wenigstens eines Akkumulators (22) anspricht.5. Electrical device according to claim 4, whose monitoring devices (24) each have protection circuits (26) which are associated with each individual battery (22) and the separation of the affected accumulator (22) or the affected accumulators (22) of other electrical components of the electrical device (10) provide as soon as a protection circuit (26) of at least one accumulator (22) responds. 6. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem jedem einzelnen von mehreren Akkumulatoren (22) jeweils eine Schutzschaltung (26) zugeordnet ist, die jeweils autonom die Parameter des ihm zugeordneten Akkumulators (22) erkennt und/oder für dessen elektrische Trennung vom Gerät (10) sorgt, sobald ein Fehler und/oder eine Fehlfunktion erkannt wurde.6. Electrical device according to one of claims 1 to 5, wherein each of a plurality of accumulators (22) each have a protective circuit (26) is assigned, each autonomously recognizes the parameters of its associated accumulator (22) and / or for the electrical Disconnection from the device (10) ensures as soon as an error and / or malfunction has been detected. 7. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem die Schutzschaltungen (26) jeweils Einrichtungen zur zumindest temporären Strombegrenzung bei einer festgestellten Überschreitung der als maximal zulässig definierten Stromstärke aufweisen.7. Electrical device according to one of claims 4 to 6, wherein the protective circuits (26) each having means for at least temporary current limiting at a detected overshoot of the maximum allowable defined current. 8. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem die Schutzschaltungen (26) bei einer festgestellten Überschreitung der als maximal zulässig definierten Stromstärke eine zumindest temporäre elektrische Trennung des Antriebsmotors (14) und/oder weiterer elektrischer Komponenten von den Akkumulatoren (22) vorsehen.8. Electrical device according to one of claims 4 to 7, wherein the protective circuits (26) at a detected exceeding the maximum allowable defined current strength at least temporary electrical separation of the drive motor (14) and / or other electrical components of the accumulators (22 ). 9. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dessen Überwachungseinrichtungen (24) jeweils Schutzschaltungen (26) zur Erfassung und Erkennung von elektrischen Überspannungen bei Überschreitung einer maximal zulässigen Spannung am betroffenen Akkumulator (22) bzw. an den in Serie geschalteten Akkumulatoren (22) sowie zur Trennung des betroffenen Akkumulators (22) oder der betroffenen Akkumulatoren (22) von weiteren elektrischen Komponenten des elektrischen Gerätes (10) vorsehen.9. Electrical device according to one of claims 1 to 8, whose monitoring devices (24) each protective circuits (26) for detecting and detecting electrical surges when exceeding a maximum allowable voltage on the affected accumulator (22) or to the series-connected accumulators ( 22) and to separate the affected accumulator (22) or the affected accumulators (22) of other electrical components of the electrical device (10) provide. 10. Elektrisches Gerät nach Anspruch 9, bei dem die Schutzschaltungen (26) jeweils Einrichtungen zur Spannungsbegrenzung bei einer festgestellten Überschreitung der als maximal zulässig definierten Spannung an den Akkumulatoren (22) aufweisen.10. Electrical device according to claim 9, wherein the protective circuits (26) each have means for limiting the voltage at a detected overshoot of the maximum allowable defined voltage to the accumulators (22). 11. Elektrisches Gerät nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die Schutzschaltungen (26) bei einer festgestellten Überschreitung der als maximal zulässig definierten Spannung eine zumindest temporäre elektrische Trennung des Antriebsmotors (14) und/oder weiterer elektrischer Komponenten von den Akkumulatoren (22) vorsehen.11. Electrical device according to claim 9 or 10, wherein the protective circuits (26) at an ascertained excess of the maximum permissible voltage defined at least temporary electrical separation of the drive motor (14) and / or further electrical components of the accumulators (22) provide , 12. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dessen Überwachungseinrichtungen (24) jeweils Schutzschaltungen (26) zur Erkennung von Übertemperaturen bei Überschreitung einer maximal zulässigen Temperatur am betroffenen Akkumulator (22) bzw. an den in Serie geschalteten Akkumulatoren (22) sowie zur Trennung des betroffenen Akkumulators (22) oder der betroffenen Akkumulatoren (22) von weiteren elektrischen Komponenten des elektrischen Gerätes (10) vorsehen.12. Electrical device according to one of claims 1 to 11, the monitoring devices (24) each protective circuits (26) for detecting excess temperatures when exceeding a maximum allowable temperature on the affected accumulator (22) or to the series-connected accumulators (22) and provide for the separation of the affected accumulator (22) or the affected accumulators (22) of other electrical components of the electrical device (10). 13. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dessen Überwachungseinrichtungen (24) jeweils Schutzschaltungen (26) zur Erkennung von Untertemperaturen bei Unterschreitung einer minimal zulässigen Temperatur am betroffenen Akkumulator (22) bzw. an den in Serie geschalteten Akkumulatoren (22), insbesondere von Temperaturen unterhalb 0 °C, sowie zur Trennung des betroffenen Akkumulators (22) oder der betroffenen Akkumulatoren (22) von weiteren elektrischen Komponenten des elektrischen Gerätes (10) vorsehen.13. Electrical device according to one of claims 1 to 11, whose monitoring devices (24) each protection circuits (26) for detecting under-temperatures when falling below a minimum allowable temperature at the affected accumulator (22) or to the series-connected accumulators (22), in particular of temperatures below 0 ° C, as well as for the separation of the affected accumulator (22) or the affected accumulators (22) of other electrical components of the electrical device (10) provide. 14. Elektrisches Gerät nach Anspruch 12 oder 13, das eine Temperaturüberwachung und eine zeitgesteuerte Wiederaktivierung von elektrischen Komponenten und/oder des elektrischen Antriebsmotors (14) vorsieht, sofern die festgestellte Temperatur der Akkumulatoren (22) nach einer definierten Zeitdauer innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt.14. Electrical device according to claim 12 or 13, which provides a temperature monitoring and a timed reactivation of electrical components and / or the electric drive motor (14) provided that the detected temperature of the accumulators (22) after a defined period of time is within a certain range. 15. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem zur erneuten Freigabe der Akkumulatoren (22) und/oder deren elektrische Verbindung mit weiteren Komponenten des Geräts (10) und/oder mit dem elektrischen Antriebsmotor (14) nach einer Trennung oder Abschaltung eine Quittierung über einen zusätzlichen Drucktaster oder Schalter vorgesehen ist.15. Electrical device according to one of claims 1 to 14, wherein the re-release of the accumulators (22) and / or their electrical connection with other components of the device (10) and / or with the electric drive motor (14) after a separation or Shutdown an acknowledgment via an additional pushbutton or switch is provided. 16. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem eine temporäre oder nur durch aktive Freigabe aufhebbare Trennung der Akkumulatoren (22) von weiteren Komponenten des Geräts (10) und/oder vom elektrischen Antriebsmotor (14) über wenigstens eine optische Anzeige- oder Signaleinrichtung kenntlichmachbar ist.16. Electrical device according to one of claims 1 to 15, wherein a temporary or can only be canceled by active release separation of the batteries (22) of other components of the device (10) and / or the electric drive motor (14) via at least one optical display - or signaling device is recognizable. 17. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dessen Lithium-Ionen-Akkumulatoren (22) jeweils eine Nennspannung zwischen ca. 12 und ca. 25 Volt, insbesondere eine Nennspannung von jeweils ca. 18 V aufweisen.17. Electrical device according to one of claims 1 to 16, the lithium-ion batteries (22) each having a nominal voltage between about 12 and about 25 volts, in particular a nominal voltage of about 18 V respectively. 18. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 17, das zwei Lithium-Ionen-Akkumulatoren (22) mit einer Gesamtnennspannung von ca. 36 V aufweist.18. Electrical device according to one of claims 1 to 17, which has two lithium-ion batteries (22) with a total rated voltage of about 36 volts. 19. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 17, das drei Lithium-Ionen-Akkumulatoren (22) mit einer Gesamtnennspannung von ca. 54 V aufweist.19. Electrical device according to one of claims 1 to 17, the three lithium-ion batteries (22) having a total nominal voltage of about 54 V has. 20. Elektrisches Gerät nach Anspruch 17 bis 19, dessen Lithium-Ionen-Akkumulatoren (22) jeweils eine Überspannungsfestigkeit von bis zu 45 Volt, insbesondere jeweils von bis zu 60 V aufweisen.20. Electrical device according to claim 17 to 19, the lithium-ion batteries (22) each have an overvoltage resistance of up to 45 volts, in particular each of up to 60 volts. 21. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dessen Lithium-Ionen-Akkumulatoren (22) jeweils eine Nennkapazität von ca. 1 bis 5 Amperestunden, insbesondere eine Nennkapazität zwischen ca. 1,5 und 3 Amperestunden aufweisen.21. Electrical device according to one of claims 1 to 20, whose lithium-ion batteries (22) each have a nominal capacity of about 1 to 5 ampere hours, in particular a nominal capacity between about 1.5 and 3 ampere hours. 22. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 21, bei dem den Akkumulatoren (22) wenigstens ein Kondensatormodul und/oder ein Spulensatz zur kurzzeitigen Erhöhung der abrufbaren Stromstärke bei auftretenden Lastspitzen des Geräts (10) zugeordnet sind.22. Electrical device according to one of claims 1 to 21, wherein the accumulators (22) at least one capacitor module and / or a coil set for briefly increasing the retrievable current at occurring load peaks of the device (10) are assigned. 23. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 22, bei dem zumindest einem der wenigstens zwei in Serie geschalteten Akkumulatoren (22) eine bidirektionale Diode, Diac, parallel geschaltet ist.23. Electrical device according to one of claims 1 to 22, wherein at least one of the at least two series-connected accumulators (22), a bidirectional diode, Diac, is connected in parallel. 24. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 23, bei dem jedem der wenigstens zwei in Serie geschalteten Akkumulatoren (22) jeweils eine bidirektionale Diode, Diac, parallel geschaltet ist.24. Electrical device according to one of claims 1 to 23, wherein each of the at least two series-connected accumulators (22) in each case a bidirectional diode, Diac, is connected in parallel. 25. Elektrisches Gerät nach Anspruch 23 oder 24, bei welchem der elektrischen Komponente, insbesondere dem elektrischen Antriebsmotor (14) des Geräts (10) eine Freilaufdiode parallel geschaltet ist.25. Electrical device according to claim 23 or 24, wherein the electrical component, in particular the electric drive motor (14) of the device (10) is connected in parallel with a freewheeling diode. 26. Anordnung mit mindestens zwei elektrisch in Reihe geschalteten Lithium-Ionen-Akkumulatoren (22) gleicher Bauart und weitgehend gleicher Kapazität und Nennspannung, zur elektrischen Energieversorgung (20) eines mobilen elektrischen Gerätes (10) wie eines Handwerkzeuges (12), Gartengerätes oder handgeführten Gartenwerkzeugs, mit elektrisch betriebenem Antriebsmotor (14) für rotierende, oszillierende und/oder umlaufende Werkzeugträger (16) oder Bearbeitungswerkzeuge (18), wobei den wenigstens zwei Lithium-Ionen-Akkumulatoren (22) jeweils getrennt arbeitende Überwachungseinrichtungen (24) zur permanenten Überwachung elektrischer und/oder physikalischer Parameter wie aktueller Spannungen, Stromstärken und/oder Temperaturen an den einzelnen Akkumulatoren (22) zugeordnet sind, die mit einer Schutzschaltung (26) gekoppelt sind, die zumindest bei auftretenden Über- und/oder Unterspannungen und/oder Übertemperaturen eine Spannungsbegrenzung und/oder eine Trennung des betroffenen Akkumulators (22) oder der betroffenen Akkumulatoren (22) von weiteren elektrischen Komponenten des elektrischen Gerätes (10) vorsehen.26. Arrangement with at least two electrically connected in series lithium-ion batteries (22) of the same type and largely the same capacity and rated voltage, the electrical power supply (20) of a mobile electrical device (10) such as a hand tool (12), gardening equipment or hand-held Garden tool, with electrically operated drive motor (14) for rotating, oscillating and / or rotating tool carrier (16) or processing tools (18), wherein the at least two lithium-ion batteries (22) each separately operating monitoring devices (24) for permanent monitoring electrical and / or physical parameters such as current voltages, currents and / or temperatures at the individual accumulators (22) are associated, which are coupled to a protective circuit (26), the at least when occurring over and / or under-voltages and / or excess temperatures a voltage limit and / or a separation of the affected A Provide accumulator (22) or the affected accumulators (22) of other electrical components of the electrical device (10). 27. Anordnung nach Anspruch 26, für ein elektrisches Gerät (10) gemäss einem der Ansprüche 2 bis 25.27. Arrangement according to claim 26, for an electrical device (10) according to one of claims 2 to 25.
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