CN113970704A - 检测至少一个可更换蓄电池组和/或可与之连接的电设备的电故障状态的方法及其执行系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于借助第一监测单元(56)和另一监测单元(60)检测至少一个可更换蓄电池组(10)和/或能够与所述至少一个可更换蓄电池组(10)连接的电设备(16)的电故障状态的方法，所述第一监测单元集成在所述至少一个可更换蓄电池组(10)中，所述另一监测单元集成在所述电设备(16)中，所述电设备尤其是充电设备(18)、诊断设备(20)或耗电器(22)。提出，不仅所述第一监测单元(56)而且所述监测单元(60)分别对有故障的充电或放电过程进行计数。本发明还涉及一种包括至少一个可更换蓄电池组(10)以及电设备(16)的用于执行所述方法的系统。

Description

检测至少一个可更换蓄电池组和/或可与之连接的电设备的 电故障状态的方法及其执行系统

技术领域

本发明涉及一种用于借助集成在至少一个可更换蓄电池组中的第一监测单元和集成在电设备中的另一监测单元来检测至少一个可更换蓄电池组和/或能够与至少一个可更换蓄电池组连接的电设备(尤其是充电设备、诊断设备或耗电器)的电故障状态的方法。本发明还涉及一种用于执行该方法的系统。

背景技术

大量耗电器以由操作者无需工具即可更换的蓄电池组(以下称为可更换蓄电池组)运行，该蓄电池组相应地由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和/或并联互连的能量存储电池单元组成，以实现所需的可更换蓄电池组电压或可更换蓄电池组容量。如果能量存储电池单元例如构造为锂离子电池单元(Li-ion)，则可以特别有利地实现高的功率密度和能量密度。另一方面，为了避免电故障状态，这种电池单元还需要遵守关于最大充电和放电电流、电压和温度的严格规范。

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电池单元簇的并联连接的能量存储电池单元的电池单元电压。因此，术语“电池单元电压”不仅应理解为单个能量存储电池单元的电压，而且还应理解为由并联连接的能量存储电池单元组成的电池单元簇的电压。这种所谓的单个单元监测(英语：Single-Cell-Monitoring，SCM)例如从WO 20043386 A1中已知，其中，还通过冗余监测排除在故障情况下可更换蓄电池组的危险运行。

为了充电设备或耗电器知道允许可更换蓄电池组以怎样的充电或放电电流最大地运行，这通常通过电编码(例如通过集成在可更换蓄电池组中的编码电阻，该编码电阻由电设备进行测量并且与所存储的表进行比较)、机械编码或通信接口进行告知。同样地，从DE 10 2016 209 822A1中已知，电设备告知可更换蓄电池组，不允许继续使用该可更换蓄电池组。通过这种接口，也可以将电池单元电压传递给设备。

发明内容

从现有技术出发，本发明的任务是，将在充电或放电过程期间出现的任何故障状态分配给相应的充电或放电伙伴，以便在必要时对于与其他充电或放电伙伴的进一步的充电或放电过程有针对性地限制或闭锁这些相应的充电或放电伙伴。

本发明的优点

根据本发明设置，不仅第一监测单元而且另一监测单元分别对有故障的充电或放电过程进行计数。有利地，以这种方式，在有故障的充电或放电过程太频繁地出现的情况下，对于进一步的充电或放电过程，单个充电或放电伙伴可以限制或闭锁自身。因此，即使在存在不设计用于根据本发明地监测故障状态的其他充电或放电伙伴的情况下，也可以保证安全性提高。

本发明的上下文中的耗电器应理解为例如以可更换蓄电池组运行的电动工具，该电动工具用于借助电动插入工具来加工工件。在此，电动工具不仅可以构造为手持式电动工具，而且可以构造为固定式电动工具机。在这种情况下，典型的电动工具是手持式钻机或立式钻机、螺丝刀、冲击钻、电锤、刨刀、角磨机、轨道磨床、抛光机、圆锯、台锯、摆锯和线锯等。但是，以可更换蓄电池组运行的园艺设备(例如割草机、草坪修剪机、修枝锯等)以及以可更换蓄电池组运行的家用器具(例如真空吸尘器、搅拌机等)也可以用作耗电器。同样地，本发明能够应用于同时以多个可更换蓄电池组供应的耗电器。

可更换蓄电池组的电压通常是单个能量存储电池单元的电压的多倍，并且由单个能量存储电池单元的互连(并联或串联)产生。能量存储电池单元通常构造为原电池(einegalvanische Zelle)，其具有如下结构：在该结构中，一个电池单元极位于一端上而另一电池单元极位于相对置的一端上。特别地，能量存储电池单元在一端上具有正电池单元极并且在相对置的一端上具有负电池单元极。能量存储电池单元优选地构造为基于锂的能量存储电池单元，例如锂离子、锂聚合物、锂金属等。但是，本发明也能够应用于具有Ni-Cd电池单元、Ni-MH电池单元或其他合适的电池单元类型的可更换蓄电池组。在具有3.6V的电池单元电压的常用锂离子能量存储电池单元中，例如得出3.6V、7.2V、10.8V、14.4V、18V、36V等的电压等级。优选地，能量存储电池单元构造为至少基本上圆柱形的圆形电池单元，其中，电池单元极布置在圆柱形的端部上。然而，本发明不依赖于所使用的能量存储电池单元的类型和构造型式，而是可以应用于任何可更换蓄电池组和能量存储电池单元，例如除了圆形电池单元之外还可以是软包电池单元等。

还应该注意的是，可更换蓄电池组的机电接口的构型和能够与该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力锁合地和/或形状锁合地可拆脱

连接的所属的容纳部不应是本发明的主题。本领域技术人员将根据电设备和/或可更换蓄电池组的功率等级或电压等级为接口选择合适的实施方式。因此，在附图中所示出的实施方式仅理解为举例。如此，尤其也可以使用具有比所示更多的电触点(Kontakt)的接口。

本发明还设置，如果相关的充电或放电参数、尤其是可更换蓄电池组的相关的充电或放电参数(例如温度值、充电或放电电流、电压、电池单元电压、剩余容量等)超出其允许的工作范围所需的极限值，则存在有故障的充电或放电过程。如果至少一个可更换蓄电池组或电设备超过最大允许的、有故障的充电或放电过程的限定的极限值，则充电或放电过程由第一监测单元或另一监测单元中止或减少和/或对于将来的充电或放电过程闭锁至少一个可更换蓄电池组或电设备。

补充地，第一监测单元和另一监测单元分别附加地对成功的充电或放电过程进行计数。如果成功的充电或放电过程与所有充电或放电过程的总数的比率低于限定的阈值、尤其是30％，则充电或放电过程由第一监测单元或另一监测单元中止或减少和/或对于将来的充电或放电过程闭锁至少一个可更换蓄电池组或电设备。因此，每个充电或放电伙伴都可以针对自身求取个体化的可靠性值，该个体化的可靠性值使得该充电或放电伙伴能够评估所识别的故障状况的原因是在于其自身还是在于各自的其他充电或放电伙伴。

补充地可以设置，在第一与另一监测单元之间交换辨识信息，从而两个监测单元一同检测各自的其他监测单元的所计数的充电或放电过程，以便由此计算可靠性值。此外，如此计算的可靠性值可以在两个当前的充电或放电伙伴的第一和另一监测单元之间交换。因此，在多个不同的充电或放电伙伴的情况下，例如，如果四个可更换蓄电池组由三个充电设备交替充电并通过五个耗电器放电，则可以可靠地评估所识别的故障情况的原因在于充电或放电伙伴中的哪个。

附加地，所计数的充电或放电过程和/或计算出的可靠性值可以分别由第一和另一监测单元以时间顺序进行存储。有利地，如此例如可以实现较新的事件相对于较旧的事件的更高的权重。但是，同样地，与在时间上明显更久远地位于过去的多个探测到的故障状态相比，对来自较新的过去的单个的探测到的故障状态进行较低的加权也可能是有意义的，尤其是如果在此期间还识别到无故障的充电或放电过程。

如果由第一监测单元和/或另一监测单元分别在成功的充电或放电过程之后重置有故障的充电或放电过程的数量，则这可以有利地视为“可更换蓄电池组和/或电设备能够执行成功的充电或放电过程”的标志(Indiz)，从而先前识别到的故障状态的原因必定在于其他充电或放电伙伴。

在本发明的另一构型中设置，以声学、光学和/或触觉的方式用信号通知操作者关于至少一个可更换蓄电池组上的和/或电设备上的有故障的充电或放电过程的数量和/或可靠性值的信息。这使得操作者容易地评估其可能必须要清除或修理所涉及的充电或放电伙伴中的哪个。

本发明还涉及一种系统，该系统包括具有第一监测单元和第一机电接口的至少一个可更换蓄电池组以及具有另一监测单元和另一机电接口的电设备，该第一机电接口具有多个电触点，该另一机电接口具有多个电触点，该电设备尤其是充电设备、诊断设备或耗电器，其中，接口的电触点中的各自的第一电触点构造为能够以第一参考电势、优选供应电势加载的能量供应触点，接口的电触点中的各自的第二电触点构造为能够以第二参考电势、优选接地电势加载的能量供应触点，并且接口的电触点中的各自的第三电触点构造为信号或数据触点，以用于第一和另一监测单元的数据交换。为了执行根据本发明的方法，第一和另一接口的电触点彼此连接。

为了使操作者容易地评估其可能必须要清除或修理所涉及的充电或放电伙伴中的哪个，至少一个可更换蓄电池组和/或电设备分别具有光学、声学和/或触觉信号通知装置，以用于用信号通知关于有故障的充电或放电过程的数量和/或关于可靠性值的信息。

附图说明

下面参照图1至图2示例性地阐述本发明，其中，附图中相同的附图标记表示具有相同作用方式的相同组件。

附图示出：

图1以示意图示出一种系统，该系统包括至少一个可更换蓄电池组和能够与该可更换蓄电池组连接的至少一个电设备，该电设备用于对可更换蓄电池组进行充电或放电，并且

图2以方框图示出图1中的系统，其具有可更换蓄电池组和构造为充电设备的电设备。

具体实施方式

图1示出一种系统，该系统包括具有第一机电接口14的可更换蓄电池组10和具有另一机电接口24的电设备16、尤其是充电设备18、诊断设备20或耗电器22，该第一机电接口具有多个电触点12，该另一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运行的不同电设备16而不限制本发明。在此，举例示出蓄电池真空吸尘器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，各种各样的电动工具、园艺设备和家用器具可以用作耗电器22。系统内可更换蓄电池组10的数量也是可改变的。如此，该系统完全也可以包括多个可更换蓄电池组10。还应当注意的是，在图1中，充电设备18和诊断设备20虽然示为同一电设备16，因为充电设备18完全也可以具有诊断功能，但是在不限制本发明的情况下可以想到，诊断设备20不具有充电功能，而是仅用于可更换蓄电池组10的电故障状态的纯诊断。

可更换蓄电池组10基本上涉及具有壳体32的常规可更换蓄电池组，该壳体在第一侧壁或其上侧34上具有第一机电接口14，以用于与电设备16的机电接口24可拆脱地连接。在与耗电器22连接的情况下，第一和另一机电接口14、24主要用于可更换蓄电池组10的放电，而在与充电设备18连接的情况下，该第一和另一机电接口用于充电，并且在与诊断设备20连接的情况下，该第一和另一机电接口用于可更换蓄电池组10的故障诊断。第一和另一机电接口14、24的确切构型取决于不同因素，例如可更换蓄电池组10或电设备16的电压等级和各式各样的制造商规格。如此，可以设有例如三个或更多个电触点12以用于可更换蓄电池组10与电设备16之间的能量和/或数据传递。也可以想到机械编码，从而可更换蓄电池组10只能在特定的电设备16上运行。由于可更换蓄电池组的第一机电接口14的和电设备16的另一机电接口24的机械构型对于本发明而言是不重要的，因此对此将不作进一步的详细讨论。不仅本领域技术人员而且可更换蓄电池组14和电设备16的操作者将在这方面做出适当的选择。

可更换蓄电池组10具有机械锁定设备36，以用于锁定可更换蓄电池组10的第一机电接口14到耗电器22的相应对应接口(Gegenschnittstelle)24(未详细示出)的形状锁合地和/或力锁合地可拆脱的连接。在此，锁定设备36构造为弹动的(gefedert)按键(Drücker)38，其与可更换蓄电池组10的锁定构件40有效连接(wirkverbunden)。由于按键38和/或锁定构件40的弹动，在将可更换蓄电池组10推入到耗电器22的对应接口24中时，锁定设备36自动地卡入。如果操作者在推入方向上按压按键38，则解开锁定并且操作者可以逆着推入方向将可更换蓄电池组10从耗电器22中取出或推出。

如开头已经提到的那样，可更换蓄电池组10的蓄电池电压通常根据能量存储电池单元的互连(并联或串联)由能量存储电池单元(未示出)的单个电压的多倍得出。优选地，能量存储电池单元构造为基于锂的蓄电池电池单元，例如锂离子、锂聚合物、锂金属等。但是，本发明还可以应用于具有Ni-Cd电池单元、Ni-MH电池单元或其他合适的电池单元类型的可更换蓄电池组。

在图2中以方框图示出图1中的系统，其具有左侧的可更换蓄电池组10和右侧的构造为充电设备18的电设备16。可更换蓄电池组10和充电设备18具有带有多个电触点12的相互对应的机电接口14和24，其中，接口14、24的电触点12中的各自的第一电触点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，并且接口14、24的电触点12中的各自的第二电触点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。一方面，可更换蓄电池组10可以通过第一和第二能量供应触点42、44由充电设备18充电。另一方面，对于电设备16构造为耗电器22的情况，也通过第一和第二能量供应触点进行可更换蓄电池组10的放电。术语“能够加载”旨在表明，尤其是在构造为耗电器22的电设备16的情况下，电势V₊和GND并非持续地施加到能量供应触点42、44上，而是仅在连接电接口14、24之后。相应情况适用于已放电的可更换蓄电池组10在与充电设备18连接之后。

可更换蓄电池组10具有多个能量存储电池单元46，这些能量存储电池单元虽然在图2中示为串联电路，但是替代地或附加地也可以在并联电路中运行，其中，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U_Batt，而单个能量存储电池单元46的并联电路主要提高可更换蓄电池组10的容量。如已经提到的那样，也可以将由并联互连的能量存储电池单元46组成的单个电池单元簇串联连接，以便在同时提高容量的情况下实现可更换蓄电池组的特定电压U_Batt。在本实施例中，在具有分别为3.6V的电池单元电压U_Cell的常用锂离子能量存储电池单元46的情况下，在能量供应触点42、44上下降5·3.6V＝18V的可更换蓄电池组电压U_Batt＝V1-V2。根据在电池单元簇中并联连接的能量存储电池单元46的数量，常用的可更换蓄电池组10的容量可以为高达12Ah或更多。然而，本发明不依赖于所使用的能量存储电池单元46的类型、构造型式、电压、电流输送能力等，而是可以应用于任何可更换蓄电池组10和能量存储电池单元46。

为了监测可更换蓄电池组10的串联连接的单个能量存储电池单元46或电池单元簇，设有SCM预备级48(单个单元监测)。SCM预备级48具有多路复用测量设备50，其能够通过滤波电阻52以高欧姆的方式与能量存储电池单元46或电池单元簇的极的相应抽头54连接。为了检测单个电池单元电压U_Cell，多路复用测量设备50例如通过集成的、但是未更详细示出的晶体管如此顺序地在各个抽头54之间切换，使得其分别与待测量的能量存储电池单元46或待测量的电池单元簇的正极和负极连接。在下文中，术语“能量存储电池单元”也应包括电池单元簇，因为其仅对可更换蓄电池组10的容量具有影响，但是对于电池单元电压U_Cell的检测是同义的。尤其是高欧姆地构型的滤波电阻52可以尤其是在故障情况下防止多路复用测量设备50的测量输入端的危险加热。

多路复用测量设备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进行。其还可以闭合或打开SCM预备级48的与能量存储电池单元46并联连接的开关元件58，以便以这种方式实现能量存储电池单元46的所谓的平衡以实现单个能量存储电池单元46的均匀充电或放电状态。还可以想到的是，SCM预备级48将所测得的电池单元电压U_Cell直接递送到第一监测单元56上，从而电池单元电压U_Cell的实际测量直接由第一监测单元56执行，例如通过相应的模数转换器(ADC)。

第一监测单元56可以构造为呈微处理器、ASIC、DSP等形式的集成电路。但是，也可以想到，监测单元56由多个微处理器组成或至少部分地由具有相应晶体管逻辑的分立部件组成。此外，第一监测单元56可以具有存储器，以用于存储可更换蓄电池组10的运行参数，例如电压U_Batt、电池单元电压U_Cell、温度T、充电或放电电流I等。

除了可更换蓄电池组10中的第一监测单元56之外，系统的电设备16还具有另一监测单元60，其可以相应于第一监测单元56地构造。第一和另一监测单元56和60可以通过两个机电接口14、24的构造为信号或数据触点62的另一触点12优选数字地交换信息。

构造为充电设备18的电设备16的另一监测单元60控制与另一接口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，插入到充电设备18中的可更换蓄电池组10可以以充电电流I和相应于可更换蓄电池组10的电压U_Batt充电。为此目的，充电设备18或功率输出级64设有未示出的电网连接部(Netzschluss)。施加在能量供应触点42、44上的电压U_Batt可以通过充电设备18中的电压测量设备66测量并且由另一监测单元60分析处理。电压测量设备66也可以完全地或部分地集成在监测单元60中，例如以集成ADC的形式。

借助布置在可更换蓄电池组10中的温度传感器68，可以测量可更换蓄电池组10或能量存储电池单元46的温度T并且将其由充电设备18的另一监测单元60分析处理，其中，该温度传感器优选地构造为NTC并且与能量存储电池单元46中的至少一个紧密热接触。为此，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的构造为信号或数据触点72的触点12连接。相应地，在充电设备18的另一接口24中设有信号或数据触点72，其与另一监测单元60连接。此外，在可更换蓄电池组10的第一接口14的信号或数据触点72与可更换蓄电池组10的第一监测单元56之间存在连接。通过该连接，第一监测单元56可以确定由温度传感器68测量的温度T是否已经由充电设备18的另一监测单元60询问过。如果是这种情况，则第一监测单元56自动地从睡眠模式(Ruhemodus)切换到运行模式中。如果没有进行这种询问，则第一监测单元56的睡眠模式由于减少的睡眠电流而允许可更换蓄电池组10的显著更长的睡眠和储存时间(Lagerzeit)。

为了充电设备18能够辨识可更换蓄电池组10并且在必要时准许(freigeben)该可更换蓄电池组进行充电，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的构造为信号或数据触点62的触点12连接。如果第一编码电阻74的电阻值与存储在充电设备60的另一监测单元56中的值一致，则充电设备18准许充电过程并且相应于存储在查找表中的充电参数(尤其是充电电流I、充电电压U_Batt、允许的温度范围等)对可更换蓄电池组10进行充电。除了第一编码电阻74之外，在可更换蓄电池组10中还设有第二编码电阻76，其相应于第一编码电阻74地与第二参考电势V₂和可更换蓄电池组10的第一接口14的构造为信号或数据触点78的另一触点12连接。通过第二编码电阻76，构造为耗电器22的电设备16可以准许可更换蓄电池组10的放电过程。为此，类似于充电设备18，耗电器22具有另一监测单元60，其通过另一接口24的构造为信号或数据触点78的触点12询问第二编码电阻76的电阻值并将其与所存储的值进行比较。如果这些值不一致，则中止或不允许可更换蓄电池组10的放电过程，从而使耗电器22不能投入运行。在一致的情况下，操作者可以将耗电器22投入运行。特别有利地，这允许具有相同机电接口14或24的不同功率等级的可更换蓄电池组10的运行。不言而喻，包含在充电设备18中的功率输出级64在耗电器22的情况下构造为驱动单元，例如构造为电动机(可能具有相应地连接在上游的功率输出级)或另一耗能单元。对这种单元的构型在此将不作进一步讨论，因为对于各种各样的类型的耗电器22，其对于本领域技术人员而言是充分已知的，此外，其对于本发明本身而言没有决定性的意义。

可更换蓄电池组10具有测量放大器80，其在输入侧连接在第一接口14的构造为信号或数据触点78的另一电触点12与第二编码电阻76之间。在输出侧，测量放大器80与可更换蓄电池组10的第一监测单元56连接。如有必要，测量放大器80的增益能够通过相应的控制线路由第一监测单元56调节。替代地也可以想到，第二编码电阻76直接地或通过滤波电路82(例如保护二极管)与第一监测单元56连接。该选项在图2中以虚线示出。

充电设备18具有带有第一电流测量放大器86的第一电流测量设备84，该第一电流测量放大器在输入侧与第一电流传感器88连接并且在输出侧通过上拉电阻90与另一接口24的信号或数据触点78连接，该第一电流传感器与另一接口24的第二能量供应触点44连接。第一电流传感器88例如可以构造为分流电阻、霍尔传感器、磁场传感器、电隔离的电流钳等。第一电流测量放大器86可以构造为微控制器、运算放大器、相应的分立电路等。因此，在信号或数据触点78上产生电势，该电势由可更换蓄电池组10的第二编码电阻76、充电设备18中的上拉电阻90和充电电流I产生。

作为第一电流测量设备84的补充，在充电设备18中还设有第二电流测量设备92，以用于借助第二电流测量放大器94和第二电流传感器96测量充电电流I，该第二电流传感器与第一电流测量设备84的第一电流传感器88串联连接。为此目的，第二电流测量设备92与充电设备18的另一监测单元60连接。替代地，还可以将第二电流传感器96直接地或通过例如呈插入的保护二极管的形式的滤波电路与另一监测单元60连接，只要该另一监测单元具有相应的ADC。为了清楚起见，该选项未在图2中示出。第二电流传感器96和第二电流测量放大器94可以相应于第一电流传感器88和第一电流测量放大器86地构造。

可更换蓄电池组10的第一监测单元56和充电设备18的另一监测单元60现在分别对有故障的充电过程进行计数。在此，如果相关的充电参数、尤其是可更换蓄电池组10的相关的充电参数(例如温度T、充电或放电电流I、电压U_Batt、电池单元电压U_Cell之一、剩余容量等)超出其允许的工作范围所需的极限值，则存在有故障的充电过程。

如果在可更换蓄电池组10的第一监测单元56和充电设备18的另一监测单元60中关于相关的充电参数存在一致性，则充电过程由另一监测单元60开始。否则，充电过程结束或不开始，并且将之计数为这两个充电伙伴的有故障的充电过程以及分别将更新的计数器读数存储在两个监测单元56、50中。

在充电伙伴10、18的每个监测单元56、60中还存储有最大允许的、有故障的充电过程的限定的极限值X_max，例如100，不允许超过该极限值。在超过该极限值X_max之后，可更换蓄电池组10或充电设备18自动地闭锁自身，从而即使在充电参数一致的情况下也不再能够在这些充电伙伴10、18之间开始充电过程。同样地，有故障的可更换蓄电池组10或有故障的充电设备18然后对于其他充电伙伴也是闭锁的。

只要充电伙伴10、18中的一个还没有进行闭锁，第一监测单元56和/或另一监测单元60就可以分别在成功的充电过程之后重置有故障的充电过程的数量。成功的充电过程可以考虑用作“两个当前的充电伙伴10、18没有故障状态并且故障是由其他充电伙伴引起的”的标志。

替代地或附加地可以想到，如果超过最大允许的、有故障的充电过程的极限值X_max，则充电电流I首先由充电设备18的另一监测单元60减小。也可以想到，允许的温度范围受到限制和/或最大的充电电压降低。例如，如果超过极限值X_max的10％的进一步的公差极限，则对于将来的充电过程例如可以进行闭锁。

此外，第一监测单元56和另一监测单元60还可以分别附加地对成功的充电过程进行计数。因此，每个充电伙伴10、18然后可以针对自身个体化地求取可靠性值Z，其方式为：计算成功的充电过程与所有充电过程的总数的比率。如果充电伙伴10、18中的该比例低于例如30％的限定的阈值，则对于将来的充电过程，第一监测单元56或另一监测单元60闭锁有故障的充电伙伴10、18。

附加地，可以在第一与另一监测单元56或60之间交换辨识信息，例如序列号、MAC地址等，从而两个监测单元56、60一同检测各自的其他监测单元56、60的所计数的充电过程，以便由此计算可靠性值Z。因此，每个充电伙伴10、18可以针对各自的其他充电伙伴10、18对成功的和不成功的充电过程一同计数。可更换蓄电池组10因此知道其到目前为止由哪些充电设备18充电。同样地，充电设备18知道其到目前为止已经对哪些可更换蓄电池组10进行充电。以这种方式，每个可更换蓄电池组10或每个充电设备18可以可靠地评估：其与哪个充电伙伴10、18接触，并且如果已经识别到故障状态，哪个充电伙伴10、18对该故障状态负主要责任。例如，如果可更换蓄电池组10以三个不同的充电设备18进行充电，其中，在充电伙伴10、18的组合的情况下发生识别到的故障状态，则可以准确地闭锁该组合或假定地有故障的充电设备18。同样地，虽然仍然可以对三个可更换蓄电池组10中的一个进行充电但是不再能够对其他两个进行充电的充电设备18可以识别到：明显地，由于与仍然能够充电的可更换蓄电池组10的错误的一致性，不仅在充电设备10中而且在仍然能够以之充电的可更换蓄电池组10中可能存在故障状态。

此外可以设置，计算出的可靠性值Z也在充电伙伴10、18的第一与另一监测单元56、60之间交换。例如，如果两个充电伙伴10、18确定不存在充电参数的一致性，则充电伙伴10、18相互告知其直到现在与多少不同的其他充电伙伴以怎样的频率具有不成功的和成功的充电过程。因此，两个当前的充电伙伴10、18中的每个都可以评估：各自的其他充电伙伴10、18的评定在不存在充电参数的一致性方面的相关程度。

特别有利地，可靠性值Z可以存储在第一和另一监测单元56、60中。如此，如果在两个充电伙伴10、18的充电过程中(例如，这两个充电伙伴中的充电设备18具有100％的可靠性值Z、即到目前为止每个可更换蓄电池组10都可以成功地充电，而当前待充电的可更换蓄电池组10仅具有50％的可靠性值Z、即已经具有至少一个不成功的充电过程)确定缺少充电参数的一致性，则以下可能性显而易见：仅待充电的可更换蓄电池组10具有故障状态，而充电设备18没有故障状态。相应地，如果可更换蓄电池组10的可靠性值Z下降到限定的阈值之下，而充电设备18的可靠性值Z根本不降低或仅略微降低，则对于将来的充电过程可以闭锁该可更换蓄电池组。

此外，根据本发明的方法可以设置，所计数的充电过程和/或计算出的可靠性值Z分别由充电伙伴10、18的第一和另一监测单元56、60以时间顺序进行存储。因此，例如，对于可靠性值Z的计算，较新的事件可以比较旧的事件获得更高的权重。如果在当前的充电过程中探测到故障状况，则由此较新的失败的充电过程的较低数量与较旧的成功的充电过程的较高数量相比更加重要。这考虑到以下特性：与至今有故障的充电伙伴10、18再次变得无故障相比，至今无故障的充电伙伴10、18可能以更大的可能性遭受(erleiden)缺陷。

如已经提到的那样，该方法不仅可以用于构造为充电设备18的电设备16，而且还可以用于诊断设备20或耗电器22。然后，可更换蓄电池组10中的可靠性值Z的求取除了基于成功的和/或不成功的充电过程之外还基于相应的成功的和/或不成功的放电过程。

为了用信号通知关于有故障的充电或放电过程的数量和/或关于可靠性值Z的信息，充电设备18和/或可更换蓄电池组10具有呈LED、显示器和/或声音信号发生器形式的未详细示出的相应显示器。如果电设备18构型为诊断设备20或耗电器22，则显示器可以补充地或替代地也构造为触觉信号发生器，例如以振动电机的形式。在电动驱动的耗电器22的情况下，还可以想到的是，用于插入工具的驱动电动机用作触觉和/或声学信号发生器。

最后，还应指出的是，所示的实施例既不限于图1至图2，也不限于其中所示的可更换蓄电池组10和电设备16的数量和类型。相应情况适用于能量存储电池单元46的数量和多路复用测量设备48的相关构型的数量。此外，接口14、24的所示出的构型及其触点12的数量仅作为示例来理解。

Claims (12)

1.一种用于借助第一监测单元(56)和另一监测单元(60)来检测至少一个可更换蓄电池组(10)和/或能够与所述至少一个可更换蓄电池组(10)连接的电设备(16)的电故障状态的方法，所述第一监测单元集成在所述至少一个可更换蓄电池组(10)中，所述另一监测单元集成在所述电设备(16)中，所述电设备尤其是充电设备(18)、诊断设备(20)或耗电器(22)，其特征在于，不仅所述第一监测单元(56)而且所述监测单元(60)分别对有故障的充电或放电过程进行计数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果相关的充电或放电参数、尤其是所述可更换蓄电池组(10)的相关的充电或放电参数超出其允许的工作范围所需的极限值，则存在有故障的充电或放电过程，其中，所述相关的充电或放电参数例如是温度值(T)、充电或放电电流(I)、电压(U_Batt)、电池单元电压(U_Cell)、剩余容量等。

3.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果所述至少一个可更换蓄电池组(10)或所述电设备(16)超过最大允许的、有故障的充电或放电过程的限定的极限值(X_max)，则充电或放电过程由所述第一监测单元(56)或所述另一监测单元(60)中止或减少和/或对于将来的充电或放电过程闭锁所述至少一个可更换蓄电池组(10)或所述电设备(16)。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一监测单元(56)和所述另一监测单元(60)分别附加地对成功的充电或放电过程进行计数，其中，如果所述成功的充电或放电过程与所有充电或放电过程的总数的比率低于限定的阈值、尤其是30％，则所述充电或放电过程由所述第一监测单元(56)或所述另一监测单元(60)中止和/或对于将来的充电或放电过程闭锁所述至少一个可更换蓄电池组(10)或所述电设备(16)。

5.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，附加地在所述第一与另一监测单元(56，60)之间交换辨识信息，从而两个监测单元(56，60)一同检测各自的其他监测单元(56，60)的所计数的充电或放电过程，以便由此计算可靠性值(Z)。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述第一与另一监测单元(56，60)之间交换计算出的可靠性值(Z)。

7.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所计数的充电或放电过程和/或计算出的可靠性值(Z)分别由所述第一和另一监测单元(56，60)以时间顺序进行存储。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，较新的事件与较旧的事件相比获得更高的权重。

9.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，有故障的充电或放电过程的数量由所述第一监测单元(56)和/或所述另一监测单元(60)分别在成功的充电或放电过程之后进行重置。

10.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，以声学、光学和/或触觉的方式用信号通知操作者关于所述至少一个可更换蓄电池组(10)上的和/或所述电设备(16)上的有故障的充电或放电过程的数量和/或可靠性值(Z)的信息。

11.一种系统，所述系统包括具有第一监测单元(56)和第一机电接口(14)的至少一个可更换蓄电池组(10)以及具有另一监测单元(60)和另一机电接口(24)的电设备(16)，所述第一机电接口具有多个电触点(12)，所述另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)，其中，所述接口(14，24)的电触点(12)中的各自的第一电触点构造为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)中的各自的第二电触点构造为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)，并且所述接口(14，24)的电触点(12)中的各自的第三电触点构造为信号或数据触点(62)，以用于所述第一和另一监测单元(56，60)的数据交换，其中，所述第一和另一接口(14，24)的电触点(12)能够连接以用于执行根据以上权利要求中任一项所述的方法。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述至少一个可更换蓄电池组(10)和/或所述电设备(16)分别具有光学、声学和/或触觉信号通知装置，以用于用信号通知关于有故障的充电或放电过程的数量和/或关于可靠性值(Z)的信息。

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