CN113970702A - 用于检测可更换蓄电池组中电故障状态的方法和用于执行方法的系统和可更换蓄电池组 - Google Patents

用于检测可更换蓄电池组中电故障状态的方法和用于执行方法的系统和可更换蓄电池组 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于借助集成在可更换蓄电池组中的第一监测单元和集成在可更换蓄电池组中的至少两个温度传感器检测可更换蓄电池组的至少一个能量存储器单元电池的电故障状态的方法。在一方法步骤中，在与可更换蓄电池组可电连接的电设备中通过电设备的另外的监测单元分析处理至少两个温度传感器中的第一温度传感器的测量温度，基本上同时地，在一方法步骤中，通过所述可更换蓄电池组的第一监测单元分析处理所述至少两个温度传感器中的第二温度传感器的测量温度，所述电设备尤其是充电设备、诊断设备或者耗电器。本发明还涉及一种包括可更换蓄电池组以及电设备的系统，用以执行所述方法。此外，本发明涉及一种用以执行所述方法的可更换蓄电池组。

Description

用于检测可更换蓄电池组中电故障状态的方法和用于执行方 法的系统和可更换蓄电池组
技术领域
本发明涉及一种用于借助集成在可更换蓄电池组中的第一监测单元和集成在可更换蓄电池组中的至少两个温度传感器检测可更换蓄电池组的至少一个能量存储器单元电池的电故障状态的方法。此外，本发明涉及一种可更换蓄电池组以及一种用于执行所述方法的系统。
背景技术
多种耗电器借助能够由操作者在无工具的情况下更换的蓄电池组——在下文中称为可更换蓄电池组——运行，所述蓄电池组相应地通过耗电器放电并且能够借助充电设备再次充电。通常，这种可更换蓄电池组由多个串联连接的和/或并联连接的能量存储器单元电池组成，用以实现所要求的可更换蓄电池组电压或者说可更换蓄电池组容量。如果能量存储器单元电池例如构造成锂离子单元电池(锂离子)则能够特别有利地实现高功率密度和能量密度。另一方面，这种单元电池还要求遵守有关最大的充电电流和放电电流、电压和温度的严格规范，以便避免电故障状态。
在现代的可更换蓄电池组中，例如通过集成在可更换蓄电池组中的监测单元来分析处理所谓的单元电池簇的并联连接的能量存储器单元电池的单元电池电压。因此，术语“单元电池电压”不仅应理解为单个的能量存储器单元电池的电压，还应理解为由并联连接的能量存储器单元电池组成的单元电池簇的电压。这种所谓的单单元电池监测(Single-Cell-Monitoring，SCM)例如由WO 20043386 A1已知，在WO 20043386 A1中，此外在故障情况下通过冗余的监测排除可更换蓄电池组的危险的运行。
为了使充电设备或者耗电器知道最大允许以哪个充电电流或者放电电流运行可更换蓄电池组，通常通过电编码(例如通过集成在可更换蓄电池组中的编码电阻，由电设备
Figure BDA0003177191500000011
来测量所述编码电阻并且将所述编码电阻与所保存的表格进行比较)、机械编码或者通信接口来告知这一点。同样地，由DE 10 2016 209 822 A1已知，电设备告知可更换蓄电池组该可更换蓄电池组不允许被继续使用。通过这种接口也能够向设备传输单元电池电压。
发明内容
从现有技术出发，本发明的任务在于，在可更换蓄电池组中实现可靠的温度测量并且据此确保安全的充电过程或者放电过程。
本发明的优点
根据本发明提出，在一个方法步骤中，在能够与可更换蓄电池组电连接的电设备中通过电设备的另外的监测单元分析处理至少两个温度传感器中的第一温度传感器的所测量的温度，并且基本上同时地，在一个方法步骤中，通过可更换蓄电池组的第一监测单元分析处理至少两个温度传感器中的第二温度传感器的所测量的温度，所述电设备尤其是充电设备、诊断设备或者耗电器。可更换蓄电池组中的另外的温度传感器的使用提供如下优点：该另外的温度传感器独立于第一温度传感器，由电设备的另外的监测单元启动的、借助第一温度传感器的温度测量不能够通过可更换蓄电池组的第一监测单元而失真。此外，通过本发明能够避免为了避免所述失真而需要的高开销。
“基本上同时”应理解为，在方法步骤之间可能出现小的时间差。在此，顺序不重要。如此，例如随着将可更换蓄电池组插入到电设备中，能够并行地通过第一监测单元和另外的监测单元触发温度测量。同样能够设想的是，另外的监测单元在第一监测单元之前执行温度测量，或者相反。然而，为了避免由于借助两个温度传感器进行的在时间上相隔太远的测量而导致的温度差，所述测量应“基本上同时”进行，即最大具有一至两秒的时间偏移。
在本发明的上下文中的耗电器应理解为例如借助可更换蓄电池组运行的、用于借助电动的插入式工具(Einsatzwerkzeug)来加工工件的电动工具。在此，电动工具不仅能够构造成手持式电动工具，还能够构造成固定式电动工具机。在这种背景下，典型的电动工具是手持式钻机或者立式钻机、螺钉机(Schrauber)、冲击钻机、钻锤、刨机、角磨机、振动磨光机、抛光机、圆锯、台式锯、摆锯机和线锯或者类似物。但是，也将诸如割草机、草坪修剪机(Rasentrimmer)、修枝锯或者类似物等借助可更换蓄电池组运行的园艺器具以及诸如吸尘器、搅拌器等借助可更换蓄电池组运行的家用电器考虑为耗电器。同样地，本发明能够应用于同时借助多个可更换蓄电池组来进行供应的耗电器。
可更换蓄电池组的电压通常是单个的能量存储器单元电池的电压的多倍，并且由各个能量存储器单元电池的连接方式(并联或者串联)得出。能量存储器单元电池典型地构型为原电池(galvanische Zelle)，所述原电池具有如下结构：在所述结构中，一个单元电池极贴靠在一个端部上并且另一个单元电池极贴靠在对置的端部上。尤其是，能量存储器单元电池在一个端部上具有正单元电池极并且在对置的端部上具有负单元电池极。优选地，能量存储器单元电池构造成锂基能量存储器单元电池，例如锂离子、锂钋、锂金属或者类似物。但是，本发明也能够应用于具有镍镉单元电池、镍氢单元电池或者其他合适单元电池类型的可更换蓄电池组。在具有3.6V的单元电池电压的常见锂离子能量存储器单元电池的情况下，示例性地得出3.6V、7.2V、10.8V、14.4V、18V、36V等电压等级。优选地，能量存储器单元电池构造成至少基本上圆柱形的圆单元电池(Rundzelle)，其中，单元电池极布置在圆柱形状的端部上。然而，本发明与所使用的能量存储器单元电池的类型和结构形式无关，而是能够应用于任意的可更换蓄电池组和能量存储器单元电池，例如除了圆单元电池之外还能够应用于软包单元电池(Pouchzellen)或者类似物。
此外应注意的是，可更换蓄电池组的机电接口(elektromechanischenSchnittstellen)的构型和能够与所述可更换蓄电池组连接的电设备的机电接口的构型以及用于以力锁合和/或形状锁合(kraft-und/oder formschlüssig)的方式可松脱的连接的配属的容纳部不应是本发明的主题。视电设备的和/或可更换蓄电池组的功率等级或者电压等级而定地，本领域技术人员将选择用于接口的适合的实施方式。因此，在附图中示出的实施方式仅能够被理解为示范性的。如此，尤其也能够使用具有比所示更多的电触点的接口。
在本发明的另一种构型中，在随后的方法步骤中，将由可更换蓄电池组的第一监测单元分析处理的温度传输给电设备的第二监测单元。然后，在随后的方法步骤中，由第二监测单元分析处理温度值，并且据此匹配可更换蓄电池组的充电电流或者放电电流。通过这种方式，根据两个温度值更好地遵守能量存储器单元电池的规范。在此，能够补充地提出，使可更换蓄电池组的充电电流或者放电电流匹配于所分析处理的温度值的以下温度值：按照所述温度值允许相应的较小的充电电流或者放电电流。
本发明的另一种构型提出，如果所分析处理的温度值相差高于第一温度阈值、尤其是高于10开尔文，则在随后的方法步骤中，中断可更换蓄电池组的充电过程或者放电过程和/或显示故障状态。这能够实现对可更换蓄电池组的能量存储器单元电池之间的、不能够借助唯一的温度传感器检测的局部温度差异做出反应。
另外能够提出，如果第二温度传感器的所测量的温度已高于另外的温度阈值、尤其是60℃，则在随后的方法步骤中，通过第一监测单元通过集成在可更换蓄电池组中的开关元件将第一温度传感器与参考电势、尤其是与接地电势断开。有利地，能够由电设备中的另外的监测单元探测第一温度传感器的关闭，使得该另外的监测单元就其而言中止或者中断可更换蓄电池组的充电过程或者放电过程和/或在电设备上显示相应的故障状态。
补充地，在随后的方法步骤中，由第一监测单元向电设备的另外的监测单元传输关于第一温度传感器与参考电势断开的信息，使得通过另外的监测单元中止或者中断可更换蓄电池组的充电过程或者放电过程和/或显示故障状态。由此，关于可更换蓄电池组中的可能发生的故障情况的冗余信息可供电设备使用。
本发明还涉及一种包括可更换蓄电池组以及电设备的系统，该可更换蓄电池组具有第一监测单元、至少两个温度传感器和第一机电接口，所述第一机电接口具有多个电触点，所述电设备尤其是充电设备、诊断设备或者耗电器，所述电设备具有另外的监测单元和另外的机电接口，所述另外的机电接口具有多个电触点，其中，所述接口的电触点中的第一电触点分别构造成能够以第一参考电势、优选供应电势加载的能量供应触点，所述接口的电触点中的第二电触点分别构造成能够以第二参考电势、优选接地电势加载的能量供应触点，所述接口的电触点中的第三电触点分别构造成用于第一监测单元和另外的监测单元的数据交换的信号触点或者说数据触点，所述接口的电触点中的第四电触点分别构造成用于将温度传感器中的一个温度传感器的温度信号传输给电设备的另外的监测单元的信号触点或者说数据触点。为了执行根据本发明的方法，第一接口的和另外的接口的电触点相互连接。
在另一种构型方式中提出，所述可更换蓄电池组具有开关元件，该开关元件在闭合状态中将温度传感器中的第一温度传感器与第二能量供应触点的第二参考电势连接，并且在打开状态中将第一温度传感器与第二参考电势断开。
最后，本发明还涉及一种可更换蓄电池组，该可更换蓄电池组具有至少一个能量存储器单元电池、监测单元、第一温度传感器和用于与电设备连接的机电接口，该机电接口具有多个电触点，所述电设备尤其是充电设备、诊断设备或者耗电器，其中，所述接口的电触点中的第一电触点构造成以第一参考电势、优选供应电势加载的能量供应触点，所述接口的电触点中的第二电触点构造成以第二参考电势、优选接地电势加载的能量供应触点，所述接口的电触点中的第三电触点构造成监测单元的信号触点或者说数据触点，所述接口的电触点中的第四电触点构造成第一温度传感器的信号触点或者说数据触点，用以监测所述至少一个能量存储器单元电池。提出，所述可更换蓄电池组具有至少一个另外的温度传感器，该另外的温度传感器与所述监测单元连接。
所述另外的温度传感器用于监测至少一个能量存储器单元电池和/或与至少一个能量存储器单元电池电连接的另外的能量存储器单元电池。所述监测单元如此控制可更换蓄电池组的开关元件，使得该开关元件在闭合状态中将第一温度传感器与第二能量供应触点的第二参考电势连接，并且在打开状态中将第一温度传感器与第二参考电势断开。由此得出根据本发明的方法的进一步在上文描述的优点。
附图说明
在下文中根据图1至图3示例性地阐述本发明，其中，附图中的相同附图标记表示具有相同工作方式的相同组成部分。
附图示出：
图1以示意图示出系统，其包括至少一个可更换蓄电池组以及能够与可更换蓄电池组连接的至少一个电设备，所述电设备用于对可更换蓄电池组进行充电或者放电，
图2以方框电路图示出图1中的系统，该系统具有可更换蓄电池组和构造成充电设备的电设备，
图3示出根据本发明的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出包括可更换蓄电池组10和电设备16的系统，所述可更换蓄电池组具有第一机电接口14，该第一机电接口具有多个电触点12，所述电设备尤其是充电设备18、诊断设备20或者耗电器22，所述电设备具有另外的机电接口24，该另外的机电接口具有多个电触点12。图1旨在说明：根据本发明的系统适用于借助可更换蓄电池组10运行的不同的电设备16，但不限制本发明。在此，示范性地示出蓄电池吸尘器26、蓄电池冲击式螺钉机28和蓄电池草坪修剪机30。然而，在本发明的上下文中，能够将各种电动工具、园艺器具和家用器具考虑为耗电器22。系统内的可更换蓄电池组10的数量也是可变的。如此，该系统也完全能够包括多个可更换蓄电池组10。另外，应注意的是，在图1中充电设备18和诊断设备20虽然被示为同一电设备16，因为充电设备18也完全能够具有诊断功能，但是在不限制本发明的情况下能够设想的是，诊断设备20不具有充电功能，而是只用于纯粹地诊断可更换蓄电池组10的电故障状态。
可更换蓄电池组10基本上涉及常见的可更换蓄电池组，其具有壳体32，所述壳体在第一侧壁或者说其上侧34上具有用于与电设备16的机电接口24可松脱地连接的第一机电接口14。第一机电接口14和另外的机电接口24在与耗电器22的连接中首要用于可更换蓄电池组10的放电，而所述第一机电接口和所述另外的机电接口在与充电设备18的连接中用于可更换蓄电池组10的充电，并且在与诊断设备20连接中用于可更换蓄电池组10的故障诊断。第一机电接口14和另外的机电接口24的详细构型取决于不同因素，例如可更换蓄电池组10或者说电设备16的电压等级和各种制造商规范。如此，能够在可更换蓄电池组10与电设备16之间设置例如三个或者更多个用于能量传输和/或数据传输的电触点12。也能够考虑机械编码，使得可更换蓄电池组10只能够在确定的电设备16上运行。由于可更换蓄电池组的第一机电接口14和电设备16的另外的机电接口24的机械构型对于本发明来说是不重要的，因此在此不进一步地详细讨论。在此方面，本领域技术人员和可更换蓄电池组14的和电设备16的操作者都会做出合适的选择。
可更换蓄电池组10具有机械锁定设备(Arretiervorrichtung)36，以将可更换蓄电池组10的第一机电接口14在耗电器22的相应的对应接口(Gegenschnittstelle)24(未详细示出)上的以形状锁合和/或力锁合的方式可松脱的连接进行锁定。在此，锁定设备36构造成弹动的按键38，该按键与可更换蓄电池组10的锁定构件40有效连接。由于按键38和/或锁定构件40的弹动(Federung)，在将可更换蓄电池组10推入耗电器22的对应接口24中时，锁定设备36自动地锁合(einrasten)。如果操作者沿推入方向按压按键38，则解除锁定，并且，操作者能够逆着推入方向从耗电器22中取出或者说推出可更换蓄电池组10。
如开头已经提到的，可更换蓄电池组10的蓄电池电压通常取决于能量存储器单元电池的连接方式(并联或者串联)由能量存储器单元电池(未示出)的单电压的多倍得出。优选地，能量存储器单元电池构造成锂基蓄电池单元，例如锂离子、锂钋、锂金属或者类似物。但是，本发明也能够应用于具有镍镉单元电池、镍氢单元电池或者其他合适单元电池种类的可更换蓄电池组。
在图2中以方框电路图示出图1中的系统，其在左侧具有可更换蓄电池组10并且在右侧具有构造成充电设备18的电设备16。可更换蓄电池组10和充电设备18具有彼此相对应的机电接口14和24，所述机电接口具有多个电触点12，其中，接口14、24的电触点12中的第一电触点分别用作能够以第一参考电势V1、优选供应电势V+加载的能量供应触点42，接口14、24的电触点12中的第二电触点分别用作能够以第二参考电势V2、优选接地电势GND加载的能量供应触点44。通过第一和第二能量供应触点42、44，可更换蓄电池组10一方面能够通过充电设备18来充电。另一方面，对于电设备16构造成耗电器22的情况，由此也进行可更换蓄电池组10的放电。术语“能够…加载(beaufschlagbar)”应当表明：尤其是在构造成耗电器22的电设备16的情况下，电势V+和GND不是持久地施加在能量供应触点42、44上，而是在连接电接口14、24后才施加在能量供应触点上。相应地适用于在与充电设备18连接之后放电的可更换蓄电池组10。
可更换蓄电池组10具有多个能量存储器单元电池46，所述能量存储器单元电池虽然在图2中作为串联电路示出，但是替代地或者补充地也能够在并联电路中运行，其中，该串联电路定义可更换蓄电池组的在能量供应触点42、44上下降的电压UBatt，而各个能量存储器单元电池46的并联电路首要增加可更换蓄电池组10的容量。如已经提到的，由并联连接的能量存储器单元电池46组成的各个单元电池簇也能够串联连接，以便在增加容量的同时实现可更换蓄电池组的确定的电压UBatt。在本实施例中，在常见的具有分别为3.6V的单元电池电压UCell的锂离子能量存储器单元电池46的情况下，在能量供应触点42、44上下降的可更换蓄电池组电压UBatt＝V1-V2为5·3.6V＝18V。视在单元电池簇中并联连接的能量存储器单元电池46的数量而定地，常见的可更换蓄电池组10的容量能够高达12Ah或者更多。然而，本发明与所使用的能量存储器单元电池46的类型、结构形式、电压、电流输送能力等等无关，而是能够应用于任意的可更换蓄电池组10和能量存储器单元电池46。
为了监测可更换蓄电池组10的串联连接的各个能量存储器单元电池46或者说单元电池簇，设置有SCM前级48(Single-Cell-Monitoring)。SCM前级48具有多路复用器测量设备50，该多路复用器测量设备能够通过滤波器电阻52高欧姆地与能量存储器单元电池46的或者说单元电池簇的极(Pole)的对应的抽头(Abgriff)54连接。为了检测各个单元电池电压UCell，多路复用器测量设备50例如通过集成的、但是未详细示出的晶体管如此顺序地在各个抽头54之间切换，使得该多路复用器测量设备分别与待测量的能量存储器单元电池46的或者说待测量的单元电池簇的正极和负极连接。在下文中，术语“能量存储器单元电池”也应包括单元电池簇，因为该能量存储器单元电池仅对可更换蓄电池组10的容量有影响，但是对于单元电池电压UCell的检测而言是同等重要的。尤其在发生故障的情况下，尤其高欧姆地构型的滤波器电阻52能够防止多路复用器测量设备50的测量输入端的危险的变热。
多路复用器测量设备50的切换通过集成在可更换蓄电池组10中的第一监测单元56来进行。此外，该第一监测单元能够闭合或者打开SCM前级48的与能量存储器单元电池46并联连接的开关元件58，以便通过这种方式实现能量存储器单元电池46的所谓的平衡，以实现各个能量存储器单元电池46的统一的充电状态或者说放电状态。同样能够设想的是，SCM前级48将所测量的单元电池电压UCell直接递送(durchreicht)给第一监测单元56，使得对单元电池电压UCell的真正的测量直接由第一监测单元56例如通过相应的模拟数字转换器(ADC)来执行。
第一监测单元56能够构造成呈微处理器、ASIC、DSP或者类似物的形式的集成电路。但是，同样能够设想的是，监测单元56由多个微处理器组成或者至少部分地由具有相应的晶体管逻辑的、离散的结构元件组成。此外，第一监测单元56能够具有用于存储可更换蓄电池组10的运行参数的存储器，所述运行参数例如是电压UBatt、单元电池电压UCell、温度T、充电电流或者放电电流I或者类似物。
除了可更换蓄电池组10中的第一监测单元56之外，该系统的电设备16还具有另外的监测单元60，该另外的监测单元能够相应于第一监测单元56来构造。第一监测单元56和另外的监测单元60能够通过两个机电接口14、24的构造成信号触点或者说数据触点62的第三触点12优选以数字的方式交换信息。
构造成充电设备18的电设备16的另外的监测单元60控制与另外的接口24的第一和第二能量供应触点42、44连接的功率输出级64，通过该功率输出级能够以充电电流I和与可更换蓄电池组10相应的电压UBatt给插入到充电设备18中的可更换蓄电池组10充电。为此目的，充电设备18或者功率输出级64设有未示出的电网连接部。施加在能量供应触点42、44上的电压UBatt能够通过充电设备18中的电压测量设备66来测量并且能够由另外的监测单元60来分析处理。电压测量设备66也能够完全地或者部分地集成在监测单元60中，例如呈集成式ADC的形式。
可更换蓄电池组10的或者能量存储器单元电池46的温度T1能够借助布置在可更换蓄电池组10中的第一温度传感器68来测量并且能够由充电设备18的另外的监测单元60来分析处理，所述第一温度传感器优选构造成NTC并且与能量存储器单元电池46中的至少一个能量存储器单元电池紧密地热接触。为此，第一温度传感器68一方面通过集成在可更换蓄电池组10中的开关元件70(例如双极晶体管或者MOSFET)与施加在第二能量供应触点44上的第二参考电势V2、尤其是与接地电势GND连接，另一方面与可更换蓄电池组10的第一接口14的构造成信号触点或者说数据触点72的触点12连接。相应地，在充电设备18的另外的接口24中设置有信号触点或者说数据触点72，该信号触点或者说数据触点与另外的监测单元60连接。另外，在可更换蓄电池组10的第一接口14的信号触点或者说数据触点72与可更换蓄电池组10的第一监测单元56之间也能够存在未示出的连接。对此，第一监测单元56能够确定，由第一温度传感器68测量的温度T1是否已由充电设备18的另外的监测单元60查询。若是，则能够自动地将第一监测单元56从睡眠模式置入到运行模式中。如果没有进行这种查询，则第一监测单元56的睡眠模式能够由于减小的睡眠电流而允许可更换蓄电池组10的明显更长的睡眠时间和储存时间。
为了使充电设备18能够辨识可更换蓄电池组10并且必要时能够准许(freigeben)更换蓄电池组充电，可更换蓄电池组10具有第一编码电阻74，该第一编码电阻在一侧上与施加在第二能量供应触点44上的第二参考电势V2、尤其是与接地电势GND连接，并且在另一侧上与可更换蓄电池组10的第一接口14的构造成信号触点或者数据触点62的第三触点12连接。如果第一编码电阻74的电阻值与保存在充电设备60的另外的监测单元56中的值一致，则充电设备18准许充电过程，并且相应于保存在查询表(Look-Up-Tabelle)中的充电参数(尤其是充电电流I、充电电压UBatt、允许的温度范围等等)给可更换蓄电池组10充电。除了第一编码电阻74之外，在可更换蓄电池组10中还设置有第二编码电阻76，该第二编码电阻相应于第一编码电阻74与第二参考电势V2以及与可更换蓄电池组10的第一接口14的构造成信号触点或者说数据触点78的另外的触点12连接。通过第二编码电阻76，构造成耗电器22的电设备16能够准许可更换蓄电池组10的放电过程。为此，耗电器22与充电设备18类似地具有另外的监测单元60，该另外的监测单元通过另外的接口24的构造成信号触点或者说数据触点78的触点12查询第二编码电阻76的电阻值并且将该电阻值与所保存的值进行比较。如果所述值不一致，则中止或者说不允许可更换蓄电池组10的放电过程，使得耗电器22不能够投入运行。在一致的情况下，操作者能够使耗电器22投入运行。特别有利地，这允许借助相同的机电接口14或者24运行不同功率等级的可更换蓄电池组10。可以理解，包含在充电设备18中的功率输出级64在耗电器22的情况下构造成驱动单元、例如构造成电动机(必要时具有相应地上游连接的功率输出级)或者其他的消耗能量的单元。在此将不进一步讨论这种单元的构型，因为其对于本领域技术人员而言对于不同类型的耗电器22来说是充分已知的，并且对于本发明本身而言也没有决定性的作用。
可更换蓄电池组10具有至少一个另外的温度传感器80，该另外的温度传感器与第一监测单元56连接。另外的温度传感器80用于监测至少一个能量存储器单元电池46和/或与至少一个能量存储器单元电池46电连接的另外的能量存储器单元电池46。为此，相应地由第一监测单元56分析处理由另外的温度传感器80测量的温度T2，并且根据下文描述的方法结合由第一温度传感器68测量的温度T1影响充电过程或者放电过程。
图3示出根据本发明的、借助在图2中描述的系统可执行的方法的流程图。在该方法的第一方法步骤82中，将可更换蓄电池组10通过其第一机电接口14与电设备16的另外的机电接口24连接。下面应假设，电设备16相应于图2构造成充电设备18。但是，该方法同样能够借助以下系统来执行：在该系统中电设备16构造成耗电器22或者诊断设备20。
为了更清楚起见，在可更换蓄电池组10中执行在该流程图的左侧示出的方法步骤，在充电设备18中执行在右侧示出的方法步骤。
在方法步骤84中，充电设备18的另外的监测单元60通过接口14、24的构造成信号触点或者说数据触点72的触点12促使在方法步骤86中在闭合的开关元件70的情况下借助第一温度传感器68测量可更换蓄电池组10的或者说能量存储器单元电池46的温度T1。基本上同时地，在方法步骤88中借助第二温度传感器80测量可更换蓄电池组10的或者能量存储器单元电池46的温度T2，并且由可更换蓄电池组10的第一监测单元56来分析处理该温度。在随后的方法步骤90中，通过另外的监测单元60分析处理由第一温度传感器68测量的温度T1。
在方法步骤92中，可更换蓄电池组10的第一监测单元56将由其在方法步骤88中所分析处理的温度T2通过接口14、24的构造成信号触点或者数据触点62的触点12传输给电设备16的第二监测单元60。
在随后的方法步骤94中，第二监测单元分析处理温度值T1、T2，并且必要时在方法步骤96中如此匹配可更换蓄电池组10的充电电流I，使得遵守能量存储器单元电池46的规范。如果不能够遵守所述规范，则在方法步骤98中中断或结束充电过程。如果所分析处理的两个温度值T1、T2不同，则根据温度值T1或者T2来进行充电电流I的匹配，对于所述温度值而言相应的较小的充电电流I是允许的或者说对于该温度值而言在方法步骤98中必须结束充电过程。替代地或者补充地，如果所分析处理的温度值T1、T2在方法步骤96中相差高于第一温度阈值TS1、尤其是高于10开尔文，则在方法步骤98中中断可更换蓄电池组10的充电过程和/或显示故障状态。
在能够与方法步骤94和96并行地或者顺序地运行的方法步骤100中，如果第二温度传感器80的所测量的温度T2已高于另外的温度阈值TS2、例如60℃，则第一监测单元56通过集成在可更换蓄电池组10中的开关元件70将第一温度传感器68与第二参考电势V2、尤其是与接地电势GND断开。能够由电设备16中的另外的监测单元60直接通过信号触点或者说数据触点72来探测第一温度传感器68的关闭，使得该另外的监测单元就其而言中止或者中断可更换蓄电池组10的充电过程和/或在充电设备18上显示相应的故障状态。
在随后的方法步骤102中，由第一监测单元56向电设备16的另外的监测单元60传输关于第一温度传感器68与第二参考电势V2断开的信息，然后，在方法步骤98中另外的监测单元60中止或者中断可更换蓄电池组10的充电过程和/或在充电设备18上显示相应的故障状态。为此，充电设备18具有相应的、未详细示出的显示器，该显示器呈LED、屏幕和/或光学信号发送器的形式。如果电设备18构型为诊断设备20或者耗电器22，则该显示器补充地或者替代地也能够构造成触觉信号发送器，例如呈振动马达的形态。在电动马达驱动的耗电器22的情况下，也能够设想，用于插入式工具的驱动马达用作触觉信号发送器和/或声学信号发送器。
最后还应指出的是，所示出的实施例既不限于图1至图3，也不限于可更换蓄电池组10的和电设备16的在其中示出的数量和类型。相应地适用于能量存储器单元电池46的数量。此外，接口14、24的所示出的构型以及其触点12的数量仅能够被理解为示范性的。

Claims (12)

1.一种用于检测可更换蓄电池组(10)的至少一个能量存储器单元电池(46)的电故障状态的方法，借助集成在所述可更换蓄电池组(10)中的第一监测单元(56)和集成在所述可更换蓄电池组(10)中的至少两个温度传感器(68，80)来进行所述检测，其特征在于，在一个方法步骤(90)中，在能够与所述可更换蓄电池组(10)电连接的电设备(16)中通过所述电设备(16)的另外的监测单元(60)分析处理所述至少两个温度传感器(68，80)中的第一温度传感器(68)的所测量的温度(T1)，并且基本上同时地，在一个方法步骤(88)中，通过所述可更换蓄电池组(10)的所述第一监测单元(56)分析处理所述至少两个温度传感器(68，80)中的第二温度传感器(80)的所测量的温度(T2)，所述电设备尤其是充电设备(18)、诊断设备(20)或耗电器(22)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在一个随后的方法步骤(92)中，将由所述可更换蓄电池组(10)的第一监测单元(56)分析处理的温度(T2)传输给所述电设备(16)的所述第二监测单元(60)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在一个随后的方法步骤(94)中，由所述第二监测单元(60)分析处理温度值(T1，T2)，并且根据所述分析处理来匹配所述可更换蓄电池组(10)的充电电流或放电电流。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述方法步骤(96)中，使所述可更换蓄电池组(10)的充电电流或放电电流(I)匹配于所分析处理的温度值(T1，T2)中的以下温度值：按照所述温度值允许相应较小的充电电流或放电电流(I)。
5.根据上述权利要求3或4中任一项所述的方法，其特征在于，如果所分析处理的温度值(T1，T2)相差高于第一温度阈值(TS1)、尤其是高于10开尔文，则在一个随后的方法步骤(98)中，中断所述可更换蓄电池组(10)的充电过程或放电过程和/或显示故障状态。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果所述第二温度传感器(80)的所测量的温度(T2)已高于另外的温度阈值(TS2)、尤其是60℃，则在一个方法步骤(100)中，通过所述第一监测单元(56)通过集成在所述可更换蓄电池组(10)中的开关元件(70)将所述第一温度传感器(68)与参考电势(V2)、尤其是与接地电势(GND)断开。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在一个随后的方法步骤(102)中，由所述第一监测单元(56)向所述电设备(16)的另外的监测单元(60)传输关于所述第一温度传感器(68)与所述参考电势(V2)断开的信息，通过所述另外的监测单元(60)中止或中断所述可更换蓄电池组(10)的充电过程或放电过程和/或显示故障状态。
8.一种包括可更换蓄电池组(10)以及电设备(16)的系统，所述可更换蓄电池组具有第一监测单元(56)、至少两个温度传感器(68，80)和第一机电接口(14)，所述第一机电接口具有多个电触点(12)，所述电设备尤其是充电设备(18)、诊断设备(20)或耗电器(22)，所述电设备具有另外的监测单元(60)和另外的机电接口(24)，所述另外的机电接口具有多个电触点(12)，其中，所述接口(14，24)的电触点(12)中的第一电触点分别构造成能够以第一参考电势(V1)、优选供应电势(V+)加载的能量供应触点(42)，所述接口(14，24)的电触点(12)中的第二电触点分别构造成能够以第二参考电势(V2)、优选接地电势(GND)加载的能量供应触点(44)，所述接口(12，24)的电触点(12)中的第三电触点分别构造成用于所述第一监测单元和所述另外的监测单元(56，60)的数据交换的信号触点或者说数据触点(62)，所述接口(14，24)的电触点(12)中的第四电触点分别构造成用于将所述温度传感器(68)中的一个温度传感器的温度信号(T1)传输给所述电设备(16)的另外的监测单元(60)的信号触点或者说数据触点(72)，其中，所述第一接口的和所述另外的接口(14，24)的电触点(12)能够连接，用以执行根据上述权利要求中任一项所述的方法。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述可更换蓄电池组(10)具有开关元件(70)，所述开关元件在闭合状态中将所述温度传感器(68)中的第一温度传感器与所述第二能量供应触点(44)的第二参考电势(V2)连接，并且在打开状态中将所述第一温度传感器与所述第二参考电势断开。
10.一种可更换蓄电池组(10)，所述可更换蓄电池组具有至少一个能量存储器单元电池(46)、监测单元(56)、第一温度传感器(68)和用于与电设备(16)连接的机电接口(14)，所述机电接口具有多个电触点(12)，所述电设备尤其是充电设备(18)、诊断设备(20)或耗电器(22)，其中，所述接口(14)的电触点(12)中的第一电触点构造成能够以第一参考电势(V1)、优选供应电势(V+)加载的能量供应触点(42)，所述接口(14)的电触点(12)中的第二电触点构造成能够以第二参考电势(V2)、优选接地电势(GND)加载的能量供应触点(44)，所述接口(14)的电触点(12)中的第三电触点构造成所述监测单元(56)的信号触点或者说数据触点(62)，所述接口(14)的电触点(12)中的第四电触点构造成所述第一温度传感器(68)的信号触点或者说数据触点(72)，用以监测所述至少一个能量存储器单元电池(46)，其特征在于，所述可更换蓄电池组(10)具有至少一个另外的温度传感器(80)，所述至少一个另外的温度传感器与所述监测单元(56)连接。
11.根据权利要求10所述的可更换蓄电池组(10)，其特征在于，所述另外的温度传感器(80)用于监测所述至少一个能量存储器单元电池(46)和/或与所述至少一个能量存储器单元电池(46)电连接的另外的能量存储器单元电池(46)。
12.根据上述权利要求10或11中任一项所述的可更换蓄电池组(10)，其特征在于，所述监测单元(56)如此操控所述可更换蓄电池组(10)的开关元件(70)，使得所述开关元件在闭合状态中将所述第一温度传感器(68)与所述第二能量供应触点(44)的第二参考电势(V2)连接，并且在打开状态中将所述第一温度传感器与所述第二参考电势断开。
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