CN108736449A

CN108736449A - 电动园艺和/或林业装置系统、保护性电子电路系统、储能器系统及其操作方法

Info

Publication number: CN108736449A
Application number: CN201810330969.3A
Authority: CN
Inventors: K-S.古尔; M.舒尔; A.麦克; C.海格迈尔
Original assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Current assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Priority date: 2017-04-13
Filing date: 2018-04-13
Publication date: 2018-11-02
Anticipated expiration: 2038-04-13
Also published as: EP3389156A1; US11128123B2; EP3389156B1; CN108736449B; US20180301892A1

Abstract

本发明涉及用于操作电动园艺和/或林业装置系统的方法、用于电动园艺和/或林业装置系统的保护性电子电路、包括此类保护性电子电路的保护性电子电路系统、包括此类保护性电子电路的储能器系统、以及包括此类保护性电子电路的电动园艺和/或林业装置系统。

Description

电动园艺和/或林业装置系统、保护性电子电路系统、储能器系统及其操作方法

技术领域

本发明涉及用于操作电动园艺和/或林业装置系统的方法、用于电动园艺和/或林业装置系统的保护性电子电路、包括此类保护性电子电路的保护性电子电路系统、包括此类保护性电子电路的储能器（accumulator）系统、以及包括此类保护性电子电路的电动园艺和/或林业装置系统。

背景技术

用于操作电动园艺和/或林业装置系统的方法、用于电动园艺和/或林业装置系统的保护性电子电路和包括此类保护性电子电路的电动园艺和/或林业装置系统是已知的。

发明内容

问题和解决方案。

本发明提出了提供用于操作具有改进特性（特别地多个功能）的电动园艺和/或林业装置系统的方法的问题。此外，本发明提出了提供用于电动园艺和/或林业装置系统的保护性电子电路、包括此类保护性电子电路的保护性电子电路系统、包括此类保护性电子电路的储能器系统和包括此类保护性电子电路的电动园艺和/或林业装置系统的问题。

本发明通过提供包括权利要求1的特征的方法来解决该问题。此外，通过包括权利要求8的特征的保护性电子电路、包括权利要求12的特征的保护性电子电路系统、包括权利要求13的特征的储能器系统、和包括权利要求14的特征的电动园艺和/或林业装置系统来解决由本发明提出的问题。在从属权利要求中描述本发明的有利进展和/或配置。

根据本发明的方法被配置用于操作电动园艺和/或林业装置系统。该电动园艺和/或林业装置系统包括储能器、具有电动机的园艺和/或林业装置、和保护性电子电路。该保护性电子电路包括输入端、输出端和开关元件。该输入端（特别地输入端子）连接（特别地电气连接）至储能器。该输出端（特别地输出端子）连接（特别地电气连接）至园艺和/或林业装置。该开关元件被设置（特别地电气设置）在输入端之一和输出端之一之间的功率路径中。该方法包括步骤：a）将开关元件接通至第一导电状况。b）测量通过功率路径的电流。c）将开关元件关断至第二导电状况，其特别地不同于第一导电状况并且如果测得的电流超过预定电流限制值则其可以被指定为断开状况。d）测量输出端之间的电输出电压。e1）或者如果测得的电输出电压达到和/或超过预定电压限制值，则再次将开关元件接通至第一导电状况。e2）或者相应地作为步骤e1）的备选，如果测得的电输出电压低于预定电压限制值，则输出误差信号，特别地短路信号。

最近的进展和技术正导致具有越来越低的电感和越来越低的电阻的储能器，特别是在锂离子储能器的情况下。其一个结果是非常短的电流上升时间（特别地对于350安培（A）小于50微秒（μs）），以及在短路情况下非常高的电流（特别地高达900A）。

特别地，该园艺和/或林业装置可以包括用于电动机的电机电子电路，该电路可以包括至少一个电能存储装置或链式电路电容器和/或至少一个电机开关元件，其中该电能存储装置或该链式电路电容器和/或电机开关元件可以连接（特别地电气连接）至保护性电子电路的输出端和电动机。特别地，该链式电路电容器可以包括电解电容器。特别地，该电机开关元件可以包括桥接晶体管。

该方法使得有可能保护园艺和/林业装置（特别地其电机电子电路，如果存在的话）免受过电流，以及/或者使通过功率路径的电流限制为电机开关元件（如果存在的话）仍然可以可靠开关的量。特别地，该方法可以使得有可能遵从用于电机开关元件的安全操作区（SOA）。特别地，该方法可以使得有可能限制在电能存储装置或链式电路电容器（如果存在的话）的充电期间的电流量值。

此外，该方法使得有可能区别由于电气短路的过电流与可能特别地由储能器的相对低的内电感和/或相对低的内电阻引起的过电流。如果超过电流限制值，则关断开关元件。短路情况和正常操作（特别地电能存储装置或链式电路电容器的充电，如果存在的话）之间的区别可能不可能仅仅借助于准则“电流量值”，尤其当使用较新近设计的储能器时不可能仅仅借助于准则“电流量值”。可以借助于另一准则“输出电压量值”来实施短路情况和正常操作之间的区别。如果在已经识别到超过电流限制值的事实之后输出电压降至电压限制值以下，则存在短路，否则这是正常操作。这是因为通常在正常操作中，在开关元件已经关断之后，电能存储装置或链式电路电容器将已经至少部分（特别地完全）特别地充电至电压限制值，并且因此输出电压将不会降至电压限制值以下。在短路情况下，通常在开关元件已经关断之后，电能存储装置或链式电路电容器将被放电或甚至不被充电并且因此输出电压将在电压限制值以下。

特别地，该储能器可以被配置为可交换储能器。因此，不能排除可以在电动园艺和/或林业装置系统中使用较旧设计的储能器。该方法可以与较旧设计的储能器和较新近设计的储能器二者都兼容。特别地，可以在所有操作情况下阻止比电流限制值更大的电流，而不依赖于是否借助于旧的或较新近的储能器来实现馈电。

特别地，如果开关元件接通至其第一导电状况，则该功率路径的欧姆电阻可以由开关元件的欧姆电阻来确定和/或支配。这可以使得有可能尽可能快地对电能存储装置或链式电路电容器（如果存在的话）充电。

特别地，可以与步骤a）同时地和/或在步骤a）之后暂时执行步骤b）；特别地，可以关于时间永久地执行步骤b）。特别地，可以与步骤b）同时地和/或在步骤b）之后暂时执行步骤c）。特别地，可以与步骤b）和/或步骤c）同时地和/或在步骤b）和/或步骤c）之后暂时执行步骤d）；特别地，可以关于时间永久地执行步骤d）。特别地，可以与步骤c）和/或步骤d）同时地和/或在步骤c）和/或步骤d）之后暂时执行步骤e1）。特别地，可以与步骤c）和/或步骤d）同时地和/或在步骤c）和/或步骤d）之后暂时执行步骤e2）。

特别地可以在声学上、光学上和/或触觉上输出误差信号。此外，在步骤e2）中可以将开关元件保留、保持和/或留在第二导电状况。

特别地，可以自动执行该方法。换言之，可以在没有人类干预的情况下执行该方法。

在本发明的一个进展中，预定电流限制值处在从200A至500A的范围中。特别地，电流限制值可以处在从300A至400A的范围中；特别地电流限制值可以是350A。因此，电流限制值可以高于处在连续操作和/或拨动操作的电流值，例如从50A至100A。另外或备选地，该储能器提供在输入端之间具有输入电压值的输入电压并且预定电压限制值是输入电压值的函数。特别地，该电压限制值可以是输入电压值的一半。如果输出电压降至输入电压一半以下或降至在已经识别到超过电流限制值的事实之后先前输出电压的一半的电压以下，则存在短路，否则这是正常操作。

在本发明的一个进展中，在步骤c）之后的从0.5毫秒（ms）=500μs至10ms的范围中执行步骤e1）。该时间范围可以是用户不可察觉的和/或对于电动园艺和/或林业装置系统的电动部件来说可容忍的。特别地，可以在步骤c）之后的从0.5 ms至5ms的范围中、特别地从0.5ms至2ms的范围中（特别地1ms）执行步骤e1）。

在一个进展中，重复步骤b）至e1）。这可以确保在电流再一次超过预定电流限制值的情况下可以将开关元件关断至其第二导电状况。特别地，可以重复步骤b）至e1）多次，特别地执行至少十次。如果电流仍超过预定电流限制值，则可以将开关元件关断至其第二导电状况，可以将开关元件保持在第二导电状况，并且可以输出误差信号。

在本发明的一个进展中，该开关元件包括场效应晶体管（FET）、特别地金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。在控制电极上向场效应晶体管施加控制电压以用于接通至其第一导电状况并用于关断至其第二导电状况。步骤c）包括：生成控制电压以使得不会发生雪崩效应。这可以减小或阻止在关断期间对开关元件的损坏。特别地，步骤c）可以包括：特别地首先将开关元件切换至线性操作（其可以被指定为第一导电状况和第二导电状况之间的第三导电状况），并且特别地随后将开关元件关断至其第二导电状况。特别地，可以根据效应晶体管的开关电压来生成控制电压。该开关电压可以是在场效应晶体管处跨漏极-源极路径下降的电压。

在本发明的一个进展中，该方法包括步骤：当将开关元件接通至其第一导电状况时测量开关元件上的第一电压降；当将开关元件关断至其第二导电状况时测量开关元件上的第二电压降；根据第二电压降和第一电压降之间的差确定开关元件的适当操作。该差测量结果可以使得有可能消除测量精度中的绝对测量误差。如果没有适当地操作开关元件，则特别地可以输出误差信号。可以特别地借助于测量输入电压、测量输出电压以及形成输入电压和输出电压之间的差来测量第一电压降和第二电压降。

在本发明的一个进展中，该方法包括步骤：由储能器在输出端上提供特别预定的电最小功率（即使将开关元件关断至第二导电状况）；使用所提供的电最小功率来执行园艺和/或林业装置的自检查。这可以使得有可能确定电机电子电路（如果存在的话）的适当操作。特别地，在这种情况下不需要操作电动机。

此外，本发明涉及用于电动园艺和/或林业装置系统的保护性电子电路，特别是用于执行上述方法的保护性电子电路。根据本发明的保护性电子电路包括输入端、输出端、开关元件、电流测量设备、电压测量设备、输出设备和控制单元。该输入端被配置成连接至储能器。该输出端被配置成连接至具有电动机的园艺和/或林业装置。该开关元件被设置在输入端之一和输出端之一之间的功率路径中。该电流测量设备被配置成测量通过功率路径的电流。该电压测量设备被配置成测量输出端之间的电输出电压。该输出设备被配置成输出误差信号。该控制单元被配置成与开关元件、电流测量设备、电压测量设备和输出设备交互。此外，该控制单元被配置成将开关元件接通至第一导电状况，如果测得的电流超过预定电流限制值则将开关元件关断至第二导电状况，如果测得的电输出电压达到和/或超过预定电压限制值则将开关元件再次接通至第一导电状况，以及如果测得的电输出电压在预定电压限制值以下则激活输出设备以输出误差信号。

该保护性电子电路使得有可能保护园艺和/或林业装置（特别是其电机电子电路，如果存在的话）免受过电流，以及/或者使通过功率路径的电流限制为电机开关元件（如果存在的话）仍然可以可靠开关的量。此外，该保护性电子电路使得有可能区别由于短路的过电流与可能特别地由储能器的相对低的内电感和/或相对低的内电阻引起的过电流。

该保护性电子电路可以与较旧设计的储能器和较新近设计的储能器二者都兼容。特别地，可以在所有操作情况下阻止大于电流限制值的电流，与是否借助于较旧的或较新近的储能器来实现馈电无关。

特别地，该保护性电子电路可以被配置成执行上述方法。特别地，该输出设备可以包括蜂鸣器、扩音器、显示器（特别地LED）和/或振动设备。

在本发明的一个进展中，该开关元件包括电子开关元件，特别地场效应晶体管、双极型晶体管和/或绝缘栅双极型晶体管（IGBT）。该电子开关元件可以实现相对快速的接通和/或相对快速的关断。

在本发明的一个配置中，该开关元件包括场效应晶体管。该场效应晶体管被配置成使得在控制电极上施加用于接通至其第一导电状况和用于关断至其第二导电状况的控制电压。该保护性电子电路包括电压限制元件。该电压限制元件被配置成生成控制电压以使得不会发生雪崩效应。特别地，该电压限制元件包括Z二极管或齐纳二极管。

在一个进展中，该保护性电子电路包括旁路路径。该旁路路径被耦合在并联于开关元件的功率路径中并且包括电流限制电阻器元件。这使得有可能限制电流，特别是在开关元件关断至其第二导电状况的情况下。特别地，如果将开关元件接通至其第一导电状况，则可以通过开关元件的欧姆电阻来确定和/或支配功率路径的欧姆电阻。特别地，如果将开关元件关断至其第二导电状况，则可以通过电流限制电阻器元件的欧姆电阻来确定和/或支配功率路径的欧姆电阻。特别地，如果将开关元件接通至其第一导电状况，则该开关元件的欧姆电阻比电流限制电阻器元件的欧姆电阻相对更低。特别地，如果将开关元件关断至其第二导电状况，则该开关元件的欧姆电阻比电流限制电阻器元件的欧姆电阻相对更大。此外，这可以使得有可能测量开关元件上的第一电压降，测量第二电压降以及确定开关元件的适当操作。此外，这可以使得有可能在输出端上提供电最小功率（即使将开关元件关断至第二导电状况），以及执行园艺和/或林业装置的自检查。

此外，本发明涉及一种保护性电子电路系统。根据本发明的保护性电子电路系统包括如上面描述的保护性电子电路和用户携带设备。该保护性电子电路被布置在用户携带设备中。该用户携带设备被配置成允许由用户来携带保护性电子电路。特别地，该用户携带设备可以包括和/或是腰包和/或帆布背包。特别地，该用户携带设备可以包括储能器接收设备，其中该储能器接收设备可以被配置成接收（特别地可交换地接收）（特别地可交换的）储能器。

进一步地，本发明涉及一种储能器系统。根据本发明的储能器系统包括储能器和如上面描述的保护性电子电路。输入端连接至储能器。特别地，具有保护性电子电路的储能器可以被配置为一个部件。特别地，该储能器系统可以包括用户携带设备。

此外，本发明涉及一种电动园艺和/或林业装置系统。根据本发明的电动园艺和/或林业装置系统包括具有电动机的园艺和/或林业装置和如上所描述的保护性电子电路。输出端连接至园艺和/或林业装置。特别地，具有保护性电子电路的园艺和/或林业装置可以被配置为一个部件。特别地，该电动园艺和/或林业装置系统可以包括用户携带设备。特别地，该电动园艺和/或林业装置系统可以包括储能器。

在本发明的一个进展中，该园艺和/或林业装置是锯、杆修枝机、除草锯、灌木修剪机、树篱修枝机、树篱剪刀，树篱修剪机、树篱修整机、鼓风设备、吹叶机、枝剪、砂轮截断机、清扫车设备、清扫车滚筒、清扫车刷、割草机、除枯草机、剪草剪刀、和/或修草机。

附图说明

根据权利要求并且根据在下面参考附图解释的本发明的优选示例性实施例的以下描述，本发明的其他优点和方面是明显的，在附图中：

图1示出根据本发明的方法的流程图；

图2示出根据本发明的电动园艺和/或林业装置系统的等效电路图；

图3示出来自图2的电动园艺和/或林业装置系统的示意性视图；

图4示出根据来自图2的电动园艺和/或林业装置系统的发明的保护性电子电路的引用的详细等效电路图；

图5a示出通过来自图4的保护性电子电路的功率路径的电流针对时间的图表；以及

图5b示出来自图4的保护性电子电路的输出端之间的电输出电压针对时间的图表。

具体实施方式

图2和3示出根据本发明的电动园艺和/或林业装置系统10。该电动园艺和/或林业装置系统包括储能器80、处于具有电动机91和保护性电子电路20的树篱修整机形式的园艺和/或林业装置90。该保护性电子电路20包括输入端21、22（特别地两个输入端）、输出端23、24（特别地两个输出端）、和开关元件26。该输入端21、22连接至储能器80。该输出端23、24连接至园艺和/或林业装置90。该开关元件26被设置在输入端21和输出端23之间的功率路径25中。特别地，该功率路径25进一步特别地在输入端22和输出端24之间延伸。特别地，电流I从储能器80朝向园艺和/或林业装置90流过功率路径25并且从园艺和/或林业装置90通过功率路径25返回至储能器80。

进一步地，该保护性电子电路20包括电流测量设备28、电压测量设备29、输出设备30和控制单元31。该电流测量设备28被配置成测量通过功率路径25的电流I。该电压测量设备29被配置成测量输出端23、24之间的电输出电压Uout。处于蜂鸣器的形式的输出设备30被配置成输出误差信号FS。处于微控制器的形式的控制单元31被配置成与开关元件26、电流测量设备28、电压测量设备29和输出设备30交互，如由图2中的虚线指示的。此外，该控制单元31被配置成将开关元件26接通至第一导电状况开（on），如果测得的电流I超过预定电流限制值Igrenz则将开关元件26关断至第二导电状况关（off）（如可以在图5a中辨别的），如果测得的电输出电压Uout达到和/或超过预定电压限制值Ugrenz则将开关元件26再次接通至第一导电状况开（如可以在图5b中的左侧辨别的），如果测得的电输出电压Uout在预定电压限制值Ugrenz以下则激活输出设备30以输出误差信号FS（如可以在图5b中的右侧辨别的）。

在示出的示例性实施例中，该电流测量设备28被设置在图2中的上输入端21和上输出端23之间。在备选示例性实施例中，该电流测量设备28可以被设置在图2中的下输入端22和下输出端24之间。输入端22和输出端24之间的功率路径25的区段可以被指定为地路径。

图1示出用于特别地借助于上述根据本发明的保护性电子电路20和/或借助于上述电动园艺和/或林业装置系统10来操作电动园艺和/或林业装置系统10的根据本发明的方法。该方法包括步骤：a）将开关元件26接通至第一导电状况开。b）测量通过功率路径25的电流I。c）如果测得的电流I超过预定电流限制值Igrenz则将开关元件26关断至第二导电状况关。d）测量输出端23、24之间的电输出电压Uout。e1）或者如果测得的电输出电压Uout达到和/或超过预定电压限制值Ugrenz，则再次将开关元件26接通至第一导电状况开。e2）或者如果测得的电输出电压Uout在预定电压限制值Ugrenz以下，则输出误差信号信号FS（特别地声学上的）。此外，在步骤e2）中该开关元件26可以被保留和/或留在第二导电状况关。

详细地，可以用理想电压源81、电动部件82（特别地电感的形式）和另一电动部件83（特别地电容器的形式）来描述储能器80。该另一部件83可以与电压源81并联连接和/或部件82可以与电压源81串联连接，如可以在2中辨别的。尽管在较旧设计的储能器的情况下部件82通常对储能器的特性具有可预见的影响，但是在相对新近设计的储能器的情况下该部件82通常对储能器的特性几乎没有任何影响，但是相反对部件83有影响。在相对新近设计的储能器的情况下，其一个结果是在短路的情况下的非常短的电流上升时间和非常高的电流。

在所示的示例性实施例中，该园艺和/或林业装置90包括用于电动机91的电机电子电路92。该电机电子电路92包括处于电解电容器的形式的电能存储装置或链式电路电容器93和处于多个桥接晶体管的形式的电机开关元件94。该电能存储装置或链式电路电容器93和电机开关元件94相应地连接至保护性电子电路20的输出端23、24和电动机91。

如果将开关元件26接通至其第二导电状况开（在图2中其由处于闭合状况的开关元件26来指示），则储能器80可以借助于电流I对电能存储装置或链式电路电容器93充电。如果储能器80是相对新近的设计，则电流I可以超过预定电流限制值Igrenz（如可以在图5a中的左侧辨别的），特别地由储能器80的相对低的内电感82引起且不会由电短路引起。因此，将开关元件26关断至其第二导电状况关，在这里其没有用处于开放状况的开关元件来图示。因为存在正常操作而不是短路，所以输出电压Uout将降至电压限制值Ugrenz以下，如可以在图b中的左侧辨别的。这是因为通常在正常操作期间，在已经将开关元件26关断之后，电能存储装置或链式电路电容器93将已经至少部分被特别充电至电压限制值Ugrenz，并且因此输出电压Uout将降至电压限制值Ugrenz以下。

如果用户用树篱修整机对电动园艺和/或林业装置系统10的在图3中示出的电缆95（其将保护性电子电路20电气连接至处于树篱修整机形式的园艺和/或林业装置90）采取不利行为，则这可以导致电缆95中的电短路，特别地输出端23、24之间的电短路连接。如果将开关元件26接通至其第一导电状况开或已经将开关元件26接通至其第一导电状况开，则电流I将超过预定电流限制值Igrenz（如可以在图5a中的右侧辨别的），特别地由短路引起。因此，将开关元件26关断至其第二导电状况关。因为存在短路而不是正常操作，所以输出电压Uout将降至电压限制值Ugrenz以下（特别地降至0伏特（V）），如可以在图5b中的右侧辨别的。这是因为通常在短路的情况下，在已经将开关元件26关断之后，电能存储装置或链式电路电容器93将被放电或者甚至不被充电并且输出电压Uout将因此在电压限制值Ugrenz以下。测量电输出电压Uout使得有可能区别正常操作和短路情况。

因此，该方法和保护性电子电路20中的每一个都使得有可能保护园艺和/或林业装置90（特别地其电机电子电路92）免受过电流，以便将通过功率路径25的电流I限制成仍可以由电机开关元件94可靠开关的量并且限制在电能存储装置或链式电路电容器93的充电期间的电流量值。此外，该方法和保护性电子电路20中的每一个使得有可能区别由于短路的过电流与特别地由储能器80的相对低的内电感82引起或已经引起的过电流。

进一步地，特别地如果储能器被配置为可交换储能器，则该方法和保护性电子电路20在每种情况下与较旧设计的储能器和较新近设计的储能器二者都兼容。特别地，可以在所有操作情况下阻止比电流限制值更大的电流，而不依赖于是否借助于较旧的或较新近的储能器来实现馈电。

在示出的示例性实施例中，该预定电流限制值Igrenz是350A。此外，该储能器80提供具有输入端21、22之间的输入电压值的输入电压Uin（如可以在图4中的左侧辨别的），并且预定电压限制值Ugrenz是输入电压值的函数。特别地，电压限制值Ugrenz是输入电压值的一半。在示出的示例性实施例中，该输入电压值是36V且电压限制值Ugrenz是18V。

此外，在步骤c）之后的1ms执行步骤e1）。

进一步地，重复步骤b）至e1），如由图1中的箭头P1指示的。特别地，执行步骤b)至e1）十次。如果电流I进一步超过预定电流限制值Igrenz，则可以将开关元件26关断至其第二导电状况关，可以将开关元件26保持在第二导电状况关，并且可以输出误差信号FS。

此外，该开关元件26包括处于场效应晶体管形式的电子开关元件，如可以在图4中辨别的。该场效应晶体管被配置成在控制电极27上对其施加用于接通至其第一导电状况开和用于关断至其第二导电状况关断的控制电压Ust。该保护性电子电路20包括处于齐纳二极管形式的电压限制元件32。该电压限制元件32被配置成生成控制电压Ust以使得不会发生雪崩效应。因此，步骤c）包括：生成控制电压Ust以使得不会发生雪崩效应。详细地，该电压限制元件32被配置成生成控制电压Ust以使得开关元件26被切换至线性操作并且关断至其第二导电状况关。因此，步骤c）包括：将开关元件26切换至线性操作以及将开关元件26关断至其第二导电状况关。在示出的示例性实施例中，根据场效应晶体管的开关电压生成控制电压Ust，所述开关电压跨所述晶体管处的漏极（D）-源极（S）路径下降。

进一步地，在功率路径25中，反方向上的续流二极管35与开关元件26并联连接。

此外，该保护性电子电路20包括旁路路径33。该旁路路径33耦合在与开关元件26并联的功率路径25中并且包括电流限制电阻器元件34。在示出的示例性实施例中，如果将开关元件26接通至其第一导电状况开，则功率路径25的欧姆电阻受开关元件26的欧姆电阻支配。如果将开关元件26关断至其第二导电状况关，则功率路径25的欧姆电阻受电流限制电阻器元件34的欧姆电阻支配。换言之，如果将开关元件26接通至其第一导电状况开，则开关元件26的欧姆电阻比电流限制电阻器元件34的欧姆电阻相对更低。如果将开关元件26关断至其第二导电状况关，则开关元件26的欧姆电阻比电流限制电阻器元件34的欧姆电阻相对更大。进一步地，在旁路路径33中，处于二极管形式的反冲保护性元件37与电流限制电阻器元件34串联连接。此外，在旁路路径33中，多路开关38与电流限制电阻器元件34串联连接。

进一步地，该方法包括步骤：当将开关元件26接通至其第一导电状况开时，测量开关元件26上的第一电压降；当将开关元件26关断至其第二导电状况关时，测量开关元件26上的第二电压降；根据第二电压降和第一电压降之间的差来确定开关元件26的适当操作。如果开关元件26没有适当操作，则特别地可以输出误差信号FS。详细地，该保护性电子电路20包括另一电压测量设备（在这里没有图示出），其被配置成测量输入端21、22之间的电输入电压Uin。借助于测量输入电压Uin、测量输出电压Uout以及形成输入电压Uin和输出电压Uout之间的差来测量第一电压降和第二电压降。在示出的示例性实施例中，在开关元件的适当操作时第一电压降应该是0V。如果将将开关元件26关断至其第二导电状况关，则第二电压降应该是可预见的（特别地由于电流限制电阻器元件34）。换言之，输出电压Uout应该小于输入电压Uin，并且例如在示出的示例性实施例中应该是35.8V而不是36V。如果第二电压降和第一电压降之间的差达到和/或超过预定差电压降限制值（例如0.2V=200mV），则可以假设开关元件26正适当操作。如果第二电压降和第一电压降之间的差在预定差电压降限制值以下，则输出误差信号FS。

在示出的示例性实施例中，处于场效应晶体管形式的开关元件26被设置为输入端21之一和输出端23之一之间的功率路径25中的唯一开关元件。在备选示例性实施例中，可以将多个开关元件（特别地多个电子开关元件、特别地场效应晶体管）串联设置在输入端之一和输出端之一之间的功率路径中。这可以使得有可能不仅仅在过电流的情况下关断，而且还防止充电电流。此外，该方法可以包括确定开关元件中的每一个的适当操作，如上所述。

此外，该方法包括步骤：由储能器80在输出端23、24上提供电最小功率，即使将开关元件26关断至第二导电状况关；使用所提供的电最小功率来执行园艺和/或林业装置90的自检查。这可以使得有可能确定电机电子电路92的适当操作。在示出的示例性实施例中，以示例的方式，可以提供35.8V的输出电压和2mA的电流。

进一步地，在示出的示例性实施例中，该保护性电子电路20包括特别针对具有电流限制电阻器元件34的旁路路径33的负载电路39。该负载电路39可以确保通过旁路路径33和/或功率路径25的最小电流，即使将开关元件26关断至第二导电状况关。因此，有可能生成跨处于二极管形式的反冲保护性元件37和旁路路径33中的一个或多个电阻器的限定电压降。特别地，该负载电路39连接至开关元件26或旁路路径33和输出端23、24中的至少一个之间的功率路径25。

此外，该电子园艺和/或林业装置系统10包括用户携带设备71，如可以在图3中辨别的。该保护性电子电路20被布置在用户携带设备71中。处于腰包形式的用户携带设备71被配置成允许由用户携带该保护性电子电路20。该保护性电子电路20和用户携带设备71是根据本发明的保护性电子电路系统70的一部分或者形成所述系统。进一步地，该用户携带设备71包括储能器容纳设备72。该储能器容纳设备72被配置成容纳储能器80。此外，该保护性电子电路20和储能器80是根据本发明的储能器系统85的一部分或者形成所述系统，如可以在图2中辨别的。

如由上面示出且解释的示例性实施例清楚得到的，本发明提供一种用于操作具有改进特性（特别地更多功能）的电动园艺和/或林业装置系统的有利方法，以及还有用于电动园艺和/或林业装置系统的保护性电子电路、包括此类保护性电子电路的保护性电子电路系统、包括此类保护性电子电路的储能器系统、以及包括此类保护性电子电路的电动园艺和/或林业装置系统。特别地，该方法和保护性电子电路中的每一个都使得有可能保护该园艺和/或林业装置免受过电流并且区别由于短路的过电流与可能特别地由储能器的相对低的内电感和/或相对低的内电阻引起的过电流。

Claims

1.一种用于操作电动园艺和/或林业装置系统（10）的方法，该电动园艺和/或林业装置系统（10）包括：

- 储能器（80），

- 具有电动机（91）的园艺和/或林业装置（90），以及

- 保护性电子电路（20），该保护性电子电路包括连接至储能器的输入端（21、22）、连接至园艺和/或林业装置的输出端（23、24）、和设置在输入端之一和输出端之一之间的功率路径（25）中的开关元件（26），

该方法包括步骤：

- a）将开关元件（26）接通至第一导电状况（开），

- b）测量通过功率路径（25）的电流（I），

- c）如果测得的电流超过预定电流限制值（Igrenz），则将开关元件关断至第二导电状况（关），

- d）测量输出端（23、24）之间的电输出电压（Uout），以及

- e1）或者如果测得的电输出电压达到和/或超过预定电压限制值（Ugrenz），则再次将开关元件接通至第一导电状况（开），

- e2）或者如果测得的电输出电压低于预定电压限制值，则输出误差信号（FS）。

2.根据权利要求1所述的方法，

- 其中该预定电流限制值（Igrenz）处于从200A至500A的范围，以及/或者

- 其中该储能器（80）提供具有输入端（21、22）之间的输入电压值的输入电压（Uin）并且该预定电压限制值（Ugrenz）是输入电压值的函数。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

- 其中在步骤c)之后的从0.5 ms至10ms的范围中执行步骤e1）。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，

- 其中重复步骤b）一直至e1）。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，

- 其中该开关元件（26）包括场效应晶体管，在控制电极（27）上向该场效应晶体管施加用于接通至其第一导电状况（开）和用于关断至其第二导电状况（关）的控制电压（Ust），

- 其中该步骤c）包括：生成控制电压（Ust）以使得不发生雪崩效应。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，该方法包括步骤：

- 当将开关元件接通至其第一导电状况（开）时测量开关元件（26）上的第一电压降，

- 当将开关元件关断至其第二导电状况（关）时测量开关元件上的第二电压降，以及

- 根据第二电压降和第一电压降之间的差来确定开关元件的适当操作。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，该方法包括步骤：

- 由储能器（80）在输出端（23、24）上提供电最小功率，即使将开关元件（26）关断至第二导电状况（关），以及

- 使用所提供的电最小功率来执行园艺和/或林业装置（90）的自检查。

8.一种用于电动园艺和/或林业装置系统（10）、特别地用于执行根据前述权利要求的任一项的方法的保护性电子电路（20），包括：

- 输入端（21、22），其被配置成连接至储能器（80），

- 输出端（23、24），其被配置成连接至具有电动机（91）的园艺和/或林业装置（90），

- 开关元件（26），其被设置在输入端之一和输出端之一之间的功率路径（25）中，

- 电流测量设备（28），其被配置成测量通过功率路径的电流（I），

- 电压测量设备（29），其被配置成测量输出端之间的电输出电压（Uout），

- 输出设备（30），其被配置成输出误差信号（FS），以及

- 控制单元（31），其被配置成与开关元件、电流测量设备、电压测量设备和输出设备交互，以及将开关元件接通至第一导电状况（开），如果测得的电流超过预定电流限制值（Igrenz）则将开关元件关断至第二导电状况（关），如果测得的电输出电压达到和/或超过预定电压限制值（Ugrenz）则再次将开关元件接通至第一导电状况，以及如果测得的电输出电压在预定电压限制值以下则激活输出设备以输出误差信号。

9.根据权利要求8所述的保护性电子电路（20），

- 其中该开关元件（26）包括电子开关元件，特别地场效应晶体管、双极型晶体管和/或具有隔离栅电极的双极型晶体管。

10.根据权利要求9所述的保护性电子电路（20），

- 其中该开关元件（26）包括场效应晶体管，其被配置成使得在控制电极（27）上施加用于接通至其第一导电状况（开）和用于关断至其第二导电状况（关）的控制电压（Ust），以及

- 其中该保护性电子电路（20）包括电压限制元件（32），其被配置成生成控制电压以使得不发生雪崩效应。

11.根据权利要求8至10中的任一项所述的保护性电子电路（20），包括：

- 旁路路径（33），其被耦合在并联于开关元件（26）的功率路径（25）中并且包括电流限制电阻器元件（34）。

12.一种保护性电子电路系统（70），其包括：

- 根据权利要求8至11中的任一项所述的保护性电子电路（20），以及

- 用户携带设备（71），其中该保护性电子电路被布置在该用户携带设备中，并且其中该用户携带设备被配置成允许由用户携带该保护性电子电路。

13.一种储能器系统（85），其包括：

- 储能器（80），以及

- 根据权利要求8至11中的任一项所述的保护性电子电路（20），其中该输入端（21、22）连接至储能器。

14.一种电动园艺和/或林业装置系统（10），其包括：

- 具有电动机（91）的园艺和/或林业装置（90），以及

- 根据权利要求8至11中的任一项所述的保护性电子电路（20），其中该输出端（23、24）连接至园艺和/或林业装置。

15.根据权利要求14所述的电动园艺和/或林业装置系统（10），

- 其中该园艺和/或林业装置（90）是锯、杆修枝机、除草锯、灌木修剪机、树篱修枝机、树篱剪刀，树篱修剪机、树篱修整机、鼓风设备、吹叶机、枝剪、砂轮截断机、清扫车设备、清扫车滚筒、清扫车刷、割草机、除枯草机、剪草剪刀、和/或修草机。