CN115038552B - 手持式工具机和用于手持式工具机的蓄电池包 - Google Patents

手持式工具机和用于手持式工具机的蓄电池包

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Abstract

本申请涉及一种用于手持式工具机(300)的蓄电池包(100),具有至少一个接口(180),用于建立蓄电池包与手持式工具机和/或充电器的电连接,·其中,接口具有接触元件(140),用于电接触手持式工具机上的对应的配对接触元件(340)和/或充电器上的对应的配对接触元件,·其中,至少一个接触元件是信号接触元件(143),其与蓄电池包的至少一个编码元件(141)电连接;·蓄电池包电子部件,其中,蓄电池包电子部件设置用于将关于蓄电池包的信息经由所述至少一个信号接触元件提供,其中,关于蓄电池包的信息至少部分地存放在所述至少一个编码元件中;·其中,在蓄电池包电子部件(800)中所述至少一个编码元件并联于动态电路路线。

Description

手持式工具机和用于手持式工具机的蓄电池包
技术领域
本发明涉及一种用于手持式工具机的蓄电池包以及手持式工具机和充电器。
背景技术
电手持式工具机原理上是已知的并且经由电网接头供电。替代地,蓄电池器具能实现工作时的高灵活性,因为其尤其是不依赖于电网电流。通过该方式例如也可方便地执行室外工作,从而在运行手持式工具机时常设置成使用蓄电池包。
这样的蓄电池包原理上是已知的并且一般具有并联和/或串联的多个能重复充电的蓄电池,比如串联接通的例如各3.6伏的三个柱形锂离子单体,其总电压为10.8伏。相连接的蓄电池单体一方面与蓄电池包电子部件连接,另一方面相互连接。蓄电池包一般还包括蓄电池包壳体,蓄电池单体尤其借助单体保持器要么完全地、要么部分地被接收在蓄电池包壳体中。替代地,单体保持器自身形成蓄电池包壳体的蓄电池包壳体元件。
在本申请的范畴中,蓄电池包因而要理解为优选包括电接通的、可存储电能的多个蓄电池单体的蓄电池包,其提供为手持式工具机的运行所需的能量,并且能以能更换的方式安装在手持式工具机以及充电器的腔室、接口或类似的中。接口尤其是理解为一装置,该装置设置用于直接或间接建立与充电器和/或放电侧、即手持式工具机的电连接并且如果需要的话还提供它们的机械连接。
蓄电池包到手持式工具机上的耦合通过将蓄电池包的接口插接或推入到器具壳体的互补的插接座中来完成。接口具有接触缝,接触元件可布置在接触缝中。如果蓄电池包的能量被消耗,则可将其取下并与具有相应的对应接触元件的充电站连接。如果存在多个蓄电池包可用,则可能的是:将没电的蓄电池包从手持式工具机取下并且换上充好电的蓄电池包。在此,一般是对应所用的蓄电池包的标称电压和容量确定手持式工具机的功率和运行时间。因而重要的是,工具和充电器具有关于蓄电池包的信息,例如蓄电池包的最大充电电流和放电电流以及当前运行温度和内电阻。
现有技术已知的是:一个电压等级的不同手持式工具机具有不兼容的蓄电池包,而在一个伏特等级内的不同手持式工具机、例如棒状起子机、蓄电池钻孔机、冲击钻、曲线锯、多功能工具机和/或钻孔起子机的蓄电池包通常是兼容的。
还已知的是,蓄电池包可借助编码来与充电器和手持式工具机相互辨识,使得并不设置用于所述手持式工具机的其他蓄电池包(例如具有不同的标称电压)不为手持式工具机所接收,从而使蓄电池包和/或手持式工具机不受损失。在其他情况下,信息传递用于优化蓄电池包和手持式工具机或者说充电器的配合。
在现有技术中,这例如通过布置在蓄电池包的接口中的信号接触元件实现,通过信号接触元件可将蓄电池包特定的信息传输给手持式工具机和/或充电器的对应的接触元件。在一些情况下也可能的是:在蓄电池包和手持式工具机和/或充电器之间交换信息,即可双向传输信息。
信号接触元件在现有技术中在蓄电池包侧一般与编码元件、例如编码电阻连接。在手持式工具机和/或充电器的对应的配对接触元件中通常设有上拉电阻,蓄电池包侧的编码电阻经由上拉电阻被供应以电压。手持式工具机或者说充电器中的测量电路求取与信号接触元件连接的电阻,所述电阻通过手持式工具机或者说充电器的相应控制器解读为蓄电池包特定的信息。
并联于编码电阻,在蓄电池包电子部件中通常例如接入电容或二极管作为针对静电释放(ESD)的防护。
原则上在上下文中被证明为不利的是,根据上述编码元件方法仅能通过编码元件传输有限数量的信息,因为蓄电池包以及手持式工具机和充电器和对应的接口一直处于研发中,其中,通常需要在接口中实施附加的接触元件和配对接触元件,以在器具之间交换附加的信息。但出于蓄电池包以及手持式工具机便于使用和便于手操作的原因希望的是,将为接口所需的结构空间保持尽可能紧凑。此外,出于对过去型号的兼容性的原因,同样需要使接口的几何形状相对于过去型号得改变尽可能少。
发明内容
本发明的任务在于,改善上面提到的缺点并且提供改善的开头提到的类型的蓄电池包,其可在多种不同的手持式工具机中使用,其中,应在与旧版手持式工具机完全兼容的情况下通过尽可能紧凑的蓄电池包接口传输尽可能多的信息。在此既不对正确的编码元件的识别、也不对通过相同的路线进行可能的数字通信进行限制。
本发明的另一任务在于,提供对应的手持式工具机和对应的充电器,其在与传统蓄电池包完全兼容的情况下可由蓄电池包读取尽可能多的信息。
这些任务通过本申请的蓄电池包以及手持式工具机和充电器解决。本发明还提出有利构型、变型和扩展方案。
根据本发明的用于手持式工具机的蓄电池包具有:至少一个接口,用于建立蓄电池包与手持式工具机和/或充电器的电连接,其中,接口具有接触元件,用于电接触手持式工具机上的对应的配对接触元件和/或充电器上的对应的配对接触元件,其中,至少一个接触元件是信号接触元件,其与蓄电池包的至少一个编码元件电连接;
蓄电池包电子部件,
其中,蓄电池包电子部件设置用于将关于蓄电池包的信息通过所述至少一个信号接触元件提供,其中,关于蓄电池包的信息至少部分存放在所述至少一个编码元件中;和其中,在蓄电池包电子部件中,所述至少一个编码元件电并联于动态电路路线。
在本申请的范畴中,动态电路路线理解为以下电路路线,其在特定的电特性方面、尤其是在施加在该电路路线上的电压和/或流过该电路路线的电流强度方面在时间上是可变的、即是变化的。在本申请的范畴中,动态电路路线的特性也称为时间表现。
本领域技术人员识别到:并联于编码元件的电路路线的动态性或时间表现提供以下可能性:附加于编码电阻将至少一个另外的1比特信息通过信号接触元件编码并且传输给手持式工具机和/或充电器,由此用于传输所述附加信息的另一信号接触元件的布置是多余的。这以下述方式实现:手持式工具机或者说充电器的控制器识别动态性并且将其相应解读。
有利地,将时间表现进行有利的电适配,使得为蓄电池包和手持式工具机或者说充电器之间的数字通信所需的动态性最多以不显著的方式改变。具体地确保了:不会在时间上显著影响所需的切换阈值。由此确保不会影响功能,但同时可通过编码接口模拟地传输至少一个另外的信息。
在一实施方式中,蓄电池包电子部件设置用于将供应电压经由手持式工具机或充电器中的串联电阻传送给所述至少一个编码元件,其中,动态电路路线设置用于影响编码元件上的测量电压在时间上的走向。在该实施方式中,所述的时间表现的存在性例如通过手持式工具机侧或充电器侧的微控制器测量,其方式是,在电路充电过程期间和之后测量编码元件上的电压曲线。与此相关地,可将任意的1比特信息编码。为了更高的信息深度,可例如评价所述的时间表现的特性()。
有利,动态电路路线设置用于仅在从对应的手持式工具机和/或对应的充电器施加供应电压之后的限定的时间段内影响所述至少一个编码元件上的测量电压在时间上的走向,其中,限定的时间段优选在0毫秒至10毫秒之间,特别优选0毫秒至1毫秒之间。通过该方式可在具体情况下实现:将时间表现有利地电适配,使得其在静态识别编码元件期间就已达到终值,例如以下述方式,信号接触元件上由于动态电路路线产生的电压差的终值大约为零伏。换言之,在时间表现结束之后,编码元件上的电压相应于在没有并联于编码元件的动态电路路线的情况下也存在的电压。
优选,在蓄电池包电子部件中,信号接触元件和动态电路路线并联于公共地接头和信号接触元件之间。
在优选实施方式中,在时间上的动态性通过下述方式实现,动态电路路线包括串联的至少一个第一电容和第一电阻。在此,第一电容和第一电阻能以已知的方式布置成RC串联电路或CR串联电路。动态电路路线的动态性在这里通过下述方式产生,在例如经由布置在手持式工具机或充电器的接口中的上拉电阻施加直流供应电压的情况下第一电容在限定的时间内充电并且在充电期间存在于第一电阻上的电压以已知的方式减小,直至在第一电容充满电时电流为零。存在于第一电阻上的电压则同样为零。
在一具体实施方式中,所述至少一个第一电容的容量Cx和所述至少一个第一电阻的电阻值Rx选择成,使得第一电容的时间常数τ=Rx*Cx具有的值τ<10毫秒,优选τ<1毫秒。
在本发明的一实施方式中,动态电路路线包括两个或更多个并联和/或串联的第一电容和/或两个或更多个并联和/或串联的第一电阻。
在另一实施方式中,动态电路路线针对一种蓄电池包或一种蓄电池包类型具有限定的容量值Cx和/或限定的电阻值Rx,其在从手持式工具机或充电器在信号接触元件上施加供应电压时产生编码元件上的测量电压的限定的时间表现,其中,所述时间表现能够与例如不具有动态电路路线或具有其他类型的动态电路路线的其他蓄电池包或其他蓄电池包类型的时间表现相区分。
通过该方式,在原理上可于时间走向区分任意多的不同的容量值Cx和/或电阻值Rx,以例如实现8比特编码。
在另一实施方式中,蓄电池包电子部件800包括两个或更多个动态电路路线,其中,所述多个动态电路路线中的每个并联于所述至少一个编码元件,和其中,所述多个动态电路路线中的每个具有串联的至少一个第一电阻和至少一个第一电容,第一电阻具有电阻值Rx,i,第一电容具有容量Cx,i,其中,所述两个或更多个动态电路路线的每种组合在要区分的蓄电池包内产生在至手持式工具机和/或充电器的接口上的能区分的时间表现。如在前面讨论的实施方式中那样,通过该方式可将原则上任意数量的比特编码。
普遍而言,在一实施方式中设置,蓄电池包电子部件包括两个或更多个动态电路路线,其中,所述两个或更多个动态电路路线中的每个并联于所述至少一个编码元件,和其中,所述两个或更多个动态电路路线中的每个在其电零部件和其接线方面类似于第一动态电路路线地构造。
在本发明的实施方式中,并联于所述至少一个编码元件接有保护电容或保护二极管。这使得能防止电路静电释放。
优选,所述至少一个编码元件是编码电阻、特别优选欧姆电阻。在该实施方式中,欧姆电阻的欧姆电阻值可考虑作为所述至少一个第一编码元件的编码值。
根据另一方面,本发明包括手持式工具机,其包括:前述蓄电池包;接口,用于将蓄电池包与手持式工具机电耦合;与蓄电池包的信号接触元件对应的至少一个信号配对接触元件;和控制单元,其中,控制单元构造用于经由所述至少一个信号配对接触元件接收关于蓄电池包的信息;其中,控制单元构造用于对存在于所述至少一个信号配对接触元件上的测量电压的在时间上的走向进行检测和分析处理。
本发明同样包括充电器,用于给前述蓄电池包充电,充电器包括:接口,用于将充电器与蓄电池包电耦合,所述接口包括与蓄电池包的信号接触元件对应的至少一个充电配对接触元件;和控制单元,其中,控制单元构造用于经由所述至少一个充电配对接触元件接收关于蓄电池包的信息;其中,控制单元构造用于对存在于所述至少一个充电配对接触元件上的测量电压的在时间上的走向进行检测和分析处理。
与现有技术相比,根据本发明的手持式工具机和根据本发明的充电器能够以简单的编码元件读取至少一个另外的信息,在蓄电池包按前述相应实施的情况下用于相应于多个信息产生能区分的多个时间走向。
在此可设置,在手持式工具机侧、充电器侧,上拉电阻对应地与所述至少一个信号配对接触元件、所述至少一个充电配对接触元件电连接。
本发明的其他的特征、应用可能性和优点由后面对本发明的在附图中示出的实施例的描述得出。在此要注意的是,所示出的特征仅具有描述性的特性并且可以与上面描述的其他扩展方案的特征组合使用并且不应理解为以任何形式对本发明进行了限制。
附图说明
在后面参照附图详细描述本发明,其中,对于相同的特征使用相同的附图标记。附图是示意性的并且示出了:
图1示例性示出了手持式工具机与根据本发明的蓄电池包的图示;
图2示出了根据本发明的蓄电池包的实施方式的立体分解图;
图3示出了按现有技术在蓄电池包侧的信号接触元件和机器侧的信号配对接触元件之间的电接触的示意图;
图4在不同的时间点示出了按本发明的一实施方式在蓄电池包侧的信号接触元件和机器侧的信号配对接触元件之间的电接触的示意图;
图5在不同的时间点示出了按本发明的一实施方式在蓄电池包侧的信号接触元件和机器侧的信号配对接触元件之间的电接触的示意图;以及
图6示出了按本发明的一实施方式信号接触元件上测量的电压曲线的图示。
具体实施方式
图1示出构造为手持式工具机300的电动器具,其示例性构造为蓄电池钻孔起子机。相应地,手持式工具机300在所示的实施方式中为了独立于电网的电流供应而与蓄电池包100机械连接和电连接。但要指出,本发明不局限于蓄电池钻孔起子机,而是可用于不同的手持式工具机300。手持式工具机300具有布置在壳体305中的传动装置330且具有手柄315,传动装置330用于将由驱动马达335产生的转矩传递到绕轴线x转动的驱动轴,用于未示出的工具的工具接收部320紧固在驱动轴上。在壳体305内布置有电子部件370,电子部件370与驱动马达335和/或传动装置330处于电子接触和/或机械接触。手柄315用作用于手持式工具机300的操作者的手的放置面并且一般具有纵轴线y、正面317(所述正面317沿着轴线x面向工具接收部320的方向)、背面316和两个侧面318。
在手柄315的区域中布置有用于驱动马达335的能量供应的第一操作元件310,其中,第一操作元件310以对使用者手动可及的方式从壳体305突出,使得以已知的方式通过对第一操作元件310的按压运动可优选根据第一操作元件310的调整位移进行驱动马达的控制和/或调节并且也可开启和/或关闭用于驱动马达335的电压供应。手持式工具机300还具有呈推动开关形式的第二操作元件312,用于调设手持式工具机300的驱动马达335的旋转方向。第二操作元件312可垂直于驱动轴的、尤其是手持式工具机300的工具接收部320的旋转轴线x移动地布置,使得第二操作元件312在操纵时可在第一位置、第二位置和第三位置之间来回运动。在此,第一和第二位置分别确定驱动马达的一个旋转方向。因而手持式工具机300的使用者已经根据第二操作元件312的位置识别:手持式工具机300在何种工作模式中工作。附加地,第二开关元件在第一位置和第二位置之间具有第三位置、例如中间位态,其中,在第三位置中进行马达电流的电中断、机电中断和/或机械中断。例如可将第一开关元件310的操作机械锁禁,其中,第二操作元件312在运动到第三位置中时锁定地作用于第一开关元件310。在此,第二操作元件312可如所示出地实施为推动开关或替代地实施为翘板开关。
第一操作元件310和第二操作元件312沿着旋转轴线x这样布置,使得能以食指或中指操纵第一操作元件以及第二操作元件310,312。在此,在第一操作元件310和第二操作元件312之间的间距选择成,使得可实现手持式工具机300的单手操作。此外,两个操作元件310,312布置在旋转轴线x下方的区域中并且从壳体305突出。
在图1所示的位置中,蓄电池包100紧固在手持式工具机300的手柄315上并且通过锁定器件锁定。通过将蓄电池包100布置在手柄315下方,不干扰对手持式工具机300的操作。未详细示出的锁定器件尤其包括锁定元件和操纵元件220。通过操纵操纵器件220可将蓄电池包100从手持式工具机300的手柄315拆卸。手持式工具机300还具有接口380。
在图1中示出的蓄电池包100实施为推装蓄电池包并且具有与手持式工具机300的接口380相对应的接口180。替代于推装蓄电池包也可能的是,实施为旋转蓄电池包或枢转蓄电池包,其中,蓄电池包100可以在与枢转轴线相对置的一侧通过卡锁、螺钉、夹卡或夹紧能拆卸地锁止在手持式工具机300的壳体305上。通过该方式可有效地防止蓄电池包从壳体305可能地掉落。
为了将蓄电池包100可拆卸地装在手持式工具机300或充电器上,蓄电池包100具有接口180,用于与手持式工具机300的相对应的接口380或充电器的相对应的接口的可松脱的机械连接和电连接。在安装蓄电池包100时,手持式工具机300或充电器的接收器件、例如导槽和导肋为了接收蓄电池包100的相对应的引导元件而与其形成嵌接,其中,将蓄电池包100沿着接收器件插入并且将蓄电池包100的接口180推入到手持式工具机300的相对应的接口380或充电器的相对应的接口中。通过接口180,380的机械构造可将蓄电池包100配属给手持式工具机300和/或充电器。
为了简洁,在后面的图2至5的实施方式中,以手持式工具机300代表了与蓄电池包连接的器具,并且不会一直提到:与蓄电池包100连接的器具也涉及蓄电池700。图3至5的实施方式也类似地适用于蓄电池包100在充电器700上的布置。
为了将蓄电池包100锁定在手持式工具机300的手柄315上,将蓄电池包100沿着手柄315推动,并且更确切地说沿着手柄315的基本上垂直于手柄315的纵向方向y定向的下表面推动。在图1中所示的位置中,蓄电池包100通过锁定器件锁定在手柄315上。锁定器件尤其包括在图2所示的锁定元件210和操纵元件220。通过操纵操纵器件220可将蓄电池包100从手持式工具机300的手柄315拆卸。在蓄电池包100解锁之后,可将其从手柄315分开。在将蓄电池包100装在手持式工具机300时,锁定元件210与手持式工具机300的手柄315中的未详细示出的相对应的接收部形成嵌接。
如在图2的分解图中可识别的,接口180还包括接触元件140,用于蓄电池包100与手持式工具机300或充电器的电接触。接触元件140包括用作充电和/或放电接触元件的电压接触元件并且包括信号接触元件,信号接触元件使得能实现从蓄电池包100至手持式工具机300的信号传递和/或从手持式工具机300至蓄电池包100的信号传递,其中,“信号传递”在此理解为信息的传递,所述信息在最简单的情况下是1比特信息如“0”或“1”,但也可以例如是电压或电阻的值。
如开头所述的,确定的信号接触元件在蓄电池包侧与编码元件、例如编码电阻连接,编码元件将信息针对手持式工具机300或充电器编码,所述信息例如是蓄电池包的最大充电电流和放电电流、当前运行温度和内电阻。在手持式工具机和/或充电器的相对应的配对接触元件中,通常布置有上拉电阻,蓄电池包侧的编码电阻经由上拉电阻被供应以电压。
这种已知的布置的最简单的电路图在图3中示出。在图3至5中,虚线示出了蓄电池包100或者说蓄电池包电子部件800和手持式工具机300或者说充电器之间的接口。在图3至5中,蓄电池包的电子部件和手持式工具机300的电子部件之间的连接以实线表示,蓄电池包侧和机器侧的接口的、布置在器具之间的接触元件未示出。同样未示出的是蓄电池包电子部件的构造用于将关于蓄电池包100的信息经由所述至少一个信号接触元件143提供给手持式工具机300的其他单元。关于蓄电池包100的信息至少部分地存放在所述至少一个编码元件141中,这在后面还会详细描述。
在图3所示的示例中,编码元件141是具有电阻值Rc的电阻。在手持式工具机300侧示出了上拉电阻341,编码元件141经由上拉电阻341被供应以电流。在所示的实施方式中,在上拉电阻341和和编码元件141上施加供应电压Vcc。在施加供应电压Vcc之后,手持式工具机或者说充电器中的测量电路求取与信号接触元件连接的电阻,该电阻通过手持式工具机或者说充电器的相应控制器解读为蓄电池包特定的信息。
如开头所提到的,信息传输的类型是有限的,在所示的实施方式中局限于电阻值。
为了消除该缺点并且同时确保与现有器具的完全兼容性和功能性,根据本发明一方面维持:经由蓄电池包电子部件800将测量电压施加到所述至少一个编码元件141。此外,如在图4b中所示,根据本发明,在蓄电池包电子部件800中将编码元件141并联于动态电路路线,这根据本发明的在图4中所示的实施方式描述。在图4和5中,已在图3中描述过的特征具有与在图3中相同的附图标记。
在图4的实施方式中,动态电路路线包括电阻值Rx的至少一个第一电阻241和容量Cx的第一电容243,它们是串联的。在此,根据本发明的实施方式,以接口为出发点看,第一电阻241布置在第一电容243之前(R-C-串联电路)或第一电容之后(C-R-串联电路),这对于在这里期望的技术效果没有区别。
在蓄电池包电子部件800中,编码元件141和动态电路路线并联接在共同的地接头和信号接触元件143之间,这通过图中的相应的地符号简示。
如果将电压Vcc施加到图4b所示的电路中,则从电方面来看,对于在开始时完全放电(即空电)的第一电容243,出现图4a所示的情况,其中,动态电路路线和包含在时间上不变的编码元件141的静态路线上的电压按包括上拉电阻341和由Rc和Rx组成的并联电路的分压器划分。这是特别有利的,因为由此可确保:在没有明显的附加时间延迟的情况下超过在某些情况下为蓄电池包100和手持式工具机300之间的数字通信所需的切换阈值。
可认识到,电容243在施加测量电压Vc的情况下根据其容量Cx和编码元件141的电阻Rx以时间常数τ=Rx*Cx充电到其终值。如果达到终值,则不再有电流流过动态电路路线,并且静态的电压值相应于包括上拉电阻341和编码元件141的分压器,这在图4c中示意性示出。从电方面看,静态的系统因而刚好可看作动态电路路线不存在的情况。
在本发明的实施方式中,时间常数τ=Rx*Cx设计成,使得在编码元件141的静态测量的时间点第一电容243已充分充电,从而与现有技术已知的在图3中示出的静态系统的偏差可以忽略。优选,所述至少一个第一电容243的容量Cx和所述至少一个第一电阻241的电阻值Rx选择成,使得第一动态电路路线的时间常数τ=Rx*Cx具有的值τ<10毫秒,优选τ<1毫秒。
在该实施方式中,动态电路路线设置用于仅在蓄电池包100与对应的手持式工具机100或对应的充电器700连接之后的限定的时间段内影响测量电压Vc在时间上的走向。对测量电压Vc在时间上的走向的影响可通过手持式工具机300或充电器的相应构造的控制单元检测和分析处理。
为了表明该情况,图6示例性地示出了如结合图4所解释地在施加供应电压Vcc之后存在于编码元件141上的电压Vc的时间走向。在水平的x轴上是时间,在垂直于此的y轴上是编码元件141上的标准化的电压。
以用设有点的曲线1001标识的时间走向是基于图4b所示的电路的示例配置,该示例配置包括上拉电阻341、编码元件141以及成RC电路的第一电阻241和第一电容243。连贯的未进一步标识的曲线1002相应于按现有技术实施的没有动态电路路线的电路,其具有此外不变的零部件:上拉电阻341和编码元件141。
可看到,在施加供应电压Vcc之后的即刻时间走向1001,1002的上升沿的小的区别,以及静态状态,在所述静态状态下,两个时间走向1001,1002又彼此近似。在此之间的时间窗ΔT中能测量的电压曲线通过两个时间走向1001,1002在区域1003中的偏差表征,所述偏差受动态电路路线的电特性影响并且允许得知容量Cx和/或电阻值Rx。所述时间表现的存在性可例如通过手持式工具机300或充电器的微控制器监控,其方式是,在电路充电过程期间测量编码元件141上的电压。此外可编码任意的1比特信息。此外,对于更高的信息深度,可评价所述时间表现的特性。
为了保护蓄电池包电子部件800免于静电释放,在现有技术中可并联于所述至少一个编码元件141接有保护电容145或保护二极管,这在图5b中示出。图5b还示出了电路以动态电路路线进行根据本发明的扩展,动态电路路线如在图4b中所示地包括电阻值Rx的第一电阻241和容量Cx的第一电容243,它们是串联的。
如果将电压Vcc施加到图5b所示的电路中,则从电方面看,对于在开始时完全放电的第一电容243和完全放电的保护电容145的情况,出现图5a中所示的情况,在该情况中,保护电容145允许短接到地并且通过电流开始充电。
充电过程导致:在施加供应电压Vcc之后的即刻,第一电容241上的电流等于零,并且,随着保护电容145逐渐充电第一电容241才开始充电。在保护电容145以及第一电容241充满电的情况下,从电方面看,出现图5c所示的系统,该系统与图4c的系统一致。
在优选实施方式中,动态电路路线的特征在于蓄电池包独有的容量值Cx和/或电阻值Rx,在从手持式工具机或充电器将供应电压施加在信号接触元件上的情况下所述容量值Cx和/或电阻值Rx产生编码元件上的测量电压的、蓄电池包独有的时间表现,并且,该时间表现能够与其他蓄电池包或蓄电池包类型的时间表现相区分,所述其他蓄电池包或蓄电池包类型的特点例如是具有不同的容量值Cx和/或电阻值Rx的动态电路路线或不包含动态电路路线。
在另一实施方式中,蓄电池包电子部件800包括两个或更多个动态电路路线,其中,所述多个动态电路路线中的每个并联于所述至少一个编码元件141,其中,所述多个动态电路路线中的每个具有电阻值Rx,i的至少一个第一电阻241和容量Cx,i的至少一个第一电容243,所述第一电阻和所述第一电容是串联的。如在前面讨论的实施方式中那样,通过该方式可编码原则上任意数量的比特。
普遍而言,在一实施方式中设置,蓄电池包电子部件800包括两个或更多个动态电路路线,其中,所述多个动态电路路线中的每个并联于所述至少一个编码元件141,其中,所述多个动态电路路线中的每个在其电零部件和其接线方面类似于第一动态电路路线地构造。
尽管本发明通过优选实施例详细解释,但本领域技术人员也可设置提到的特征的其他组合,而不会脱离本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种用于手持式工具机(300)的蓄电池包(100),具有:
至少一个接口(180),用于建立所述蓄电池包(100)与手持式工具机(300)和/或充电器的电连接,
其中,所述接口(180)具有接触元件(140),用于电接触所述手持式工具机(300)上的对应的配对接触元件(340)和/或所述充电器上的对应的配对接触元件,
其中,一个接触元件(140)是信号接触元件(143),所述信号接触元件与所述蓄电池包(100)的一个编码元件(141)电连接;
蓄电池包电子部件(800),
其中,所述蓄电池包电子部件(800)设置用于经由所述信号接触元件(143)提供关于所述蓄电池包(100)的信息,
其中,关于所述蓄电池包(100)的信息至少部分存放在所述编码元件(141)中;
其特征在于,
所述蓄电池包电子部件(800)包括两个或更多个动态电路路线,其中,所述两个或更多个动态电路路线中的每个并联于所述编码元件(141),其中,所述两个或更多个动态电路路线中的每个具有串联的至少一个第一电阻(241)和至少一个第一电容(243),所述第一电阻具有电阻值,所述第一电容具有容量,其中,所述两个或更多个动态电路路线的每种组合在要区分的蓄电池包内产生在至手持式工具机(300)和/或充电器的接口上的能区分的时间表现。
2.根据权利要求1所述的蓄电池包(100),其特征在于,所述蓄电池包电子部件(800)设置用于将供应电压经由手持式工具机或充电器中的串联电阻传送给所述编码元件(141),并且,所述动态电路路线设置用于影响所述编码元件(141)上的测量电压在时间上的走向。
3.根据权利要求2所述的蓄电池包(100),其特征在于,所述动态电路路线设置用于仅在从对应的手持式工具机(300)或对应的充电器(700)施加所述供应电压之后的限定的时间段内影响所述编码元件(141)上的测量电压在时间上的走向,其中,所述限定的时间段在0毫秒至10毫秒之间。
4.根据权利要求1或2所述的蓄电池包(100),其特征在于,在所述蓄电池包电子部件(800)中,所述信号接触元件(143)和所述动态电路路线并联在公共的地接头和所述信号接触元件(143)之间。
5.根据权利要求1或2所述的蓄电池包(100),其特征在于,所述至少一个第一电容(243)的容量值Cx和所述至少一个第一电阻(241)的电阻值Rx选择成,使得第一电容(243)的时间常数τ=Rx*Cx具有的值τ<10毫秒。
6.根据权利要求1或2所述的蓄电池包(100),其特征在于,所述动态电路路线具有限定的容量值Cx和/或限定的电阻值Rx,在从手持式工具机(300)或充电器(700)将供应电压施加在所述信号接触元件(143)上的情况下,所述容量值Cx和/或电阻值Rx产生所述编码元件(141)上的测量电压的限定的时间表现,其中,所述时间表现是能与其他蓄电池包的时间表现或与其他蓄电池包类型的时间表现相区分的。
7.根据权利要求3所述的蓄电池包(100),其特征在于,所述限定的时间段在0毫秒至1毫秒之间。
8.根据权利要求6所述的蓄电池包(100),其特征在于,第一电容(243)的时间常数τ=Rx*Cx具有的值τ<1毫秒。
9.根据权利要求1或2所述的蓄电池包(100),其特征在于,并联于所述编码元件(141)连接有保护电容(145)或保护二极管。
10.根据权利要求1或2所述的蓄电池包(100),其特征在于,所述编码元件(141)是编码电阻。
11.根据权利要求1或2所述的蓄电池包(100),其特征在于,所述编码元件(141)是欧姆电阻,并且,所述编码元件(141)的编码值是所述欧姆电阻的欧姆电阻值。
12.一种手持式工具机(300),包括
根据权利要求1至11中任一项所述的蓄电池包(100);
接口,用于将所述蓄电池包(100)与所述手持式工具机(300)电耦合,所述接口包括与所述蓄电池包(100)的信号接触元件(143)对应的至少一个信号配对接触元件;以及
控制单元,其中,控制单元构造用于经由所述至少一个信号配对接触元件接收关于所述蓄电池包(100)的信息;
其中,所述控制单元构造用于对存在于所述至少一个信号配对接触元件上的测量电压在时间上的走向进行检测和分析处理。
13.根据权利要求12所述的手持式工具机(300),其特征在于,上拉电阻(341)与所述至少一个信号配对接触元件电连接。
14.一种充电器,用于给权利要求1至11中任一项所述的蓄电池包充电,所述充电器包括:
接口,用于将所述充电器与所述蓄电池包(100)电耦合,所述接口包括与所述蓄电池包(100)的信号接触元件(143)对应的至少一个充电配对接触元件;
控制单元,其中,所述控制单元构造用于经由所述至少一个充电配对接触元件接收关于所述蓄电池包(100)的信息;
其中,所述控制单元构造用于对存在于所述至少一个充电配对接触元件上的测量电压在时间上的走向进行检测和分析处理。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI903116B (zh) * 2022-09-26 2025-11-01 鑽全實業股份有限公司 電動工具

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104638313A (zh) * 2013-11-15 2015-05-20 艾酷电子科技有限公司 一种移动手持装置的电池识别方法
CN107465220A (zh) * 2016-06-03 2017-12-12 罗伯特·博世有限公司 用于手持式工具机的蓄电池组和/或充电设备

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5184059A (en) * 1991-09-16 1993-02-02 Motorola, Inc. Expanded battery capacity identification scheme and apparatus
JP3296624B2 (ja) * 1993-05-26 2002-07-02 三洋電機株式会社 パック電池のタイプを判別する電気機器
US5945803A (en) * 1998-06-09 1999-08-31 Black & Decker Inc. Apparatus for determining battery pack temperature and identity
TWI354803B (en) * 2007-12-31 2011-12-21 High Tech Comp Corp Battery module and method for determining a chargi
US9722334B2 (en) * 2010-04-07 2017-08-01 Black & Decker Inc. Power tool with light unit
JP2012055043A (ja) 2010-08-31 2012-03-15 Hitachi Koki Co Ltd 充電システム、電池パック及び充電器
WO2012061673A2 (en) 2010-11-04 2012-05-10 Ingersoll-Rand Company Cordless power tools with a universal controller and tool and battery identification
US8823321B2 (en) 2010-12-30 2014-09-02 The Gillette Company—South Boston Single wire battery pack temperature and identification method
JP6141303B2 (ja) 2011-11-17 2017-06-07 ストライカー・コーポレイション 液体への水没の影響に耐えることができるバッテリ
JP2014091176A (ja) 2012-10-31 2014-05-19 Hitachi Koki Co Ltd 電動工具
JP6418874B2 (ja) 2014-01-15 2018-11-07 株式会社マキタ バッテリパック
CN104539216A (zh) * 2014-12-12 2015-04-22 广西科技大学 异步电机电动汽车控制装置
KR101707150B1 (ko) * 2015-11-04 2017-02-16 국민대학교산학협력단 배터리 팩의 셀 밸런싱 장치 및 셀 밸런싱 방법
US11169213B2 (en) * 2017-05-05 2021-11-09 Texas Instruments Incorporated Voltage based zero configuration battery management
DE102017213307A1 (de) * 2017-08-01 2019-02-07 Robert Bosch Gmbh Akkupack
DE102018206885A1 (de) * 2018-05-04 2019-11-07 Robert Bosch Gmbh Akkupack

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104638313A (zh) * 2013-11-15 2015-05-20 艾酷电子科技有限公司 一种移动手持装置的电池识别方法
CN107465220A (zh) * 2016-06-03 2017-12-12 罗伯特·博世有限公司 用于手持式工具机的蓄电池组和/或充电设备

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