CN103887846B - 具有蓄电装置和充电装置的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有蓄电装置(12)、尤其手持式工具机蓄电装置的系统，具有在充电运行中被设置用于感应地将充电能量传递到蓄电装置(12)上的充电装置(14)；具有至少一个感应充电单元(16，18)，所述感应充电单元具有至少一个有线圈主延伸(24，26)的充电线圈(20，22)；并且具有在充电运行中布置在所述蓄电装置(12)和所述充电装置(14)之间的接触区域(28)。提出，所述至少一个线圈主延伸(24，26)和在所述至少一个充电线圈(20，22)和所述接触区域(28)之间的最小间距(30，32)之间的比例最高为30／1。

Description

具有蓄电装置和充电装置的系统
技术领域
本发明涉及一种具有蓄电装置、尤其手持式工具机蓄电装置的系统。
背景技术
已经提出了一种具有蓄电装置、尤其手持式工具机蓄电装置的系统，具有在充电运行中被设置用于感应地将充电能量传递到蓄电装置上的充电装置，具有至少一个具有至少一个带有线圈主延伸的充电线圈的感应充电单元，并且具有在充电运行中布置在所述蓄电装置和所述充电装置之间的接触区域。
发明内容
本发明涉及一种具有蓄电装置、尤其手持式工具机蓄电装置的系统，具有在充电运行中被设置用于感应地将充电能量传递到蓄电装置上的充电装置，具有至少一个具有至少一个带有线圈主延伸的充电线圈的感应充电单元，并且具有在充电运行中布置在所述蓄电装置和所述充电装置之间的接触区域。
提出，所述至少一个线圈主延伸和在所述至少一个充电线圈和所述接触区域之间的最小间距之间的比例最高为30/1。优选地，所述至少一个线圈主延伸和在所述至少一个充电线圈和接触区域之间的最小间距之间的比例最高为25/1。在此，“蓄电装置”尤其应理解为用于暂时储存电能的装置、尤其蓄电池。优选地，对此尤其应理解为可重复充电的存储器。对于本领域技术人员看来有意义的不同蓄电装置是可设想的，但是，对此尤其应理解为锂离子蓄电池。此外在此，“手持式工具机蓄电装置”尤其应理解为用于手持式工具机的蓄电装置。在此，“手持式工具机”尤其应理解为加工工件的机器，然而有利地理解为钻孔机、钻孔和/或冲击锤、锯、刨、起子机、铣削机、打磨机、角磨机、园林工具和/或多功能工具。在此，“充电装置”尤其应理解为用于给蓄电装置、尤其蓄电池充电的装置。优选地，该装置具有至少一个控制和/或调节单元，其被设置用于控制和/或调节充电过程。特别优选地，对此尤其应理解为感应充电装置。此外在此，“充电状态”尤其应理解为这样的运行状态，其中，在外部对蓄电装置的电池单元供给能量。优选地，对此尤其应理解为这样的运行状态，其中，蓄电装置的电池单元暂时储存外部供给的能量。“设置”尤其应理解为专门地编程、设计和/或构型。在此，“感应充电单元”尤其应理解为这样的单元，其被设置用于将电能转换成磁场或将磁场转换成电能。优选地，对此应理解为感应充电装置的一部分，该感应充电装置被设置用于将能量(尤其至少部分无接触地)通过感应从充电装置传递到蓄电装置上。特别优选地，感应充电单元具有至少一个充电线圈。在此，“充电线圈”尤其应理解为这样的元件，其至少部分地由电导体(尤其卷绕式的电导体)构成，该电导体至少部分以圆盘形式地布置。优选地，在作用一磁场时，在电导体中感应一电压。在此，“线圈主延伸”尤其应理解为刚好还完全包围该充电线圈的最小几何长方体的最长边的延伸。此外在此，“接触区域”尤其理解为(尤其在充电运行中)处于蓄电装置和充电装置之间的区域。优选地，对此尤其应理解为这样的区域，该区域分别由蓄电装置和充电装置的彼此面对的侧限界。特别优选地，对此尤其应理解为这样的区域，在该区域中蓄电装置和充电装置至少大部分直接接触。在此，“至少大部分”尤其应理解为整体的至少50％、优选至少70％并且特别优选至少90％。此外在此，“比例”尤其应理解为大小比例。优选地，对此尤其应理解为两个尤其直线的延伸尺寸之间的大小比例。在此，“最小间距”尤其应理解为这样的间距，该间距通过刚好还接触充电线圈和接触区域的最短矢量描述。
通过所述系统的根据本发明的构型能够实现所述至少一个感应充电单元的有利的尺寸和/或定位。此外，由此尤其能够在接触区域中实现有利地小的场强，由此，又能够在接触区域中实现作用于异物上的、尤其作用于小异物上的小磁场。由此，又能够例如避免，接触区域中的异物变热并且损坏系统和/或危害操作者。在此，“小异物”尤其应理解为具有小于等于0.5立方厘米、优选小于等于0.3立方厘米并且特别优选小于等于0.2立方厘米的体积的异物。
此外提出，蓄电装置具有所述至少一个感应充电单元。优选地，蓄电装置的感应充电单元由次级感应充电单元构成。由此，能够提供有利的蓄电装置。此外，由此尤其能够避免蓄电装置的周围的异物变热。
此外提出，充电装置具有所述至少一个感应充电单元。优选地，充电装置的感应充电单元由初级感应单元构成。由此，能够提供有利的充电装置。此外，由此尤其能够实现，在通过充电装置充电过程中不发生充电装置上的异物的变热。
此外提出，所述系统具有至少一个另外的感应充电单元，该感应充电单元具有至少一个具有线圈主延伸的充电线圈，其中，所述至少一个线圈主延伸和所述至少一个充电线圈和接触区域之间的最小间距之间的比例最高为30/1。优选地，感应充电单元至少部分相同地构造。特别优选地，所述感应充电单元中的至少一个构成初级感应充电单元并且所述感应充电单元中的至少一个构成次级感应充电单元。在此，“次级感应充电单元”尤其应理解为这样的感应充电单元，其被设置用于将磁场转换成电能。此外在此，“初级感应充电单元”尤其应理解为这样的感应充电单元，其被设置用于将电能转换为磁场，该磁场能够由次级感应充电单元重新转换成电能。由此，能够实现从所述至少两个感应充电单元中的一个到所述至少两个感应充电单元中的另一个上的特别有利的能量传递。此外，能够确保接触区域中的特别有利地小的场强。
进一步提出，蓄电装置和充电装置分别具有所述感应充电单元中的至少一个。由此，能够提供有利的蓄电装置和充电装置。此外，由此尤其能够避免(尤其在蓄电装置和充电装置之间的)异物变热。
此外提出，所述至少一个线圈主延伸和所述至少一个充电线圈和接触区域之间的最小间距之间的比例至少为7/1。优选地，所述至少一个线圈主延伸和所述至少一个充电线圈和接触区域之间的最小间距之间的比例至少为10/1。由此，能够实现所述至少一个感应充电单元的有利的尺寸和/或定位。此外，能够通过感应充电单元确保有利地高的能量传递。
此外提出，所述至少一个线圈主延伸和所述至少一个充电线圈和接触区域之间的最小间距之间的比例处于20/1和14/1之间。由此，能够实现所述至少一个感应充电单元的特别有利的尺寸和/或定位。此外，由此能够通过感应充电单元在接触区域中的场强小的情况下确保高的能量传递。
此外提出，蓄电装置至少在充电运行中具有至少1安培的充电电流。优选地，充电装置至少在充电运行中具有至少接近2安培的充电电流。由此，能够提供特别有利的充电电流，从此又能够实现有利的充电过程。此外，由此能够实现有利的场强。
此外提出，蓄电装置至少在充电运行中具有至少10.7伏特、优选至少14.4伏特并且特别优选18伏特的充电电压。由此，能够提供特别有利的充电电压，从此又能够实现有利的充电过程。尤其结合该充电电流能够实现特别有利的能量传递。
进一步提出，充电装置具有所述感应充电单元，该感应充电单元具有至少一个具有至少50毫米的线圈主延伸尺寸的充电线圈。优选地，该感应充电单元具有至少一个具有至少60毫米的线圈主延伸尺寸的充电线圈。特别优选地，该感应充电单元具有至少一个具有至少70毫米的线圈主延伸尺寸的充电线圈。特别优选地，该感应充电单元由初级感应充电单元构成。由此，能够实现特别有利的感应充电单元。此外，能够尤其结合所述比例实现用于能量传递的有利的磁场。
在这里，根据本发明的系统不应该局限于上面描述的应用和实施例。尤其地，根据本发明的系统能够具有与各个元件、组件和单元在这里提到的数量不同的数量用于满足在这里描述的功能方式。
附图说明
其他优点从以下附图说明中得出。在附图中示出本发明的实施例。附图、说明书和权利要求包括很多特征组合。符合目的地，本领域技术人员还单独观察所述特征并且组合成有意义的其他组合。
附图示出：
图1在充电运行中的根据本发明的系统的示意图，该系统具有蓄电装置，具有充电装置，具有接触区域并且具有两个感应充电单元的，
图2在充电运行中的根据本发明的系统在剖面线Ⅱ上的示意性部分剖面图，和
图3在充电运行中的根据本发明的系统示意性部分剖面图，该系统具有蓄电装置，具有充电装置并且具有接触区域。
具体实施方式
图1示出在充电运行中的根据本发明的系统10，该系统具有蓄电装置12，具有充电装置14，具有接触区域28并且具有两个感应充电单元16、18。蓄电装置12由手持式工具机蓄电装置组成。蓄电装置12具有壳体单元38。壳体单元38具有构成底面50的壳体壁48。此外，蓄电装置12具有电池单元40。该电池单元40被设置用于储存能量。此外，电池单元40被设置用于给不可进一步看见的手持式工具机供以能量。电池单元40布置在壳体单元38中。电池单元40具有五个电池元件42。电池单元40的电池元件42串联(图2)。此外，电池元件42分别由锂离子电池构成。
蓄电装置12在充电运行中安放在充电装置14的充电面44上。充电装置14在充电运行中被设置用于给蓄电装置12充电。蓄电装置12以底面50安放在充电面44上。充电面44构成充电装置14的壳体单元46的一部分。充电面44在设置的位置中平行于底座地延伸并且背离底座。充电面44被设置用于在充电过程接收蓄电装置12。
接触区域28在充电运行中布置在蓄电装置12和充电装置14之间。接触区域28布置在蓄电装置12的壳体单元38的底面50和充电装置14的充电面44之间。接触区域28由蓄电装置12和充电装置14之间的缝隙构成。在运行期间，在接触区域28中会聚集异物。这由异物52说明。异物52由小的金属部分构成。
两个感应充电单元16、18分别具有带有线圈主延伸24、26的充电线圈20、22。此外，感应充电单元16、18分别具有铁芯单元54、56。充电线圈20、22分别环形地构造。此外，充电线圈20、22分别由多个在周向方向上延伸的电导体构成。充电线圈20、22的电导体在周向方向上绕卷绕轴线58卷绕(图2)。在此，充电线圈20、22的线圈主延伸24、26分别垂直于卷绕轴线58地延伸。铁芯单元54、56分别板形地构造并且由磁性材料构成。
蓄电装置12具有两个感应充电单元16、18中的一个感应充电单元18。蓄电装置12的感应充电单元18由次级感应充电单元36构成。蓄电装置12的感应充电单元18被设置用于给电池单元40充电。感应充电单元18被设置用于电池单元40的充电过程的无线的能量传递。感应充电单元18具有充电线圈22和铁芯单元56。感应充电单元18布置在蓄电装置12的壳体单元38的内部。感应充电单元18布置在电池单元40和壳体单元38的壳体壁48之间。从壳体壁48出发向电池单元40的方向，首先跟随感应充电单元18的充电线圈22、感应充电单元18的铁芯单元56、隔离单元60和电子单元62。隔离单元60被设置用于保护电子单元62免受充电线圈22的干扰影响以及反过来保护充电线圈22免受电子单元62的干扰影响。
电子单元62具有充电电子装置64。此外，电子单元62具有不可进一步看见的薄板，在该薄板上布置有充电电子装置64。充电电子装置64通过导线与电池单元40连接。此外，充电电子装置64通过导线与充电线圈22连接(图2)。
充电装置14同样具有两个感应充电单元16、18中的一个感应充电单元16。充电装置的感应充电单元16由初级感应充电单元构成。感应充电单元16被设置用于能量的传递。感应充电单元16被设置用于从充电装置14到蓄电装置12的无线能量传递。感应充电单元16被设置用于将电能转换成磁场，该磁场能够由蓄电装置12的感应充电单元18又转换成电能。感应充电单元16具有充电线圈20。充电线圈20环形地构造。充电线圈20具有70毫米的线圈主延伸24。此外，感应充电单元16具有铁芯单元54和电子单元66。铁芯单元54板形地构造并且由磁性材料构成。感应充电单元16完全布置在壳体单元46中。从壳体单元46的充电面44出发向充电装置14的中间的方向，首先跟随感应充电单元16的充电线圈20、感应充电单元16的铁芯单元54、隔离单元68和电子单元66。隔离单元68被设置用于保护电子单元66免受充电线圈20的干扰影响以及反过来保护充电线圈20免受电子单元66的干扰影响。电子单元66不进一步可看见地与用于能量供给的线缆70连接。
蓄电装置12在充电运行中具有接近2安培的充电电流。此外，蓄电装置12在充电运行中具有接近21伏特的充电电压。充电电流和充电电压被施加在电池单元40上。充电电流和充电电压感应地从充电装置14传递到蓄电装置12上。
蓄电装置12的感应充电单元18的充电线圈22在充电运行中具有与接触区域28的限定的最小间距32。在此，间距32由从充电线圈22的面对壳体壁48的侧直到底面50的间距构成。在此，该间距垂直于底面50地被测量。充电线圈22的主延伸平面平行于底面50地延伸。此外，充电装置14的感应充电单元16的充电线圈20在充电运行中具有与接触区域28的限定的最小间距30。在此，间距30由从充电线圈22面对充电面44的侧直到充电面44的间距构成。在此，该间距垂直于充电面44地被测量。充电线圈20的主延伸平面平行于充电面地延伸(图3)。
蓄电装置12的感应充电单元18的充电线圈22的线圈主延伸26和在充电线圈22和接触区域28之间的最小间距32之间的比例最高为30/1。此外，线圈主延伸26和在充电线圈22和接触区域28之间的最小间距32之间的比例至少为7/1。线圈主延伸26和在充电线圈22和接触区域28之间的最小间距32之间的比例处于20/1和14/1之间。线圈主延伸26和在充电线圈22和接触区域28之间的最小间距32之间的比例接近17/1(图3)。
充电装置14的感应充电单元16的充电线圈20的线圈主延伸24和在充电线圈20和接触区域28之间的最小间距30之间的比例最高为30/1。此外，线圈主延伸24和在充电线圈20和接触区域28之间的最小间距30之间的比例至少为7/1。线圈主延伸24和在充电线圈20和接触区域28之间的最小间距30之间的比例处于20/1和14/1之间。线圈主延伸24和在充电线圈20和接触区域28之间的最小间距30之间的比例接近17/1(图3)。

Claims (7)

1.一种具有蓄电装置(12)和充电装置(14)的系统，其中，该蓄电装置(12)包括第一感应充电单元(18)，所述感应充电单元具有至少一个有第一线圈主延伸(26)的第一充电线圈(22)，所述第一线圈主延伸(26)是刚好完全包围所述第一充电线圈(22)的最小几何长方体的最长边的尺寸，其中，该充电装置(14)被设置用于感应地将充电能量传递到所述蓄电装置(12)上，该充电装置具有第二感应充电单元(16)，所述第二感应充电单元具有至少一个有第二线圈主延伸(24)的第二充电线圈(20)，所述第二线圈主延伸(24)是刚好完全包围所述第二充电线圈(20)的最小几何长方体的最长边的尺寸，其中：
在所述蓄电装置(12)与所述充电装置(14)之间设有通过所述蓄电装置(12)的表面(50)和所述充电装置(14)的表面(44)限定的缝隙(28)，在运行期间在该缝隙(28)中会聚集异物；
所述至少一个第一充电线圈(22)的第一线圈主延伸(26)和在所述至少一个第一充电线圈(22)和所述蓄电装置(12)的表面(50)之间的间距(32)之间的比例最高为30/1；
所述至少一个第二充电线圈(20)的第二线圈主延伸(24)和在所述至少一个第二充电线圈(20)和所述充电装置(14)的表面(44)之间的间距(30)之间的比例最高为30/1。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述比例中的至少一个至少为7/1。
3.根据上述权利要求之一所述的系统，其特征在于，所述比例中的至少一个在20/1和14/1之间。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二充电线圈(20)具有至少50毫米的第二线圈主延伸(24)。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述蓄电装置用于手持式工具机。
6.一种蓄电装置(12)，其包括第一感应充电单元(18)，其中，通过充电装置(14)能够将充电能量感应地传递到所述蓄电装置(12)上，所述感应充电单元具有至少一个有第一线圈主延伸(26)的第一充电线圈(22)，所述第一线圈主延伸(26)是刚好完全包围所述第一充电线圈(22)的最小几何长方体的最长边的尺寸，其中，该充电装置具有第二感应充电单元(16)，所述第二感应充电单元具有至少一个有第二线圈主延伸(24)的第二充电线圈(20)，所述第二线圈主延伸(24)是刚好完全包围所述第二充电线圈(20)的最小几何长方体的最长边的尺寸，其中：
在所述蓄电装置(12)与所述充电装置(14)之间设有通过所述蓄电装置(12)的表面(50)和所述充电装置(14)的表面(44)限定的缝隙(28)，在运行期间在该缝隙(28)中会聚集异物；
所述至少一个第一充电线圈(22)的第一线圈主延伸(26)和在所述至少一个第一充电线圈(22)和所述蓄电装置(12)的表面(50)之间的间距(32)之间的比例最高为30/1；
所述至少一个第二充电线圈(20)的第二线圈主延伸(24)和在所述至少一个第二充电线圈(20)和所述充电装置(14)的表面(44)之间的间距(30)之间的比例最高为30/1。
7.一种充电装置(14)，该充电装置被设置用于感应地将充电能量传递到蓄电装置(12)上，该蓄电装置(12)包括第一感应充电单元(18)，所述感应充电单元具有至少一个有第一线圈主延伸(26)的第一充电线圈(22)，所述第一线圈主延伸(26)是刚好完全包围所述第一充电线圈(22)的最小几何长方体的最长边的尺寸，其中，该充电装置具有第二感应充电单元(16)，所述第二感应充电单元具有至少一个有第二线圈主延伸(24)的第二充电线圈(20)，所述第二线圈主延伸(24)是刚好完全包围所述第二充电线圈(20)的最小几何长方体的最长边的尺寸，其中：
在所述蓄电装置(12)与所述充电装置(14)之间设有通过所述蓄电装置(12)的表面(50)和所述充电装置(14)的表面(44)限定的缝隙(28)，在运行期间在该缝隙(28)中会聚集异物；
所述至少一个第一充电线圈(22)的第一线圈主延伸(26)和在所述至少一个第一充电线圈(22)和所述蓄电装置(12)的表面(50)之间的间距(32)之间的比例最高为30/1；
所述至少一个第二充电线圈(20)的第二线圈主延伸(24)和在所述至少一个第二充电线圈(20)和所述充电装置(14)的表面(44)之间的间距(30)之间的比例最高为30/1。
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基于电磁感应耦合的无线电能传输的应用研究;李松林等;《2011年全国微波毫米波会议论文集（下册）》;20110531;第1686-1688页

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