DE102004020147A1 - Anordnung umfassend ein Ladegerät und einen Akkupack - Google Patents

Anordnung umfassend ein Ladegerät und einen Akkupack Download PDF

Info

Publication number
DE102004020147A1
DE102004020147A1 DE200410020147 DE102004020147A DE102004020147A1 DE 102004020147 A1 DE102004020147 A1 DE 102004020147A1 DE 200410020147 DE200410020147 DE 200410020147 DE 102004020147 A DE102004020147 A DE 102004020147A DE 102004020147 A1 DE102004020147 A1 DE 102004020147A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
charger
battery pack
air
coolable
arrangement according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE200410020147
Other languages
English (en)
Other versions
DE102004020147B4 (de
Inventor
Bernd Dipl.-Ing. Wiesner (FH)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Metabowerke GmbH and Co
Original Assignee
Metabowerke GmbH and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metabowerke GmbH and Co filed Critical Metabowerke GmbH and Co
Priority to DE200410020147 priority Critical patent/DE102004020147B4/de
Publication of DE102004020147A1 publication Critical patent/DE102004020147A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102004020147B4 publication Critical patent/DE102004020147B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/247Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for portable devices, e.g. mobile phones, computers, hand tools or pacemakers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25FCOMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/008Cooling means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/623Portable devices, e.g. mobile telephones, cameras or pacemakers
    • H01M10/6235Power tools
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561Gases
    • H01M10/6562Gases with free flow by convection only
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561Gases
    • H01M10/6563Gases with forced flow, e.g. by blowers
    • H01M10/6565Gases with forced flow, e.g. by blowers with recirculation or U-turn in the flow path, i.e. back and forth
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561Gases
    • H01M10/6566Means within the gas flow to guide the flow around one or more cells, e.g. manifolds, baffles or other barriers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/46Accumulators structurally combined with charging apparatus
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, umfassend ein Ladegerät (2) für einen Akkupack (6, 6'), insbesondere eines Elektrohandwerkzeuggeräts mit einer Gebläseeinrichtung (24) zur Kühlung des Ladegeräts (2), wobei die Gebläseeinrichtung (24) Luft von innen nach außerhalb des Ladegeräts (2) fördert und in einer Gehäusewandung (10) des Ladegeräts (2) eine Einströmöffnung (28) vorgesehen ist, sowie einen Akkupack (6, 6'), wobei mit dem Ladegerät (2) kühlbare und unkühlbare Akkupacks (6, 6') aufladbar sind, und im Fall, dass der Akkupack (6) ein kühlbarer Akkupack (6) ist, der Akkupack (6) fluchtend mit oder über einen Strömungspfad kommunizierend mit der Einströmöffnung (28) des Ladegeräts (2) eine Luftausströmöffnung (30) und an hiervon beabstandeter Stelle eine Lufteinströmöffnung aufweist, so dass im Betrieb der Gebläseeinrichtung (24) des Ladegeräts (2) Kühlluft zunächst über die Lufteinströmöffnung in den Akkupack (6) einsaugbar ist und dann in das Ladegerät (12) einströmt, und im Fall, dass der Akkupack (6') unkühlbar ist, zwischen Akkupack (6') und Ladegerät (12) im Bereich der Einströmöffnung (28) des Ladegeräts (2) ein Strömungsweg ausgebildet ist, über den im Betrieb der Gebläseeinrichtung (24) des Ladegeräts (2) Luft von außerhalb in den Bereich zwischen Akkupack (6') und Ladegerät (12) einsaugbar ist zum Einströmen in das und Kühlen des Ladegeräts.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung umfassend ein Ladegerät für einen Akkupack, insbesondere für ein Elektrohandwerkzeuggerät mit einer Gebläseeinrichtung zur Kühlung des Ladegeräts, wobei die Gebläseeinrichtung Luft von innen nach außerhalb des Ladegeräts fördert und in einer Gehäusewandung des Ladegeräts eine Einströmöffnung vorgesehen ist. Des Weiteren umfasst die Anordnung einen Akkupack.
  • Derartige Anordnungen sind beispielsweise aus der DE 102 15 348 A1 bekannt, die ein Ladegerät für einen Akkupack offenbart, wobei Kühlkomponenten zum Kühlen der elektrischen Anschlusselemente des Ladegeräts vorgesehen sind.
  • Des Weiteren ist beispielsweise aus der EP 0 920 105 A1 ein Ladegerät bekannt, bei dem ein eingebauter Lüfter Kühlluft in einen kühlbaren Akkupack, der in das Ladegerät eingesteckt ist, hineinbläst und durch diesen hindurch. Hierbei ist eine gleichzeitige Kühlung der elektronischen Komponenten des Ladegeräts nicht offenbart.
  • Des Weiteren ist aus der EP 0 940 864 A2 bekannt, einen kühlbaren Akkupack vorzusehen, der ebenfalls während des Ladevorgangs in einem Ladegerät mittels einer Gebläseeinrichtung gekühlt werden kann. Eine weitere Kühlung eines Akkupacks ist darüber hinaus aus der EP 1 100 173 A2 bekannt.
  • Nachteilig bei all diesen Ladegeräten ist hierbei, dass sich mit dem Ladegerät lediglich kühlbare Akkupacks laden lassen. Kühlbare Akkupacks besitzen den Vorteil, dass sich kürzere Ladezeiten realisieren lassen und besitzen darüber hinaus eine längere Lebensdauer.
  • Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn auch das Ladegerät zum Laden der Akkupacks gekühlt ist, da auch hierdurch die thermische Belastung die elektronischen Bauteile, insbesondere Leiterplatten und sonstige elektronische Komponenten, beschädigt werden können, so dass es zu einer Verschlechterung des Ladevorgangs oder zum Ausfall der elektronischen Komponenten kommen kann.
  • In der Praxis sind heute neben kühlbaren Akkupacks noch eine Reihe von Akkupacks in Verwendung, die keine Kühlung aufweisen, d. h. nicht mit Lufteintritts- und – ausgangsöffnungen versehen sind. Es müssen dann spezielle Ladegeräte bereitgehalten werden.
  • Aus Sicht der Verbraucher ist es jedoch wünschenswert, mit einem einzigen Ladegerät eine möglichst verschleißfreie und optimale Aufladung sowohl von kühlbaren als auch von unkühlbaren Akkupacks zu erreichen.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Anordnung der genannten Art, bei der mit dem Ladegerät kühlbare und unkühlbare Akkupacks aufladbar sind und im Fall, dass der Akkupack ein kühlbarer Akkupack ist, der Akkupack fluchtend mit oder über einen Strömungspfad kommunizierend mit der Einströmöffnung des Ladegeräts eine Lufteunströmöffnung und an hiervon beabstandeter Stelle eine Lufteinströmöffnung aufweist, so dass im Betrieb der Gebläseeinrichtung des Ladegeräts Kühlluft zunächst über die Lufteinströmöffnung in den Akkupack einsaugbar ist und dann in das Ladegerät einströmt und in dem Fall, dass der Akkupack unkühlbar ist, zwischen Akkupack und Ladegerät im Bereich der Einströmöffnung des Ladegeräts ein Strömungsweg so ausgebildet ist, über den im Betrieb der Gebläseeinrichtung des Ladegeräts Luft von außerhalb in den Bereich zwischen Akkupack und Ladegerät einsaugbar ist und in das Ladegerät einströmt zum Kühlen des Ladegeräts.
  • Durch eine entsprechende Anordnung ist es möglich, zugeordnete kühlbare sowie nicht kühlbare Akkupacks mit demselben Ladegerät zu laden. Dabei sind die Akkupacks so ausgestaltet, dass sie eine Lufteinströmöffnung und Luftausströmöffnung aufweisen, sofern sie kühlbar sind, und ihre Luftausströmöffnung mit der Lufteinströmöffnung des Ladegeräts so korrespondiert, dass sämtliche Luft durch die Gebläseeinrichtung durch die Akkupacks hindurchgeleitet wird und Luftfehlansaugungen vermieden sind. Sofern nicht kühlbare Akkupacks verwendet werden, sind die Akkupacks so hinsichtlich ihres Gehäuses ausgebildet und wirken so mit dem Gehäuse des Ladegeräts zusammen, dass ein Strömungsweg nach außerhalb entsteht, der mit der Lufteinströmöffnung des Ladegeräts in Verbindung steht, über den Luft direkt am Akkupack vorbei in das Ladegerät eingesaugt werden kann.
  • Damit lässt sich das Ladegerät multifunktionell einsetzen. Im Unterschied zu einer Vielzahl von genannten Ladegeräten ist die Gebläseeinrichtung so orientiert und angeordnet, dass sie sowohl zur Kühlung des Akkupacks als auch zur Kühlung elektronischer Komponenten im Inneren des Ladegeräts dienen kann, sofern ein kühlbarer Akkupack verwendet wird. Bei Einsatz eines nicht kühlbaren Akkupacks dient die Gebläseeinrichtung zur Kühlung der elektronischen Komponenten im Inneren des Ladegeräts.
  • Nach der Erfindung wird die Kühlluft durch die Einströmöffnung eingesogen, die von einer Wandung des Akkupacks überdeckbar oder überfangen ist. Sofern der Akkupack ebenfalls von Kühlluft durchströmbar ist und im Bereich der Einströmöffnung des Ladegeräts eine Ausströmöffnung aufweist, kann in das Ladegerät Kühlluft, die zuvor durch den Akkupack gesogen wurde, in das Innere des Ladegeräts eingesogen werden und dort elektronische Komponenten kühlen. Die Einströmöffnung und zu kühlende elektronische Komponenten des Ladegeräts sowie die nach außen führende Gebläseeinrichtung sind so angeordnet, dass durch die genannte Einströmöffnung eingesogene Luft im Betrieb der Gebläseeinrichtung und des Ladegeräts auf ihrem Weg zur Gebläseeinrichtung die zu kühlenden elektronischen Komponenten beaufschlagt, überstreicht oder umströmt, so dass sie gekühlt werden. Dabei wirken die Ausströmöffnung des Akkupacks und die Einströmöffnung des Ladegeräts so zusammen, dass eine gewisse Abdichtung zwischen den Teilen erfolgt, um Falschlufteinsaugungen zu vermeiden und eine möglichst verlustfreie Kühlung des Akkupacks sowie verlustfreie Übergabe der Luft vom Akkupack an das Ladegerät sicherzustellen. Auf der anderen Seite, sofern nicht kühlbare Akkupacks verwandt werden, sind diese so ausgestaltet, dass die Einströmöffnung des Ladegeräts nicht durch den Akkupack derart verschlossen wird, dass keine Luftansaugung mehr möglich ist. Vielmehr ist der Akkupack so ausgestaltet, dass die Einströmöffnung des Ladegeräts eine Verbindung mit der Umgebung besitzt, wobei insbesondere ein Strömungsweg zwischen dem Gehäuse des Ladegeräts und dem Gehäuse des Akkupacks ausgebildet ist, durch den Luft angesaugt werden kann, die dann zur Kühlung der elektronischen Komponenten auf dem Weg zur Gebläseeinrichtung dient, indem sie diese beaufschlagt, überstreicht oder umströmt, so dass sie gekühlt werden.
  • Dabei kann vorgesehen sein, dass im Inneren des Ladegeräts Konvektionsbereiche ausgebildet sind, die über Lufteintrittsöffnungen und Luftaustrittsöffnungen konvektiv durchströmbar sind. Dabei kann insbesondere im unteren Bereich des Konvektionsbereichs eine Lufteintrittsöffnung und im oberen Bereich eine Luftausströmöffnung vorgesehen sein. Es können damit, unterstützt durch den Betrieb der Gebläseeinrichtung, stark wärmeentwickelnde elektronische Komponenten, wie beispielsweise Leistungstransistoren, konvektiv gekühlt werden. Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Gebläseeinrichtung so angeordnet, dass sie in den Konvektionsbereich hineinfördert, also über den Konvektionsbereich nach außerhalb des Ladegeräts fördert. Die Gebläseeinrichtung kann dabei die sich im Konvektionsbereich im Betrieb des Ladegeräts einstellende konvektive Strömung unterstützen oder gar überlagern. Darüber hinaus kann die konvektive Kühlluftströmung auch nahezu vollständig unterdrückt werden, indem Luft nur noch durch die Gebläseeinrichtung in den Konvektionsbereich gefördert und von dort über die obere und/oder untere Öffnung nach außerhalb des Ladegeräts geblasen wird.
  • Sofern mehrere Konvektionsbereiche vorgesehen sind, kann vorgesehen sein, dass lediglich ein Teil der Konvektionsbereiche mit der Gebläseeinrichtung in der beschriebenen Weise zusammenwirken, während andere Konvektionsbereiche im Wesentlichen unbeeinflusst von der Gebläseeinrichtung bleiben.
  • Darüber hinaus können Kühlbleche vorgesehen sein, die insbesondere mit einer elektronischen Komponente des Ladegeräts thermisch verbunden sind, wobei vorgesehen sein kann, dass die Kühlbleche vom Luftstrom beaufschlagbar sind. In bevorzugter Weise wird der Luftstrom an dem Kühlblech entlanggeführt und hierüber die Wärme abgeleitet. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass ein Konvektionsbereich einseitig durch ein Kühlblech begrenzt ist, da hierdurch besonders gut ein Entlangstreichen der Kühlluft an dem Kühlblech sichergestellt werden kann.
  • Des Weiteren erweist es sich als vorteilhaft, wenn mit Ausnahme der vorerwähnten gegebenenfalls vorgesehenen Verbindungsöffnungen zwischen einem Konvektionsbereich und dem Inneren des Ladegeräts das Innere des Ladegeräts im Wesentlichen dicht ausgebildet ist und die Luftströmung daher im Wesentlichen nur über die Einströmöffnung in das Ladegerät hinein und über die Gebläseeinrichtung aus dem Ladegerät heraus erfolgt.
  • Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass bei Verwendung von kühlbaren Akkupacks die Luftaustrittsöffnungen des Akkupacks gegenüber den Eintrittsöffnungen des Ladegeräts unter Vorsehung eines Strömungsweges gegeneinander abgedichtet sind. Die Abdichtung kann dabei vorzugsweise über einen Formschluss erfolgen, der sichergestellt wird, wenn der Akkupack hinsichtlich der elektrischen Kontaktelemente kontaktiert und mit dem Ladegerät verbunden wird. Dabei kann die Lufteinströmöffnung des Akkupacks an der im Ladebetrieb oberen Gehäusewandung und/oder auf der der Luftausströmöffnung des Akkupacks gegenüberliegenden Seite angeordnet sein. Dies eröffnet die Möglichkeit, das Ladegerät in einem seiner Querabmessungen im Wesentlichen entsprechenden Bereich zu platzieren, und so eine platzsparende Anordnung sicherzustellen, ohne dass die Kühlwirkung herabgesetzt ist. Infolge der üblicherweise in Betriebsstellung nach oben vorgesehenen Lage des Schachts des Ladegeräts ist die Oberseite ohnehin stets zugänglich zu halten. Darüber hinaus sind an der Unterseite des Ladegeräts in der Regel Standelemente vorgesehen, so dass auch Luft von unten, sofern vorgesehen, in die Konvektionsbereiche eintreten kann.
  • Insgesamt stellt sich bei der Verwendung von kühlbaren Akkuzellen, also kühlbaren Akkupacks, der Vorteil ein, dass bei einer erfindungsgemäßen Anordnung kühle Umgebungsluft zunächst zur Kühlung der Akkuzellen des Akkupacks verwendet wird, da hier beim Laden die meiste Wärme entsteht. Die hierdurch bereits etwas vorerwärmte Luft wird dann in das Ladegerät eingesogen und kühlt auf ihrem Weg über die Gebläseeinrichtung an die Umgebung die wärmeabgebenden Bauteile bzw. wärmeabgebenden Einbauten, wie beispielsweise Kühlbleche oder Kühlrippen. Sofern die Einströmöffnungen und Ausströmöffnungen des Akkupacks auf gegenüberliegenden Seiten desselben vorgesehen sind, kann die Kühlluft besonders gut für sämtliche Akkuzellen ausgenutzt werden.
  • Sofern unkühlbare Akkupacks vorgesehen sind, kann vorgesehen sein, dass die Gehäusewandung des Akkupacks so ausgebildet ist, dass ein Strömungspfad zwischen außerhalb und der Einströmöffnung entsteht und insbesondere eine Lufteintrittsöffnung zwischen der Gehäusewandung des Akkupacks und der korrespondierenden Gehäusewandung des Ladegeräts ausgebildet wird. Auf diese Weise können durch geringfügige Abwandlungen des Gehäuses, des Akkupacks, bei dem es sich in der Regel um ein Spritzgussteil handelt, sowohl gekühlte als auch nicht gekühlte Akkupacks hergestellt werden. Insgesamt besitzt die Erfindung den Vorteil, dass mit demselben Ladegerät gekühlte und nicht gekühlte zugeordnete Akkupacks geladen werden können, wobei durch die Kühlung des Akkupacks sich kürzere Ladezeiten realisieren lassen und dessen Lebensdauer bzw. Zyklenzahl erhöht wird. Durch die aktive Kühlung des Ladegeräts kann bei gleicher Elektronikauslegung mehr Ladestrom bereitgestellt werden, was kürzere Ladezeiten und eine Kosteneinsparung bewirkt. Sofern eine aktive Kühlung im Gegensatz zu einer passiven Kühlung vorgesehen ist, benötigt das Gehäuse weniger Öffnungen in Form von Lüftungsschlitzen, wodurch das Ladegerät unempfindlicher gegenüber Verschmutzung und Feuchtigkeit wird.
  • Bei der beschriebenen Gestaltung kann der Akkupack durch einen einfachen Wechseleinsatz im Werkzeug für die Spritzgussvorrichtung zur Herstellung der Gehäuseschale für das Akkupackgehäuse zum gekühlten oder nicht gekühlten Akku gemacht werden.
  • Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen und aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
  • In der Zeichnung zeigt:
  • 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ladegerät mit eingestecktem kühlbaren Akkupack;
  • 2 ein Detail aus 1;
  • 3 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ladegerät mit eingestecktem nicht kühlbaren Akkupack und
  • 4 ein Detail aus 3.
  • 1 und 3 zeigen im Längsschnitt ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 versehenes Ladegerät mit einem in einen Einsteckschacht 4 des Ladegeräts 2 eingesteckten Akkupack 6 bzw. 6'. Dabei ist mit dem Bezugszeichen 6 der kühlbare Akkupack und mit dem Bezugszeichen 6' der nicht kühlbare Akkupack gekennzeichnet. Das Ladegerät 2 umfasst eine Gehäuseunterschale 8 sowie eine Gehäuseoberschale 10, welche letztendlich den Einsteckschacht 4 begrenzt. Der Akkupack 6 bzw. 6' besteht ebenfalls aus einer oberen und einer unteren Gehäusehalbschale 12, 14 bzw. 12' und 14', wobei die untere Gehäusehalbschale 12 bzw. 12' den Kontaktschaft 16 bzw. 16' des Akkupacks 6 bzw. 6' aufweist.
  • Wie aus den 1 und 3 ersichtlich, hält oder trägt die Unterschale 8 des Ladegeräts 2 eine Leiterplatte 18 mit elektronischen Komponenten, welche im Betrieb Wärme erzeugen. Darüber hinaus ist eine Kontaktanordnung vorgesehen, die beim Einstecken eines Akkupacks 6 bzw. 6' mit Gegenkontakten des Akkupacks kontaktierend zusammenwirkt.
  • Aus den 1 und 3 erkennt man ferner eine Gebläseeinrichtung 24, die an der Unterschale 8 befestigt und so orientiert ist, dass sie Luft vom Inneren 26 des Ladegeräts 2 nach außen an die Umgebung fördert. Dabei saugt die Gebläseeinrichtung 24 die Kühlluft über eine Lufteintrittsöffnung 28 in der Oberseite der Oberschale 10 in das Innere des Ladegeräts 2. Diese Lufteinströmöffnung 28 ist in einer beim bestimmungsgemäßen Gebrauch oberen Wandung des Ladegeräts 2 vorgesehen, und zwar in einem Bereich, in dem eine Wandung des Akkupacks 6 bzw. 6' an das Ladegerät angrenzt. Dabei ist, wie aus 1 ersichtlich ist, bei der Verwendung von gekühlten Akkupacks 6 im Akkupack 6 eine Luftaustrittsöffnung 30 vorgesehen, die bezüglich ihrer Lage mit der Lufteintrittsöffnung 28 des Ladegeräts 2 korrespondiert, wobei die beiden Öffnungen 28 und 30 miteinander fluchten und die Gehäusewandungen 12 bzw. 10 des Akkupacks 6 und des Ladegeräts 2 im Bereich der Öffnungen 28 und 30 bei Einstecken des Akkupacks 6 in den Einsteckschacht 4 so miteinander in Kontakt treten, dass ein Formschluss gegeben ist und ein Strömungsweg durch die Öffnungen 28 und 30 gegenüber der Umgebung abgedichtet ist.
  • Darüber hinaus weist der Akkupack 6 an seiner gegenüberliegenden Seite nicht dargestellte Lufteinströmöffnungen auf, die in der oberen Gehäusehalbschale 14 vorgesehen sind. Im Betrieb der Gebläseeinrichtung 24 wird frische Kühlluft durch die Lufteintrittsöffnungen an der Oberseite des Akkupacks 6 eingesogen und streicht an den Akkuzellen vorbei und kühlt diese. Die Luft gelangt dann über die Luftaunströmöffnung 30 und die Lufteinströmöffnung 28 des Ladegeräts 2 in den Innenraum 26 des Ladegeräts und kühlt dort elektronische Komponenten auf ihrem Weg zur Gebläseeinrichtung 24, die die angesaugte Kühlluft dann nach außen befördert. Die Gebläseeinrichtung 24 wird daher sowohl zur Kühlung der Akkuzellen des Akkupacks 6 als auch zur Kühlung elektronischer Komponenten des Ladegeräts eingesetzt.
  • Wie 2 entnommen werden kann, wird hierbei durch eine entsprechende Gestaltung der Gehäusehälften 12 bzw. 10 des Akkupacks 6 bzw. des Ladegeräts 2 ein Formschluss erreicht, indem eine Aussparung 32 im Gehäuse 12 des Akkupacks 6 vorgesehen ist, in die eine umlaufende Lippe 34 des Gehäuses 10 des Ladegeräts eingreift, wobei sich eine Schulter 36 des Akkupacks gegen eine korrespondierende Schulter 38 des Ladegerät 2 abstützt und so zu einer Abdichtung führt, wodurch Falschluftansaugungen vermieden werden und sämtliche angesaugte Luft auch zur Kühlung der Akkuzellen des Akkupacks 6 zur Verfügung steht.
  • Im Gegensatz dazu handelt es sich bei dem in 3 und 4 gezeigten Akkupack 6' um einen nicht kühlbaren Akkupack. Der Akkupack 6' ist daher nicht mit einer Luftausströmöffnung sowie nicht mit Lufteinströmöffnungen versehen, die mit der Gebläseeinrichtung 24 zusammenwirken können.
  • Sofern dennoch Öffnungen vorgesehen sind, können diese lediglich einer Konvektivkühlung des Akkupacks dienen.
  • Wie insbesondere in der Detailansicht nach 4 erkennbar ist, ist hierbei die Gehäusewandung der Unterschale 12' des Akkupacks so ausgebildet, dass diese keinen Formschluss mit der Lufteintrittsöffnung 28 der oberen Gehäuseschale 10 des Ladegeräts 2 bildet. Vielmehr ist die Gehäusewandung 12' so ausgebildet, dass ein Strömungsweg 40 zwischen Akkupack 6' und Ladegerät 2 ausgebildet wird, wobei zwischen der Gehäusewandung 12' und der Gehäusewandung 10 eine Öffnung 42 zur Umgebung besteht, durch die Luft in die Lufteintrittsöffnung 28 eingesaugt werden kann. Die eingesaugte Luft kann dann in das Innere 26 des Ladegeräts 2 gelangen und dort zur Kühlung der elektronischen Komponenten dienen, bevor sie über die Gebläseeinrichtung 24 wieder an die Umgebung zurückbefördert wird.
  • Auf diese Weise kann besonders einfach das gleiche Ladegerät sowohl für nicht kühlbare als auch für zwangskühlbare Akkupacks eingesetzt werden, wobei lediglich eine leichte Modifikation der Unterschale 12 bzw. 12' des jeweiligen Akkupacks notwendig wird. In beiden Fällen kann jedoch durch die Kühlung der elektronischen Komponenten des Ladegeräts die Ladeleistung sowie auch die Lebensdauer des Ladegeräts verbessert werden.

Claims (10)

  1. Anordnung umfassend ein Ladegerät (2) für einen Akkupack (6, 6'), insbesondere eines Elektrohandwerkzeuggeräts mit einer Gebläseeinrichtung (24) zur Kühlung des Ladegeräts (2), wobei die Gebläseeinrichtung (24) Luft von innen nach außerhalb des Ladegeräts (2) fördert und in einer Gehäusewandung (10) des Ladegeräts (2) eine Einströmöffnung (28) vorgesehen ist, sowie einen Akkupack (6, 6'), dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Ladegerät (2) kühlbare und unkühlbare Akkupacks (6, 6') aufladbar sind, und im Fall dass der Akkupack (6) ein kühlbarer Akkupack (6) ist, der Akkupack (6) fluchtend mit oder über einen Strömungspfad kommunizierend mit der Einströmöffnung (28) des Ladegeräts (2) eine Luftaunströmöffnung (30) und an hiervon beabstandeter Stelle eine Lufteinströmöffnung aufweist, so dass im Betrieb der Gebläseeinrichtung (24) des Ladegeräts (2) Kühlluft zunächst über die Lufteinströmöffnung in den Akkupack (6) einsaugbar ist und dann in das Ladegerät (12) einströmt, und im Fall, dass der Akkupack (6') unkühlbar ist, zwischen Akkupack (6') und Ladegerät (12) im Bereich der Einströmöffnung (28) des Ladegeräts (2) ein Strömungsweg ausgebildet ist, über den im Betrieb der Gebläseeinrichtung (24) des Ladegeräts (2) Luft von außerhalb in den Bereich zwischen Akkupack (6') und Ladegerät (12) einsaugbar ist zum Einströmen in und Kühlen des Ladegeräts.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Ladegeräts (2) Konvektionsbereiche ausgebildet sind, die über Lufteintrittsöffnungen und Luftaustrittsöffnungen konvektiv durchströmbar sind.
  3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Konvektionsbereiche von einem mit einer elektronischen Komponente des Ladegeräts thermisch verbundenen Kühlblech begrenzt sind, welches vom Luftstrom beaufschlagbar ist.
  4. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebläseeinrichtung (24) in den oder die Konvektionsbereich(e) fördert.
  5. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit Ausnahme der Einströmöffnung (28) und einer Austrittsöffnung der Gebläseeinrichtung (24) das Ladegerät (2) dicht ist.
  6. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall eines kühlbaren Akkupacks (6), die Luftaustrittsöffnungen (30) des Akkupacks (6) gegenüber der Eintrittsöffnung (28) des Ladegeräts (2) unter Vorsehung eines Strömungsweges gegeneinander abgedichtet sind.
  7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung mittels Formschluss von Akkupack (6) und Ladegerät (2) im Bereich der Eintrittsöffnung (28) bzw. Luftaustrittsöffnung (30) erfolgt.
  8. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteinströmöffnung des Akkupacks an der im Ladebetrieb oberen Gehäusewandung (14) und/oder auf der der Luftausströmöffnung (30) des Akkupacks (6) gegenüberliegenden Seite angeordnet ist.
  9. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall eines unkühlbaren Akkupacks die Gehäusewand (12, 14') des Akkupacks (6') so ausgebildet ist, dass ein Strömungspfad (40) zwischen außerhalb und der Einströmöffnung (28) des Ladegeräts (2) im Betriebsfall gebildet ist.
  10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lufteintrittsöffnung (42) zwischen de Gehäusewandung (12') des Akkupacks (6') und der korrespondierenden Gehäusewandung (10) des Ladegeräts (2) ausgebildet ist.
DE200410020147 2004-04-24 2004-04-24 Anordnung umfassend ein Ladegerät und einen Akkupack Expired - Lifetime DE102004020147B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410020147 DE102004020147B4 (de) 2004-04-24 2004-04-24 Anordnung umfassend ein Ladegerät und einen Akkupack

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410020147 DE102004020147B4 (de) 2004-04-24 2004-04-24 Anordnung umfassend ein Ladegerät und einen Akkupack

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102004020147A1 true DE102004020147A1 (de) 2005-11-10
DE102004020147B4 DE102004020147B4 (de) 2007-11-22

Family

ID=35140136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200410020147 Expired - Lifetime DE102004020147B4 (de) 2004-04-24 2004-04-24 Anordnung umfassend ein Ladegerät und einen Akkupack

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102004020147B4 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2819266A1 (de) * 2013-06-25 2014-12-31 Makita Corporation Ladegerät
DE102014105123A1 (de) * 2014-04-10 2015-10-15 Conti Temic Microelectronic Gmbh Batteriesystem und Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems
WO2019185500A1 (de) * 2018-03-28 2019-10-03 Robert Bosch Gmbh Ladevorrichtung
US10827655B2 (en) 2017-06-26 2020-11-03 Milwaukee Electric Tool Corporation Battery charger
EP3767732A1 (de) 2019-07-16 2021-01-20 Metabowerke GmbH Akkupack
DE102007042399B4 (de) * 2007-09-06 2021-02-04 Robert Bosch Gmbh Ladegerät

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114846718A (zh) 2019-12-03 2022-08-02 米沃奇电动工具公司 电池组和充电器系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10055158A1 (de) * 1999-11-10 2001-07-12 Makita Corp Batteriepaket mit verbesserter Kühlstruktur

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10055158A1 (de) * 1999-11-10 2001-07-12 Makita Corp Batteriepaket mit verbesserter Kühlstruktur

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007042399B4 (de) * 2007-09-06 2021-02-04 Robert Bosch Gmbh Ladegerät
EP2819266A1 (de) * 2013-06-25 2014-12-31 Makita Corporation Ladegerät
US9728984B2 (en) 2013-06-25 2017-08-08 Makita Corporation Using ribs in charger to dissipate heat generated by charging circuit
DE102014105123A1 (de) * 2014-04-10 2015-10-15 Conti Temic Microelectronic Gmbh Batteriesystem und Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems
US10827655B2 (en) 2017-06-26 2020-11-03 Milwaukee Electric Tool Corporation Battery charger
US11839066B2 (en) 2017-06-26 2023-12-05 Milwaukee Electric Tool Corporation Battery charger
WO2019185500A1 (de) * 2018-03-28 2019-10-03 Robert Bosch Gmbh Ladevorrichtung
CN112042046A (zh) * 2018-03-28 2020-12-04 罗伯特·博世有限公司 充电装置
US11495844B2 (en) 2018-03-28 2022-11-08 Robert Bosch Gmbh Charging device
EP3767732A1 (de) 2019-07-16 2021-01-20 Metabowerke GmbH Akkupack
EP3767702A1 (de) 2019-07-16 2021-01-20 Metabowerke GmbH Akkupack

Also Published As

Publication number Publication date
DE102004020147B4 (de) 2007-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2949191B1 (de) Wechselrichter mit zweiteiligem gehäuse
EP1844637B1 (de) Anordnung zur kühlung von elektronischen moduleinheiten in geräte -und netzwekschränken
DE10066410B4 (de) Batteriepaket mit verbesserter Kühlstruktur und Batteriepaket-Ladesystem
DE102007000290A1 (de) Elektrisches Handwerkzeuggerät mit Elektronikkühlung
DE102006040202B4 (de) Batterieanordnung
DE102015002285B4 (de) Batterieladegerät mit einem lüfterrad
EP2399309B1 (de) Elektrische energiespeichereinheit für kraftfahrzeuge
DE202016101443U1 (de) Ladegerät, Ladezusammensetzung und mit einem Batteriepack versehenes Elektrowerkzeug
DE102004020147B4 (de) Anordnung umfassend ein Ladegerät und einen Akkupack
WO2005027241A2 (de) Batteriepack mit mitteln zur wärmeableitung
EP3607596A1 (de) Traktionsbatterie
DE102007042398A1 (de) Ladegerät
EP1475876B1 (de) Ladegerät für einen Akkupack, sowie Anordnung aus Ladegerät und Akkupack
DE19825602A1 (de) Schaltschranksystem
EP2088012A2 (de) Ladegerät für eine Batterie eines Fahrzeugs
DE9319004U1 (de) Vorrichtung zum Temperieren einer Flüssigkeit
DE202006020513U1 (de) Behälter für eine Schaltanlage der Energieversorgung und -verteilung
DE112021000176T5 (de) Ladesystem für batteriepacks, ladegerät für batteriepacks und verfahren zum laden eines batteriepacks
EP3531470B1 (de) Akkupack sowie elektrohandwerkzeuggerät
DE9408362U1 (de) Dachentlüftungsanordnung für Elektronikschränke
WO2020002699A1 (de) Temperierungselement zum temperieren eines elektrischen energiespeichers
DE102018211124B3 (de) Anordnung mit einem Gehäuse und einer darin auf einem Gehäuseboden angeordneten Leistungselektronikschaltung
DD148703A1 (de) Kuehlanordnung fuer staub-und spritzwasserdichte elektronikschraenke
DE102023108618B3 (de) Elektronische Vorrichtung
EP1602474B1 (de) Schaltschrank für eine Tablettenpresse

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
8380 Miscellaneous part iii

Free format text: PFANDRECHT

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0010500000

Ipc: H01M0010600000

R071 Expiry of right