CN109638375A - 用于驱动家用电器的电力系统、吸尘器以及调温方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于驱动家用电器(1)尤其吸尘器(1)的电力系统(2),具有:用于引导空气流(20)的路径系统(10);能借此在该路径系统(10)中产生该空气流(20)的压力产生装置(13);以及电池装置(30),其包括至少一个用于对该压力产生装置(13)提供电能的充电式电池单元(31);其中该路径系统(10)具有其中设有所述至少一个电池单元(31)的电池路径部段(14),其中所述至少一个电池单元(31)的电池单元温度能通过在该电池路径部段(14)内的该空气流(20)的调温流(21)而被影响。本发明还涉及吸尘器(1)以及用于电池装置(30)的温度调节的调温方法(100)。

Description

用于驱动家用电器的电力系统、吸尘器以及调温方法
技术领域
本发明涉及用于驱动家用电器的电力系统、吸尘器以及用于电池装置温度调节的调温方法。
背景技术
已知的是,家用电器越来越广地配备有无线供电系统以给使用者提供在家用电器使用时的更高灵活性以及更高移动性。为此,许多家用电器配备有充电式电池以便与插座或相应电线无关地设计供电。但电池冷却此时通常是复杂的。
因此从现有技术中知道了如下风扇,其给家用电器提供空气流并且由此冷却电池。但这种设计方案的缺点是,持续性尤其过强烈的冷却虽然可以预防电池变热超过临界温度,但同时可能不利地影响到电池使用寿命。
发明内容
因此,本发明的任务是至少部分消除从现有技术中知道的前述缺点。本发明的任务尤其是改善在家用电器的电力系统中的电池装置的调温,以获得电池装置的长使用寿命和/或高效率。
前述任务通过一种具有第一独立装置权利要求的特征的用于驱动家用电器的电力系统、一种具有权利要求19的特征的吸尘器以及一种具有方法独立权利要求的特征的调温方法来完成。
本发明的其它特征和细节来自从属权利要求、说明书和附图。在此,关于本发明电力系统所描述的特征和细节显然也与本发明的吸尘器和/或本发明的调温方法相关地是适用的,反之亦然,因此关于对一些发明方面的公开内容总是相互参照或可相互参照。
根据本发明,用于驱动家用电器的电力系统具有用于引导空气流的路径系统以及可借此在路径系统内产生空气流的压力产生装置。该电力系统还具有电池装置,电池装置包括至少一个充电式电池单元用于给压力产生装置提供电能。另外,路径系统在此包括其内设有该至少一个电池单元的电池路径部段,其中,该至少一个电池单元的电池单元温度可以通过空气流的调温流在电池路径部段中被影响。该调温流可以通过阀门机构,依据电池装置工作温度的规定温度范围被改变。
该家用电器优选可以是吸尘器。但在此还可以考虑其它家用电器,因此该电力系统例如可能适用于驱动吹风机、风扇或其它家用电器。在此,该电力系统的路径系统例如可以是管道系统,其具有多个管状部段。但路径系统也可以至少部分由周围构件构成,使得空气流在路径系统内例如被引导经过所述构件的边界。在本发明意义上,空气流引导可以是指该构件的以任意方式影响且尤其偏转空气流方向的所有特性。优选地,该路径系统是一个基本闭合的系统,其容许空气流沿着规定路径经过电力系统。为了产生空气流而设有压力产生装置,它设计用于在路径系统内产生压差,从而出现空气流。因此,该压力产生装置例如可以具有鼓风机或电动鼓风机,其优选可以安置在路径系统中。该电池装置还如此与压力产生装置的驱动机构连接,即电池装置的至少一个充电式电池单元的电能可以被提供给压力产生装置。为此,电池装置优选可以具有多个电池单元。通过提供该电池单元或至少一个电池单元的电能,在路径系统内产生空气流且由此有助于对电池装置调温的该压力产生装置本身可以通过该电池装置被供电。为了调温该电池装置,该电池装置因而至少部分安置在该路径系统的电池路径部段内,尤其如此安置,一部分空气流即调温流可以流过该电池路径部段。空气流和尤其进而还有调温流优选仅在电力系统或家用电器的工作运行中由该压力产生装置产生,其中,该调温流也可以在电力系统工作运行中被中断或阻断。在此,至少一个电池单元的调温可以是指:电池装置的温度且尤其是至少一个电池单元的电池单元温度通过该空气流被冷却或加热。至少一个电池单元例如可以是锂离子电池,在这里,所述至少一个电池单元优选被设计用于在中等温度范围内工作。对于锂离子电池,电池单元温度的所力求的规定温度范围尤其可以在0-100℃之间,最好在10-80℃之间,尤其最好在20-40℃之间。因此,根据电池装置的规定温度范围,该调温流可以通过该阀门机构被改变。尤其是,调温流的改变能力也可以包含完全阻断,使得调温流被中断。后者于是可以在所述至少一个电池单元的能量输出或吸收时导致电池单元温度升高。为此,阀门机构可以在本发明范围内尤其是指由以下部件组成的系统,所述部件合作来改变路径系统内的空气流,即例如在第一区域内通入且在第二区域内关断。因此,该阀门机构在此可以被当作关联的和/或在结构和/或空间上分开的可能影响空气流的装置的组合体。尤其是该阀门机构因此也可被称为阀门组。为此,该空气流可通过该阀门机构至少在局部被转向和/或阻断。
工作温度优选可以是指该电池装置、尤其是至少一个电池单元的温度。还确定了,在某些电池装置工作状态中可能有利的是:对电池装置进行冷却,并且在电池装置的其它工作状态中可能有利的是:不冷却电池装置,有时甚至加热电池装置。因此,通过在规定温度范围使用而得到针对电池装置的效率和使用寿命的良好折中。尤其是,电池装置的工作状态可以由工作温度来限定。工作温度的规定温度范围因此尤其可以固定设定(如依据电池单元的类型),或者在电池装置工作中可动态调整(如根据电池装置的工作状态)。尤其是,该规定温度范围可以是一个目标范围,该电池装置且尤其是至少一个电池单元应该在该目标范围内工作使用。通过在规定温度范围内使用电池装置,因此可以减轻电池装置或各个电池单元的老化,并且尽管如此,还是可以在充放电时利用电池装置的最大(电)功率。因此,该电池装置的规定温度范围例如可以取决于充电状态即充电式电池单元中的现有电能储备。另外,该规定温度范围也可以考虑电池装置的当前使用。因此,例如可能有利的是:在电池装置充电和/或放电时相应改变调温流。
由此,本发明的电力系统有利地允许该调温流和进而工作温度、尤其是至少一个电池单元的电池单元温度适配于电池装置的当前功率状况。因此尤其可以获得借助调温流的电池装置工作温度的调整。因此,阀门机构例如可以在电池装置工作温度超出规定温度范围即高于例如某个温度极限时接通调温流以便冷却电池装置,并且在电池装置温度低于一个低温之前又关断调温流即至少在电池路径部段中阻断该空气流,低于该低温时,例如工作温度又可能不利影响到电池装置的使用寿命和/或功率。因此可以实现电池装置的自适应温度调整。通过由此提高的电池装置效率,尤其也可以改善该电池单元的电池容量的充分利用。
在本发明范围内可以规定,该路径系统具有路径入口和路径出口,在这里,在家用电器的正常工作中,进风通过路径入口可被吸入路径系统,而排风可以从路径出口被排出。在此,路径入口和/或路径出口优选可以通过一个或多个开口来形成,以容许周围空气进入或离开所述路径系统。在此,优选可以通过所述进风和/或排风来实现家用电器的主要用途。因此例如尤其有利的是,空气流在吸尘器内可被同时用于电池装置的调温和表面抽吸即清洁。由此例如可以采用唯一的压力产生装置来满足两项功能。因此例如可以在吸尘器中规定,空气首先通过过滤器摆脱掉灰尘,随后进入路径系统。因此,空气流尤其可以是抽吸空气。过滤器例如可以由灰袋构成,由此可以在预定空间内收集灰尘且同时可以清洁空气。因此,家用电器的主要用途例如可以是抽吸清洁表面。但带来相同或相似优点的家用电器的主要用途例如也可以是干燥,此时家用电器例如是吹风机。在此,例如进风可以设置用于调温该电池装置,而排风优选被(进一步)加热且用于干燥。但在这里可以想到各种不同的其它应用,就像例如原先在风扇中提到的,其可将调温流同时用于家用电器的一项主要用途。
在本发明的电力系统中还可以想到,该规定温度范围通过工作状态来限定,工作状态包含该电池装置、尤其是至少一个电池单元的温度和/或充电状态。电池装置的充电状态可以是电池装置的当前冷却需求或加热需求的指示标。但为了获得更高精度而也可以规定,即该工作状态直接考虑所述温度,从而可以与电池装置的当前使用无关地通过阀门机构对所有温度状况做出反应。因此例如可以想到,在更高的环境温度时必须比在环境温度较低时更早接通调温流。在此还可以想到,该工作状态通过涉及电力系统或电池装置的温度相关性能的其它因素来限定。
在本发明范围内还可以规定,电池路径部段在空气流的流动方向上布置在压力产生装置的上游。例如压力产生装置优选可以如此设计,即该空气流流过压力产生装置本身。因此,压力产生装置可以具有鼓风机,其包括至少一个鼓风机叶轮且借此可产生空气流。因此在压力产生装置工作运行时可能出现其它热,所述其它热在空气流流过压力产生装置或在其旁边流过时加热该空气流。如果该压力产生装置现在布置在电池路径上游,则压力产生装置因此可以略微预热空气流。当空气流本来就应该被加热时,这具有优点。但优选也应该通过空气流来获得冷却作用,从而空气流仅可选地或甚至完全没有通过压力产生装置被附加加热是有利的。
有利地可以在本发明的电力系统中规定,该电池路径部段至少部分形成在电池装置的电池壳体中。由此可以一方面廉价且节省结构空间地形成该路径系统,做法是该电池壳体担负双重功能,即引导调温流和至少一个电池单元的保护作用。如果电池壳体被流过,则还得到以下优点,所述至少一个电池单元优选可以直接被调温流绕流,由此有利于在至少一个电池单元与调温流之间的换热。电池壳体能有利地是路径系统的外壳的一部分且尤其至少在局部密封该路径系统或装入该路径系统的一个路径部段中。
在本发明的电力系统中,所述至少一个电池单元优选可设计成圆柱形且如此布置,即在电池壳体内的调温流的流动方向至少基本垂直于至少一个电池单元的圆柱轴线延伸。由于此时所述至少一个电池单元横向于调温流的流动方向,故它可以被极其有效地绕流并由此有利于温度均衡。不同于该至少一个电池单元沿调温流的流动方向取向,在这里这些电池单元尤其在该至少一个电池单元的长度范围内均匀地承受调温流,而在纵向布置时该调温流已经通过至少一个电池单元的在前区域略微变热,因而在后方区域内已经被预热,而不再获得一样的冷却作用。另外,圆柱体在经过弯曲面的横向上具有更好的空气阻力,使得通过至少一个电池单元横向于流动方向布置也能得到由呈圆柱形设计带来的与此相关的优点。
在本发明的电力系统中,路径系统优选可以具有旁流部段,空气流的旁通流通过该旁流部段与电池路径部段并联。在此,旁通流也是空气流的一部分。通过所述旁流部段或空气流的旁通流,可以在家用电器工作运行中在路径系统内维持空气流。这本身只能在电池路径部段例如关闭且并不希望借助空气流来调温电池装置时是可实现的。因此当电池路径部段被通断时,就在路径入口或路径出口处的进风或排风而言只出现小的或甚至没有出现压降或压力生成。
在本发明范围内还可以规定,该阀门机构包括主闭锁件,借此能影响在该电池路径部段内的调温流。尤其是,此时主闭锁件可以如此设计,即通过主闭锁件的至少部分打开可以造成电池路径部段的横截面的至少部分开通以及同时可造成旁流部段横截面的至少部分关闭。该电池路径部段的由此开通的横截面部分和该旁流部段的由此关闭的横截面部分最好可以具有相同的面积,尤其是在这里,电池路径部段的横截面至少在主闭锁件区域中对应于旁流部段的横截面。该主闭锁件例如可以设计成阀门状。在这里,可以考虑多样化不同的阀门形式。该主闭锁件例如可以是直通阀、节流阀等,并且借助截止阀、球阀等来影响空气流流过该电池路径部段。主闭锁件尤其最好可以具有截止滑阀,其在电池路径部段开通时同时以相同方式造成旁流部段的关闭。由此可以维持存在于路径系统内的压力状态,从而尤其阀门机构的操作在家用电器使用中尤其与主要用途相关地对使用者保持隐蔽。由此能有利地影响家用电器的舒适性或感受质量。
在本发明范围内还可以想到,该路径系统具有回流部段,该空气流的返流通过该回流部段从压力产生装置被引导至电池装置。通过所述回流部段或者说形成空气流的一部分的返流,例如可以在压力产生装置中预热空气,随后返回至电池装置以便加热电池装置。由此,尤其无需主动加热机构地实现影响电池装置的调温。因而,例如回流部段可以被关闭且用于进风的电池路径部段被打开以便冷却电池装置,并且用于进风的电池路径部段被关闭且至电池路径部段的回流部段被开通以便加热电池装置。由此可针对不同的工作状态实现不同的调温且尤其加热和/或冷却。另外,此时在使用少量主动构件情况下获得通过这些构件如压力产生装置的进一步使用。通过各个构件的如此多重使用,可节省研发和安装中的成本并简化质量控制。
在本发明范围内可以规定,该阀门机构包括止回闭锁件,其设计用于影响空气流的返流。止回闭锁件优选可以是具有阀门并因此形成可通断地设计返流的简单可能性。在此,该止回闭锁件也可以像主闭锁件那样例如具有关断滑阀、止回阀或球阀。但此外也可以想到其它实施方式。
最好在本发明的电力系统中,该阀门机构可以包括封闭单元,借此可以关闭所述路径入口和/或路径出口。优选地,路径入口和路径出口都可以通过该封闭单元被关闭。由此产生空气循环,其包括引导空气经过电池路径部段和回流部段,尤其是至少基本由经过电池路径部段和回流部段的空气输送构成。如果例如因为工作状态而需要升高温度用于电池装置,则可以由此通过压力产生装置来加热空气流,空气流随后通过回流部段又到达电池装置,加热它并又返回到压力产生装置。由此可以实现电池装置的快速加热。这例如可能导致该至少一个电池单元的电池单元温度升高,该至少一个电池单元的内电阻由此降低且效率由此提升。因此,例如电池装置能被置于一种增压模式中以便调用极高功率。该封闭单元在此优选可以具有在路径入口处的封闭件且尤其是阀和在路径出口处的另一个封闭件且尤其是另一个阀。在此,在路径入口和路径出口处的阀也可以在空间和/或结构上分离开。
还可以想到的是,在本发明的电力系统中,该阀门机构具有如此设计的操作件,即通过该操作件,可以在电池装置极限温度时自动操作该主闭锁件和/或该止回闭锁件和/或封闭单元。因此,该操作件优选可以设置在主闭锁件上以便尽量靠近至少一个电池单元设置,使得其温度能影响主闭锁件。因此例如可行的是,通过该操作件来拟定阀门机构的自动调整,从而它能仅基于所述温度而改变调温流。此时,该极限温度优选可以被调整。因此,该操作件可以设计用于各种应用场合且针对每个应用场合提供自己的极限温度。
还可以在本发明的电力系统中规定,该操作件具有至少一个第一材料部和第二材料部,其中,第一和第二材料部具有彼此不同的热胀系数。因此,该操作件例如可以作为双金属元件来设置,其具有两种不同的金属膜并基于两种金属膜的不同热膨胀而造成弯曲,所述弯曲相应地操作主闭锁件或止回闭锁件或封闭单元。由此不需要设置电子控制装置,或者可与电子控制装置组合地提供冗余,使得操作件即便在例如控制装置例如失效时也发挥作用。
另外,在本发明的电力系统中,该阀门机构可以有利地与控制单元相连,可以通过该控制单元依据规定温度范围来控制该阀门机构。该控制单元为此可以具有印刷电路板,其包含数据处理用计算单元。因此,例如该控制单元可以依据电池装置的电池管理系统来操作阀门机构。此外,各种传感器例如温度传感器和/或压力传感器可以设计用于记录下路径系统内的测量数据并且依据测量数据来确定电池装置的规定温度范围和/或工作状态,从而控制单元基于此地又能控制该阀门机构。尤其由此得到该阀门机构的精确且可编程的控制。
此外,在本发明的电力系统中,该控制单元可以与测量单元通讯连接,其中,该测量单元具有用于测定至少一个电池单元的电池单元温度的第一检测机构和/或至少一个用于测定空气流气温的气温传感器。通过该测量单元,可以在控制单元中提供来自电池装置的当前工作状态的不同数据。因此,例如可以直接测量所述至少一个电池单元的电池单元温度,并基于此通过控制单元来操作该阀门机构。但附加地或替代地也可以想到用于测定气温的气温传感器,从而可以间接推断出规定温度范围和/或当前工作温度,或者可以将用于测定电池单元温度的第一检测机构的数据与这个或这些气温传感器的数据相比较。由此可以减小测量不可靠性。优选可以通过其它气温传感器来测量例如在压力产生装置的压力侧、在路径系统的路径入口和/或路径出口处和/或在电池路径部段中和/或在回流部段中和/或在旁流路径部段中的温度,以便获得该系统的其它数据并获得该电池装置或电力系统的工作状态的更精确图形。因此,多个气温传感器优选可以设置在路径系统的路径入口和路径出口处、在电池路径部段中和在旁流路径部段中和/或在回流部段中,以便能尽量精确地掌握路径系统内的温度分布。
在本发明范围内还可以规定,该测量单元包括至少一个用于测定该空气流内的压力的压力传感器。另外,尤其可以分别设有压力传感器,用于通过压力传感器单元在该电池路径部段内和/或该旁流部段内和/或该回流部段内进行压力测量。通过在路径系统的若干区域内的压力测量,可以获得关于电池装置和/或电力系统的工作温度的其它数据,并借此优化电池装置的温度控制。因此损失可以通过压力传感器被识别且相应地通过控制单元予以考虑,以便获得电池装置工作温度的精确图形和/或准确确定规定的温度范围。
在本发明的电力系统中还可以想到,在路径系统中设有主动调温机构,其设计用于在调温流经过至少一个电池单元之前至少冷却和/或加热该空气流的调温流。该主动调温机构此时例如可以包括被冷却流体流过的换热器以冷却该调温流。附加地或替代地,该调温机构可以具有加热元件,其例如可以被通电以发热。尤其最好也可以给设计用于冷却的调温机构形式通电。因此,该主动调温机构例如可以设计成帕尔贴元件(Peltier-Element)。通过附加的主动调温,电池装置的调温可以被进一步优化,以便例如实现更快速的加热或更快速的冷却,同时将工作温度尤其是电池单元温度保持在规定温度范围内。
在本发明的电力系统中的该路径系统优选布置在空气过滤器之后,通过空气过滤器可从空气中清除掉异物颗粒。因此,路径系统内的异物颗粒可能不利地影响电池装置的调温,因为它们例如可以基本上与空气流无关地汇集在电池装置上或沉积在至少一个电池单元上,同时可能不利地影响到至少一个电池单元与空气流的换热。
本发明的另一方面要求保护一种吸尘器,其包括本发明的电力系统。为此,本发明的吸尘器带来了与已经关于本发明的电力系统明确描述的一样的优点。如之前已经描述地,所述优点例如可以在吸尘器中被如此补足,即该吸尘器的抽吸空气可以被用于空气流和/或调温流。
本发明的另一方面要求保护一种用于在用于驱动家用电器尤其是吸尘器的电力系统中的具有至少一个充电式电池单元的电池装置的温度调节的调温方法。在此,该调温方法包括如下步骤:
-在该电力系统的路径系统内产生空气流,
-确定电池装置的工作温度,
-在电池路径部段中通过该空气流的调温流影响所述至少一个电池单元的电池单元温度,
-依据该电池装置的工作温度的规定温度范围改变该调温流。
在此,电力系统优选是本发明的电力系统,和/或吸尘器是本发明的吸尘器。为此,本发明的调温方法带来与已关于本发明的电力系统所明确描述的一样的优点。通过依据电池装置的规定温度范围改变调温流,可以依据电池装置所处的状况来调整调温,以便提升电池装置的效率或延长使用寿命。
在本发明范围内还可以规定,在家用电器正常工作中,进风通过路径入口被吸入路径系统,而排风自路径出口被排出。此时优选可以通过所述进风和/或排风来实现家用电器的主要用途。由此一来,例如吸尘器的抽吸空气可以被用于同时调温吸尘器的电池装置。进风优选可以是新风,其自家用电器的周围环境被吸入。因此,进风可以首先通过过滤器被过滤以便例如在吸尘器情况下,在其作为进风进入路径系统之前首先从空气中过滤掉灰尘。
在本发明范围内还可以规定,该工作温度包括该电池装置尤其是至少一个电池单元的电池单元温度,且调温方法还包括如下步骤:测定该至少一个电池单元的电池单元温度。
因此可以在调温方法范围内完成依据电池单元温度的调温流改变。电池装置的电池单元温度此时可以是相当显著的电池装置工作温度。因此,电池单元温度直接是:影响到电池装置的使用寿命或效率的温度。该电池装置和/或至少一个电池单元的充电状态又优选可以推断出电池单元温度或者允许对其预测。
在本发明范围内还可以规定,该调温方法还包括如下步骤:在路径系统的路径入口处和/或在用以在路径系统中产生空气流的压力产生装置的压力侧和/或在电池路径部段内测定空气流温度,其中,该空气流的温度测定结果可以在调温流改变时予以考虑。
通过测定其它参数,可以进一步提高电池装置温度的可调节性的精度。在此参照之前对电力系统及其优点的描述。
在本发明范围内还可以规定,该空气流的调温流在电池路径部段内通过改变电池路径部段的可流过的横截面被改变。因此,这可以在一个简单实施方式中通过阀进行。由此可以在结构空间需求小的情况且以简单手段获得调温流的改变,而例如未改变压力产生装置的功率。
优选可以在本发明的调温方法中将该至少一个电池单元设计成圆柱形,且该调温流垂直于至少一个电池单元的圆柱轴线地绕流该至少一个电池单元。垂直于圆柱轴线的绕流导致至少一个电池单元的均匀调温,同时导致极其有效的调温而没有不利地影响到流动状况。因此,所述流动只与至少一个圆柱形电池单元的半圆形横截面“相对”,因此可以绕流而未大规模引起紊流。
在本发明的调温方法中还可以规定,该空气流的旁通流和/或返流根据该规定温度范围被启用。由此,尤其可以不改变压力产生装置功率地产生不同的运行场景,以便加热电池装置或者极其有效地冷却。通过该旁通流,例如可以在吸尘器情况下还保证抽吸空气流,即便电池路径部段是关闭的。
另外,在本发明的调温方法中可以规定,所述调温方法包括如下步骤:测定旁通流和/或返流中的压力,其中,压力测定结果在改变电池装置的调温流时被纳入其中。由此可以进一步提升电池装置温度的调节精度,因为例如也可以获知电力系统内的压力损失。
还可以想到的是,在本发明的调温方法中,依据规定温度范围来关闭路径入口和/或路径出口,使得空气流至少基本在一个空气循环中循环。由此可实现电池装置很快速变热。电池装置由此例如可以被置入增压模式,在增压模式中它可以具有提高的功率输出。
在本发明范围内还可以想到,依据规定温度范围,在调温流经过至少一个电池单元之前,至少加热或冷却该调温流。这尤其可通过主动调温机构实现,其已经在之前在电力系统中明确描述了。由此有助于调温流对电池装置的调温作用。因此,例如借助加热或冷却的所述调温可以与环境空气温度不太相关,从而在各种不同的环境温度情况下也可获得可靠的电池装置调温。
附图说明
改善本发明的其它措施来自以下对本发明的如图所示的一些实施例的说明。所有来自权利要求书、说明书或附图的特征和/或优点包含结构细节、空间布置和方法步骤在内地都不仅可能单独地、也可能在各种组合方式中对本发明是重要的。在此要注意的是,附图只具有描述性质而并不是想要以任何形式限制本发明,其中:
图1以示意图示出本发明的电力系统的第一实施例,
图2以示意图示出本发明的电力系统的另一个实施例,
图3以示意图示出本发明的电力系统的另一个实施例,
图4以局剖示意图示出具有本发明的电力系统的吸尘器,
图5a和5b以示意图示出用于电力系统的电池装置的另一个实施例,
图6以示意图示出操作件的另一个实施例,
图7以示意图示出本发明的调温方法。
具体实施方式
针对以下的图,相同的附图标记被用于相同的技术特征,即便它们来自不同实施例。
图1以示意图示出了本发明的电力系统2的第一实施例。在此,电力系统2具有电池装置30,电池装置30连同电池壳体32和电池单元31被安置在电力系统2的路径系统10的电池路径部段14内。为了在路径系统10中产生空气流20,电力系统2还具有压力产生装置13,其包括鼓风机。在此,路径系统10关于空气流20的流动状况与电池路径部段14并联地具有一个旁流部段15。通过鼓风机,可以在旁流部段15和/或电池路径部段14中产生旁通流22或调温流21。为此,进风24在路径系统10的路径入口11被吸入并且在压力产生装置13的压力侧13.1在路径系统10的路径出口12处作为排风25被输出。在此,空气流20如图所示地在压力产生装置13处产生,但还可以包含调温流21和旁通流22以及至少在局部包含排风25和进风24。事实证明,对于电池装置30尤其是电池单元31来说并非在任何应用场合中都将其冷却是有利的。例如电池单元31的更高的电池单元温度导致了电池单元31的内电阻降低和电池单元31因而可以是极其高效的。因此,在电力系统2中规定在电力系统2的路径系统10内产生空气流20且尤其同时确定电池装置30的工作温度和/或工作温度的规定温度范围。因为通过在至少部分由电池壳体32构成的电池路径部段14内的空气流20的调温流21影响至少其中一个电池单元31的电池单元温度,故可以依据电池装置30的规定温度范围来改变调温流21。即,调温流21可以流过电池路径部段14和进而流过电池壳体32。由此有利于对流、即在调温流21与电池单元31之间的温度均衡。因此,例如冷空气通过电池单元31被加热且随后借助调温流21被散走,使得其它空气能完成与电池单元31的换热。因此,可以借助调温流21实现电池单元31的电池单元温度的有效改变。为了改变调温流21且进而为了影响电池单元温度,设有阀门机构40,该阀门机构40具有主闭锁件41用于改变路径系统10内的流动状况。如图所示,主闭锁件41在此优选以闸板形式构成,因此通过主闭锁件41的至少部分打开可以实现电池路径部段14的横截面14.1的至少部分开通和同时旁流部段15的横截面15.1的至少部分关闭。优选地,电池路径部段14的横截面14.1的如此开通的部分和旁流部段15的横截面15.1的如此关闭的部分可以具有相同的面积。尤其是该电池路径部段14的横截面14.1可以至少在主闭锁件41区域内对应于旁流部段15的横截面15.1。因此,虽然造成了在路径系统10内的空气流20的不同分散,但尤其与进风24和排风25相关地压力状况基本保持不变。因此,电力系统2尤其可以被用在家用电器1中以提供由无线供电带来的更高机动性。例如在吸尘器或本来就具有针对空气流产生的主要用途的其它家用电器中得到进一步优点。例如,进风24和/或排风25尤其可以起到家用电器1的主要用途。由此,可以通过相同的压力产生装置13一方面实现电池装置30的温度调节,另一方面满足主要用途例如表面抽吸。在此,调温流21的控制或调整根据规定温度范围进行,该规定温度范围可以包含电池装置30尤其是电池单元31的温度和/或充电状态,或者可由此限定。例如各电池装置30可以直接连接至控制单元50和/或可以设有用于测定电池单元31的电池单元温度的第一检测机构52,其与控制单元50相连。在此,第一检测机构52优选可以安装在其中一个电池单元31的附近或直接安装在其中一个电池单元31上。依据由此测定的工作状态且尤其是工作温度,控制单元50接着相应控制阀门机构40,以调整且尤其是通断调温流21。作为工作状态测定的补充或替代,还可以设有用于测定气温的气温传感器53。因此可以在该路径系统的不同位置处设置多个气温传感器53,在这里,例如旁流部段15、路径入口11和/或路径出口12可有利地拟定用于定位该温度传感器53,因为在这些位置上预期有显著的温度值。由此可以提高用于电池装置30调温的方法的精度,因为与电池装置30的工作状态相关的测量精度可以被补偿。另外可能有利的是,设有至少一个压力传感器54用于识别在路径系统10内的或许有的压力损失,因为这种压力损失也可能影响到与电池装置30的工作状态相关的测量结果或相应的控制或调整。优选地,各有一个压力传感器54可以安置在旁流部段15内和在电池路径部段14内。为了提升电池装置30的调温的效率,设计成圆柱形的电池单元31以圆柱轴线31.1垂直于或至少基本垂直于调温流21的流动方向地布置。在此大体上涉及例如并不需要调温流21的整个向量场垂直指向圆柱轴线31,而是略有个别的区域和/或部分。由此它们可被均匀地绕流且同时提供小的流动阻力,尤其不需要特殊的空气动力学表现。另外可以设有调温机构45,它可以在调温流21到达电池装置30前,对所述空气流20尤其调温流21进行预先调温。因此,调温机构45例如能以冷却机构或加热机构形式来设置,以便能尽量快速地进行电池装置30的相应的冷却或加热。为此,调温机构45例如可以设计成加热线圈或帕尔贴元件。优选地,调温机构45也可以与控制单元50相连以便可以由控制单元50来控制。
图2示出了本发明的电力系统2的另一个实施例。在此,第二实施例的电力系统2可以基本与第一实施例的电力系统2相同地构成,因此参照对第一实施例的描述。另外,第二实施例的电力系统2的路径系统10具有回流部段16,空气流20的返流23在空气流20经过压力产生装置13后,在该回流部段16中可以被返回至电池装置30。为此,阀门机构40除了可以相对于进风24截断调温流21的主闭锁件41外还具有止回闭锁件42,止回闭锁件42可以控制回流部段16或返流23。尤其是,返流23可以通过压力产生装置13被预热且因此在返回到电池路径部段14时导致电池装置30或电池单元31更快速变热。在此也可以规定分别融合进风24和返流23且将其作为调温流21经过计量地被供给电池装置30。由此一来,可以总是获得调温流21的最佳温度以使电池装置30的工作温度适应于规定温度范围。止回闭锁件42此时也可以由控制单元50来控制。
图3示出了带有路径系统10的电力系统2的另一个实施例。第三实施例的电力系统2在此设计成基本与第二实施例的电力系统2相同,在这里,路径系统10具有回流部段16、电池路径部段14和旁流部段15。因此参照对电力系统2的第二实施例或第一实施例的描述。另外,第三实施例的阀门机构40除了主闭锁件41和止回闭锁件42外,还具有带有闭锁件43.1的封闭单元43,闭锁件43.1能封闭电力系统2的路径系统10的路径入口11和路径出口12。由此可以在闭锁件43.1被锁闭时借助压力产生装置产生一个完整的空气流循环。该空气循环于是基本上包括回流部段16和电池路径部段14,使得空气通过压力产生装置或其废热被预热,通过返流23经回流部段16被送至电池装置30,在那里作为调温流21加热电池装置30并随后再次流到压力产生装置13以便在那里被重新加热。由此可以实现电池装置30的极其有效的快速加热,以便例如在增压模式中提升电池装置30的功率。
图4示出了具有电力系统2的本发明的吸尘器1的另一个实施例。在此,吸尘器1的电力系统2具有路径系统10,空气流20在路径系统10中可以通过压力产生装置13来产生。路径系统10在此设置在空气过滤器3后面。由此,作为进风24进入路径系统10的空气首先被清除掉污垢。另外,压力产生装置13设计用于产生抽吸空气,其是吸尘器1的主要用途即抽吸表面以清理表面或者有助于主要用途。在此,吸尘器1设计成具有能量单元30,其可以提供能量以驱动压力产生装置13。同时,电池装置30可以在路径系统10内通过空气流20的调温流21被调温。路径系统10此时一方面具有旁流部段15,旁通流22可以在旁流部段15中流动,使得空气可围绕电池装置30来输送。但为了调温电池装置30,还在电池壳体32内形成一个电池路径部段14,调温流21可以在电池路径部段中流动,以便冷却或加热电池装置30的充电式电池单元31。为此,电池壳体32还具有阀门机构40,在阀门机构40中,主闭锁件41设计用于控制该调温流21。在电池路径部段14或旁流部段15后设置该压力产生装置13,空气流20可以流过该压力产生装置13并送到路径系统10的路径出口12,以便作为排风25自吸尘器1被吹出。吸尘器1由此可无线工作,在这里如此获得所产生的空气流20的双重使用,即,其被用于清理表面和用于依据电池装置30的工作温度的规定温度范围调温电池装置30。阀门机构40此时可以通过控制单元50来控制,该控制单元50例如可以是电池管理系统的一部分。
图5a和5b示意性示出了用于电力系统2的电池壳体32,其具有主闭锁件41以便将空气流20放入电池壳体32或锁闭电池壳体32。因此,可以通过空气流产生电池装置30的调温流21。如果阀门机构40的主闭锁件41是关闭的,则电池壳体32通过旁通流22被绕流。这在图5a中被示出。图5b示出了打开的主闭锁件41,从而容许调温流21且空气流20分为旁通流22和调温流21,在此,旁通流22绕流电池壳体32,而调温流21流过电池壳体32以调温电池装置30。主闭锁件41在此具有操作件44,操作件44尤其可设计用于基于温度作用而自动打开。为此,操作件44例如可以如图6所示地构成。尤其可通过操作件44对闸板直接施力或间接施力,由此可以操作所述闸板。电池壳体32如图5a和5b所示还可有利地被用在图1至图4的、尤其最好是图1和图4的实施例中。
图6示出了操作件44,其具有第一材料部44.1和第二材料部44.2。在此,所述材料部44.1、44.2具有彼此不同的热胀系数,因此在环境温度变化时例如第二材料部44.2可以比第一材料部44.1更进一步膨胀。但在此,材料部44.1、44.2相互固定连接,从而操作件44被弯曲且由此例如可以实现主闭锁件41的打开。
图7示出了本发明的调温方法100的方法步骤的示意图。在此,调温方法100设置用于实现在用于驱动家用电器1的电力系统2中的具有至少一个充电式电池单元31的电池装置30的温度调节。根据方法步骤101,在此首先规定在电力系统2的路径系统中产生空气流20。在家用电器1的正常工作中,进风24通过路径入口11被吸入路径系统10,而排风25自路径出口12被排出,尤其是其中,通过所述进风24和/或排风25可以实现家用电器1的主要用途。因此,家用电器1优选可以是吸尘器。此外,尤其同时规定:测定电池装置30的工作温度,其中,该工作温度例如可以包括电池装置30的电池单元温度。为了能确定工作温度,因此优选可以在步骤102.1中规定测定电池单元温度且优选是电池装置30或者至少一个电池单元31的充电状态。附加地或替代地,还可以规定测定102.2空气流20的至少一个温度和/或测定102.3尤其是旁通流22和/或返流23的压力。由此可以考虑测量误差和或许流动损失以便获得规定温度范围的精确限定和/或电池装置30的工作温度的精确当前值。尤其可以由此精确控制阀门机构40以便达到或保持规定温度范围。此外,在调温方法100的方法步骤103中规定,至少一个电池单元31的电池单元温度通过空气流20的调温流21在电池路径部段14中被影响。这优选可以通过调整阀门机构40的阀芯件来执行。由此可以保证该电池装置例如未过热。依据事先尤其在方法步骤102范围内所确定的工作温度的规定温度范围,随后可以规定调温流21的改变104,尤其当不再需要电池装置30的冷却时。由此可以总是最佳地冷却或加热电池装置30,以便在运行工作中在最佳温度范围内运行电池装置30的温度。优选地,该方法100可以被用于驱动图1-图3的实施例之一的或者图4的实施例的吸尘器的其中一个电力系统。
以上对实施方式的说明只在举例范围内描述了本发明。显然,一些实施方式的单独特征只要在技术上有意义就可以相互自由组合,而没有超出本发明的范围。
附图标记列表
1 家用电器,尤其是吸尘器
2 电力系统
3 空气过滤器
10 路径系统
11 路径入口
12 路径出口
13 压力产生装置
13.1 压力侧
14 电池路径部段
14.1 14的横截面
15 旁流部段
15.1 15的横截面
16 回流部段
20 空气流
21 调温流
22 旁通流
23 返流
24 进风
25 排风
30 电池装置
31 电池单元
31.1 圆柱轴线
32 电池壳体
40 阀门机构
41 主闭锁件
42 止回闭锁件
43 封闭单元
43.1 闭锁件
44 操作件
45 调温机构
50 控制单元
51 测量单元
52 第一检测机构
53 气温传感器
54 压力传感器
100 调温方法
101 20的产生
102 确定30的工作温度
102.1 测定31的电池装置温度
102.2 测定20的温度
102.3 测定压力
103 影响31的电池装置温度
104 改变21

Claims (15)

1.一种用于驱动家用电器(1)尤其吸尘器(1)的电力系统(2),具有:
用于引导空气流(20)的路径系统(10),
能借此在该路径系统(10)中产生该空气流(20)的压力产生装置(13),以及
电池装置(30),其包括用于对该压力产生装置(13)提供电能的至少一个充电式电池单元(31),
其中,该路径系统(10)具有其中设有所述至少一个电池单元(31)的电池路径部段(14),其中,所述至少一个电池单元(31)的电池单元温度能通过在该电池路径部段(14)内的该空气流(20)的调温流(21)而被影响,
其中,通过阀门机构(40)能够依据该电池装置(30)的工作温度的规定温度范围来改变该调温流(21)。
2.根据前一项权利要求所述的电力系统(2),其特征是,该路径系统(10)具有路径入口(11)和路径出口(12),其中,在该家用电器(1)的正常工作中,进风(24)能通过该路径入口(11)被吸入该路径系统(10),排风(25)能从该路径出口(12)被输出,尤其是其中,通过所述进风(24)和/或所述排风(25)能够实现该家用电器(1)的主要用途。
3.根据前述权利要求之一所述的电力系统(2),其特征是,该电池路径部段(14)在该空气流(20)的流动方向上布置在该压力产生装置(13)的上游。
4.根据前述权利要求之一所述的电力系统(2),其特征是,该电池路径部段(14)至少部分在该电池装置(30)的电池壳体(32)中形成,尤其是其中,所述至少一个电池单元(31)呈圆柱体构成并且如此布置,即在该电池壳体(32)中的该调温流(21)的流动方向至少基本垂直于该至少一个电池单元(31)的圆柱轴线(31.1)地延伸。
5.根据前述权利要求之一所述的电力系统(2),其特征是,该路径系统(10)具有旁流部段(15),该空气流(20)的旁通流(22)通过该旁流部段(15)能相对于该电池路径部段(14)并联。
6.根据前述权利要求之一所述的电力系统(2),其特征是,该阀门机构(40)包括主闭锁件(41),该调温流(21)在该电池路径部段(14)内能通过该主闭锁件(41)被影响,尤其是其中,该主闭锁件(41)如此设计,即通过该主闭锁件(41)的至少部分开启而能实现该电池路径部段(14)的横截面(14.1)的至少部分开通和同时该旁流部段(15)的横截面(15.1)的至少部分封闭。
7.根据前述权利要求之一所述的电力系统(2),其特征是,该路径系统(10)具有回流部段(16),该空气流(20)的返流(23)能通过该回流部段(16)从该压力产生装置(13)被引导至该电池装置(30),尤其是其中,该阀门机构(40)包括止回闭锁件(42),该止回闭锁件(42)设计用于影响该空气流(20)的返流(23)。
8.根据前述权利要求之一所述的电力系统(2),其特征是,
该阀门机构(40)具有操作件(44),该操作件(44)如此设计,即在该电池装置(30)的极限温度情况下通过该操作件(44)能够自动操作所述主闭锁件(41)和/或所述止回闭锁件(42)和/或封闭单元(43),
尤其是其中,该操作件(44)具有至少一个第一材料部和第二材料部(44.1、44.2),其中,所述第一材料部和所述第二材料部(44.1、44.2)具有彼此不同的热胀系数。
9.根据前述权利要求之一所述的电力系统(2),其特征是,该阀门机构(40)与控制单元(50)相连,通过该控制单元(50)能够依据规定的温度范围来控制该阀门机构(40),尤其是其中,该控制单元(50)与测量单元(51)通讯连接,其中,该测量单元(51)具有用于测定所述至少一个电池单元(31)的电池单元温度的第一检测机构(52)和/或用于测定该空气流(20)的气温的气温传感器(53)。
10.一种吸尘器(1),包括根据前述权利要求之一所述的电力系统(2)。
11.一种用于在尤其根据权利要求1至9之一的用于驱动家用电器(1)且优选尤其根据权利要求10的吸尘器(1)的电力系统(2)中的具有至少一个充电式电池单元(31)的电池装置(30)的温度调节的调温方法(100),包括以下步骤:
-在该电力系统(2)的路径系统(10)内产生(101)空气流(20),
-确定(102)该电池装置(30)的工作温度;
-在电池路径部段(14)中通过该空气流(20)的调温流(21)来影响(103)所述至少一个电池单元(31)的电池单元温度,
-依据该电池装置(30)的工作温度的规定温度范围来改变(104)该调温流(21)。
12.根据权利要求11所述的调温方法(100),其特征是,在该家用电器(1)的正常工作中,进风(24)通过路径入口(11)被吸入该路径系统(10),而排风(25)自路径出口(12)被输出,尤其是其中,通过所述进风(24)和/或所述排风(25)实现该家用电器(1)的主要用途。
13.根据权利要求11或12所述的调温方法(100),其特征是,该工作温度包括所述电池装置(30)的至少一个电池单元(31)的电池单元温度,且该调温方法(100)还包括如下步骤:测定(102.1)所述至少一个电池单元(31)的电池单元温度。
14.根据前述权利要求之一所述的调温方法(100),其特征是,该调温方法(100)还包括如下步骤:
-在该路径系统(10)的路径入口(11)处和/或在用以在该路径系统(10)中产生该空气流(20)的压力产生装置(13)的压力侧(13.1)和/或在电池路径部段(14)中测定(102.2)该空气流(20)的温度,
其中,在改变(104)该调温流(21)时考虑该空气流(20)的温度测定(102.2)之结果。
15.根据前述权利要求之一所述的调温方法(100),其特征是,该空气流(20)的旁通流(22)和/或返流(23)是依据规定的温度范围来启用的,和/或在该调温流(21)经过该至少一个电池单元(31)之前,依据规定的温度范围来加热或冷却至少该调温流(21)。
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