CN110521052B - 蓄电池设备 - Google Patents

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Abstract

本发明从一种具有蓄电池单元(12)和至少一个感应接口(14)的蓄电池设备(10)出发，所述至少一个感应接口在至少一个接收运行状态中设置用于借助感应来接收电能以对所述蓄电池单元(12)进行充电。提出如下：所述电池设备(10)包括至少一个用电器(22)，所述至少一个用电器设置成在所述蓄电池单元(12)的限定的充电状态以上被激活。

Description

蓄电池设备
背景技术
已经提出一种具有蓄电池单元和至少一个感应接口的蓄电池设备，所述至少一个感应接口在至少一个接收运行状态中设置用于借助感应来接收电能以对蓄电池电池单元进行充电。
发明内容
本发明从一种具有蓄电池单元和至少一个感应接口的蓄电池设备出发，所述至少一个感应接口在至少一个接收运行状态中设置用于借助感应来接收电能以对蓄电池电池单元进行充电。
提出如下：蓄电池设备包括至少一个用电器，所述至少一个用电器设置成在蓄电池单元的限定的充电状态以上被激活。由此能够有利地避免——尤其通过唤醒脉冲和/或同步脉冲引起的——过量充电。此外，需要时可以降低充电状态。
在此，“蓄电池设备”尤其应理解为如下的设备：该设备尤其设置用于至少暂时地存储电能。优选地，“蓄电池设备”尤其应理解为可再充电的能量存储设备。在此，“蓄电池单元”尤其应理解为具有至少一个蓄电池的可再充电的能量存储单元，该可再充电的能量存储单元设置用于通过引入充电电流进行充电和/或用于至少暂时地存储电能。蓄电池单元尤其可以具有至少一个蓄电池块，在所述至少一个蓄电池块中多个蓄电池并联和/或串联连接。
“蓄电池”尤其应理解为如下的单元：该单元设置用于借助可逆反应进行电化学地存储电能。蓄电池可以由例如铅蓄电池、镍镉蓄电池、镍氢蓄电池、然而优选由锂基蓄电池构成。蓄电池可以由不同的额定电压(例如1.2V、1.5V或3.6V的额定电压)的蓄电池构成。蓄电池优选具有圆柱体形状。蓄电池单元可以具有多个并联和/或串联连接的蓄电池，用以实现蓄电池设备的更高的总容量和/或更高的总电压。蓄电池单元例如可以具有一个具有3.6V电压的蓄电池；或可以具有两个串联连接的分别具有3.6V电压的蓄电池(蓄电池设备的总电压为7.2V)；或可以具有三个串联连接的分别具有3.6V电压的蓄电池(蓄电池设备的总电压为10.8V)。
“感应接口”尤其应理解为如下的电子单元：该电子单元在接收运行状态中设置用于通过感应从至少一个发送器接收电能以对蓄电池单元进行充电，对所接收的电能进行变换和/或处理，并用将所接收的电能输送给蓄电池单元。优选地，至少一个感应接口包括至少一个感应线圈。感应线圈尤其设置用于将电磁交变场转换成交流电流。交变场优选地具有10至500kHz的频率，特别优选地具有100至150kHz的频率。方向构造成与线圈平面垂直并且与感应线圈的绕组轴线平行。
在此，“感应线圈”尤其应理解为具有由导电材料构成的至少一个绕组的线圈，其设置用于在感应接口的接收运行状态中接收通过感应充电设备的感应线圈所传输的电能并通过充电电子部件输送给蓄电池。感应线圈尤其至少部分地由电导体、尤其绕线的电导体构成，其尤其至少部分地以圆盘的形式布置。
“充电电子部件”尤其应理解为如下的电子部件单元：该电子部件单元设置用于对蓄电池的充电进行控制并且尤其具有用于电压变换的电子元件。此外，蓄电池设备尤其可以具有蓄电池壳体。“蓄电池壳体”尤其应理解为包括至少一个壳体构件的构件组，所述至少一个壳体构件至少部分地借助外壁使蓄电池设备相对于周围环境隔离并保护该蓄电池设备不受周围环境影响，以避免损坏和/或污染。
优选地，至少一个用电器包括至少一个电阻和/或电路控制装置，该电路控制装置用于激活和/或改变所述至少一个电阻。至少一个用电器尤其设置用于避免蓄电池单元的过量充电。
在此，“充电状态”尤其应理解为蓄电池单元的电压和/或容量。在此，“激活”尤其应理解为如此地接通，使得具有至少一个蓄电池单元的电路是闭合的。用电器尤其设置成在限定的充电状态以下被停用。尤其由感应充电设备产生唤醒脉冲和/或同步脉冲，用以激活、信息传输或与蓄电池设备的同步。唤醒脉冲和/或同步脉冲将能量传输到蓄电池设备的感应接口。“设置”尤其应理解为专门地编程、设计和/或配备。“对象设置用于确定的功能”尤其应理解如下：该对象在至少一个应用状态和/或运行状态中执行和/或实施该确定的功能。
在本发明的另一构型中提出，至少一个用电器设置用于避免充电状态上升至限定的充电状态以上。由此可以有利地实现如下：即使在唤醒脉冲和/或同步脉冲的情况下，也不会超过或仅略微超过限定的充电状态。
此外提出，至少一个用电器设置用于在限定的充电状态以上至少部分地消耗通过感应接口——尤其借助唤醒脉冲和/或同步脉冲——输送的能量。由此能够有利地去除(entziehen)蓄电池单元的非期望地、过量地输送的电能。有利地，尤其在两个唤醒脉冲和/或同步脉冲之间的区间内，所输送的能量至少基本上、特别优选完全地被用电器消耗。
此外提出，蓄电池设备包括如下的输入单元：通过该输入单元可以——尤其由用户——调节限定的充电状态。由此，可以有利地单独调节限定的充电状态。限定的充电状态尤其可以通过输入单元在工厂进行调节和/或由终端用户进行调节。在此，输入单元可以包括输入装置，尤其例如操作按钮、触觉敏感的表面、调整轮(Stellrad)和/或用于连接外部输入装置(尤其例如计算机、智能手机和/或键盘)的电接口。
还提出，限定的充电状态确定为蓄电池单元的最大充电状态。由此可以有利地避免蓄电池单元通过过电压引起的损坏。在此，最大充电状态是最大允许电压或最大允许电压的至少95％。替代地，最大充电状态是最大允许容量或最大允许容量的至少95％。蓄电池单元在最大充电状态以上可能——尤其长期地——遭受不可修复的损坏。
此外提出，限定的充电状态确定在蓄电池单元的最大充电状态以下。由此尤其可以实现有利于存储的充电状态。优选地，限定的充电状态是在蓄电池单元的最大充电状态的70％与90％之间。
此外提出，用电器设置用于尤其在放电运行时对蓄电池单元进行放电，直到达到确定的充电状态。由此可以根据需要降低充电状态，尤其用于容量测量、运输和/或存储。该确定的充电状态是可自由调节的或是确定的。该确定的充电状态尤其可以与限定的充电状态等大或小于限定的充电状态。
还提出一种具有至少一个根据本发明的蓄电池设备和感应充电设备的系统，该感应充电设备设置用于尤其借助唤醒脉冲和/或同步脉冲对至少一个蓄电池设备进行状态监测。由此，可以有利地进行状态监测、尤其在场监测、容量监测和/或信息查询，同时高度地保护电池单元免受尤其通过过量充电引起的损坏。
此外，提出一种用于运行具有蓄电池单元和至少一个感应接口的蓄电池设备的方法，借助该方法在至少一个接收运行状态中借助感应来接收电能以对蓄电池单元进行充电，其中，蓄电池设备的至少一个用电器避免蓄电池单元的过量充电、尤其蓄电池单元通过唤醒脉冲和/或同步脉冲引起的过量充电。由此，可以有利地尤其避免蓄电池单元通过唤醒脉冲和/或同步脉冲引起的损坏。
此外，为了特别运行可靠，提出一种具有根据本发明的蓄电池设备的电设备。该电设备中的蓄电池尤其可以容纳在电设备的容纳空间中和/或可拆卸地固定在电设备上。在此，“电设备”尤其应理解为可由用户携带的电设备，例如智能手机、平板电脑、笔记本电脑、电子书阅读器、手持式工具机或类似物，通过蓄电池设备可以至少部分地给该电设备供给电能。由此能够实现有利的功能性、尤其在电能的感应接收方面的功能性。
在此，根据本发明的蓄电池设备不应限于以上所描述的应用和实施方式。根据本发明的蓄电池设备尤其可以具有与各个元件、构件和单元的在此所提及的数量不同的数量，以实现在此所描述的作用方式。
附图说明
由以下附图描述得出其他优点。在附图中示出本发明的实施例。附图、说明书和权利要求包含多个组合特征。本领域技术人员还可以符合目的地单独考虑这些特征，并将这些特征合并成有意义的其他组合。
附图示出：
图1示出具有蓄电池设备和感应充电设备的系统的示意图。
具体实施方式
图1示出具有感应充电设备30和蓄电池设备10的系统的示意图。感应充电设备30仅示意性地表明并且以本领域技术人员已知的方式来构造。蓄电池设备10设置用于给在此未示出的电设备供给电能。
蓄电池设备10具有蓄电池单元12和感应接口14。感应接口14可以在接收运行状态中运行。感应接口14在接收运行状态中设置用于借助感应来接收电能以对蓄电池单元12进行充电。感应接口14具有感应线圈16，该感应线圈设置用于接收电能。蓄电池单元12具有蓄电池块，在该蓄电池块中多个蓄电池串联连接。
感应接口14包括电子部件单元18，该电子部件单元包括整流器20。电子部件单元18尤其可以至少基本上由全桥电路、尤其由MOSFET全桥电路构成。整流器20设置用于在感应接口14的接收运行状态中将在感应线圈16上感应出的用于蓄电池单元12的交变电压转换成直流电压，用以能够对蓄电池单元12进行充电。
蓄电池设备10包括一个用电器22。然而，在此也可以设想蓄电池设备10包括超过一个用电器22。用电器22设置成在蓄电池单元12的限定的充电状态以上被激活。用电器22包括电阻24。用电器22还包括用于激活电阻24的电路控制装置26。为此，电路控制装置26可以包括未详细示出的至少一个传感器和/或计算机单元32。
用电器22设置用于避免蓄电池单元12的过量充电。为此，电路控制装置26对蓄电池单元12的电压进行检测。在所检测到的电压超过限定的最大电压的情况下，将电阻24激活。在此，蓄电池单元12的正极与负极之间的电流回路闭合。在此，用电器22将蓄电池单元12的电能转换成热能。用电器22具有大于0.1W的加热功率。然而，在此也可以设想用电器22具有大于1W或大于10W的加热功率。此外，可以设想用电器22包括用于散热的冷却体、尤其冷却片。用电器22布置在与蓄电池单元12相同的壳体内。
用电器22设置用于避免充电状态上升至限定的充电状态以上。用电器22设置用于在限定的充电状态以上完全地消耗通过感应接口14借助唤醒脉冲和/或同步脉冲所输送的能量。更确切地说，在两个唤醒脉冲和/或同步脉冲之间的区间内所输送的能量被用电器22完全消耗。
电池设备10包括输入单元28。输入单元28与计算机单元32耦合，该计算机单元确定用于确定限定的充电状态。输入单元28例如形成用于连接、尤其无线地连接外部输入装置(尤其例如计算机、智能手机和/或键盘)的电接口。通过输入单元28可以由用户和/或在工厂调节限定的充电状态。限定的充电状态确定为蓄电池单元12的最大充电状态。替代地，限定的充电状态确定在蓄电池单元12的最大充电状态以下。在此，限定的充电状态可以确定例如在蓄电池单元12的最大充电状态的70％至90％之间的值。
用电器22设置用于在放电运行中对蓄电池单元12进行放电，直到达到确定的充电状态。该确定的充电状态可以固定地预给定或可以由输入单元28进行调节。确定的充电状态例如确定为蓄电池单元12的最低可能的充电状态。在蓄电池单元12的最低可能的充电状态以下，蓄电池单元12遭受损坏。为了测量蓄电池单元12的容量，将蓄电池单元12通过用电器22放电至确定的充电状态。接下来对蓄电池单元12进行完全充电并且测量所输送的能量的量。
感应充电设备30设置用于对蓄电池设备10进行感应充电。感应充电设备30设置用于借助唤醒脉冲和/或同步脉冲对蓄电池设备10进行状态监测。在蓄电池设备10运行时，借助感应来接收电能以对蓄电池单元12进行充电。蓄电池设备10的用电器22避免蓄电池单元12的过量充电。蓄电池设备10的用电器22尤其避免蓄电池单元12通过唤醒脉冲和/或同步脉冲引起的过量充电。

Claims (16)

1.一种蓄电池设备(10)，所述蓄电池设备具有蓄电池单元(12)、至少一个感应接口(14)和至少一个用电器(22)，所述至少一个感应接口在至少一个接收运行状态中设置用于借助感应来接收电能以对所述蓄电池单元(12)进行充电，其特征在于，所述蓄电池设备具有输入单元(28)，通过所述输入单元能够调节所述蓄电池单元(12)的限定的充电状态，其中，所述用电器(22)设置成在所述蓄电池单元(12)的限定的充电状态以上被激活。
2.根据权利要求1所述的蓄电池设备(10)，其特征在于，所述至少一个用电器(22)设置用于避免充电状态上升至所述限定的充电状态以上。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电池设备(10)，其特征在于，所述至少一个用电器(22)设置用于，在所述限定的充电状态以上至少部分地消耗通过所述感应接口(14)输送的能量。
4.根据权利要求1或2所述的蓄电池设备(10)，其特征在于，所述限定的充电状态确定为所述蓄电池单元(12)的最大充电状态。
5.根据权利要求1或2所述的蓄电池设备(10)，其特征在于，所述限定的充电状态确定在所述蓄电池单元(12)的最大充电状态以下。
6.根据权利要求1或2所述的蓄电池设备(10)，其特征在于，所述用电器(22)设置用于对所述蓄电池单元(12)进行放电，直到达到确定的充电状态。
7.根据权利要求1所述的蓄电池设备(10)，其特征在于，通过所述输入单元能够由用户调节所述蓄电池单元(12)的限定的充电状态。
8.根据权利要求3所述的蓄电池设备(10)，其特征在于，所述至少一个用电器(22)设置用于，在所述限定的充电状态以上至少部分地消耗通过所述感应接口(14)借助唤醒脉冲和/或同步脉冲输送的能量。
9.根据权利要求6所述的蓄电池设备(10)，其特征在于，所述用电器(22)设置用于在放电运行中对所述蓄电池单元(12)进行放电，直到达到所述确定的充电状态。
10.一种系统，所述系统具有至少一个根据以上权利要求中任一项所述的蓄电池设备(10)并且具有感应充电设备(30)，所述感应充电设备设置用于对所述至少一个蓄电池设备(10)进行状态监测。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述感应充电设备(30)设置用于借助唤醒脉冲和/或同步脉冲对所述至少一个蓄电池设备(10)进行状态监测。
12.一种用于运行蓄电池设备(10)的方法，所述蓄电池设备具有蓄电池单元(12)和至少一个感应接口(14)，借助所述至少一个感应接口在至少一个接收运行状态中借助感应来接收电能以对所述蓄电池单元(12)进行充电，其中，所述蓄电池设备(10)的至少一个用电器(22)避免所述蓄电池单元(12)的过量充电，其特征在于，通过输入单元(28)调节限定的充电状态。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法用于运行根据权利要求1至9中任一项所述的蓄电池设备(10)。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述蓄电池设备(10)的至少一个用电器(22)避免所述蓄电池单元(12)通过唤醒脉冲和/或同步脉冲引起的过量充电。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，通过输入单元(28)由用户调节限定的充电状态。
16.一种电设备，所述电设备具有至少一个根据权利要求1至9中任一项所述的蓄电池设备(10)。
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