DE102004030083A1 - Energy storage device - Google Patents

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Abstract

Es wird eine wieder aufladbare, elektrische Energiespeichervorrichtung, insbesondere zur Verwendung in einer Taschenlampe, beschrieben, welche mindestens eine Akkumulatorzelle sowie ein mit ihrem Ausgang mit den elektrischen Polen der Akkumulatorzelle verbundene elektronische Regel- und Steuervorrichtung aufweist, wobei zum Wiederaufladen der Akkumulatorzelle die elektronische Regel- und Steuervorrichtung mit ihrem Eingang mit einem Netzteil verbindbar ist.The invention relates to a rechargeable, electrical energy storage device, in particular for use in a flashlight, which has at least one rechargeable battery cell and an electronic control and regulating device connected with its output to the electrical poles of the rechargeable battery cell, the recharging of the rechargeable battery cell being effected by the electronic control device. and control device with its input to a power supply is connectable.

Description

Die Erfindung betrifft eine wiederaufladbare, elektrische Energiespeichervorrichtung, insbesondere zur Verwendung in einer Taschenlampe, bei der mittels einer in die Energiespeichervorrichtung integrierten und auf die verwendeten Akkumulatorzellen angepassten elektronischen Regel- und Steuervorrichtung auf ein aufwändiges Ladegerät verzichtet und darüber hinaus beliebige Akkumulatorzellen verwendet werden können, auch solche, welche für gewöhnliche Anwendungen nicht verwendbar sind, da sie beispielsweise ein bestimmtes Ladeverfahren benötigen.The The invention relates to a rechargeable electrical energy storage device, in particular for use in a flashlight in which one integrated into the energy storage device and on the used accumulator cells adapted electronic control and control device dispensed with a complex charger and about that In addition, any accumulator cells can be used, too those which are for ordinary Applications are not usable, because they are a particular Need charging process.

Die Erfindung geht aus von einer wiederaufladbaren, elektrischen Energiespeichervorrichtung, insbesondere zur Verwendung in einer Taschenlampe, nach der Gattung des Hauptanspruchs.The The invention is based on a rechargeable, electrical energy storage device, in particular for use in a flashlight, according to the preamble of the main claim.

Einfache elektrische Kleingeräte, wie beispielsweise Taschenlampen, elektrisches Kinderspielzeug, Fernbedienungen, tragbare Tonaufnahme- und/oder – wiedergabegeräte weisen meist ein Batteriefach zur Aufnahme einer oder mehrerer Batterien auf, welches in seinen Abmessungen auf die erforderliche Anordnung der Batterien abgestimmt ist, um die gewünschte Spannung und Kapazität zu erhalten, mit in dem Batteriefach angeordneten elektrischen Abgriffen, welche mit den Polen der Batterien elektrisch verbindbar sind. Zur Verringerung der Betriebskosten sind für derartige Geräte Akkumulatorzellen in Batterieform erhältlich, welche anstelle der Batterien in das Batteriefach einlegbar sind und mittels eines speziellen Ladegeräts aufladbar sind, wobei die Akkumulatorzellen zum Aufladen aus dem Batteriefach herausgenommen, und in das Ladegerät eingelegt werden müssen. Nachteilig hieran ist, dass einerseits spezielle Ladegeräte benötigt werden, welche aufgrund ihrer Abmessungen und aufgrund ihrer festen Betriebsspannung nicht ohne weiteres beispielsweise auf Urlaubsreisen mitgeführt, oder nicht zum wahlweisen Wiederaufladen der Akkumulatorzellen am Stromnetz und in Automobilen verwendet werden können, und dass andererseits die erforderliche Batterieform nur die Verwendung weniger bestimmter Materialkombinationen für die Akkumulatorzellen erlaubt, welche überwiegend eine geringe spezifische Energiedichte und meist den zusätzlichen Nachteil eines Memoryeffekts aufweisen, was insbesondere bei für Notfälle bereitgehaltenen und nur selten benutzten Taschenlampen besonders nachteilig ist.easy small electrical appliances, such as flashlights, electric children's toys, Remote controls, portable sound recording and / or reproducing apparatus usually a battery compartment to hold one or more batteries on, which in its dimensions to the required arrangement the batteries are tuned to obtain the desired voltage and capacity, with arranged in the battery compartment electrical taps, which with the poles of the batteries are electrically connected. To reduce the operating costs are for such devices Battery cells available in battery form, which instead of the Batteries are inserted into the battery compartment and by means of a special charger are rechargeable, with the battery cells for charging from the battery compartment removed and inserted into the charger. adversely This is because on the one hand special chargers are needed, which due to their dimensions and due to their fixed operating voltage not for example, on vacation trips, or not to selectively recharge the battery cells on the mains and can be used in automobiles, and that on the other hand the required battery form only the use of less specific Material combinations for the accumulator cells allowed, which predominantly a small specific Energy density and usually the additional Disadvantage of a memory effect, which is especially in emergency prepared and rarely used flashlights is particularly disadvantageous.

Darüber hinaus sind Taschenlampen bekannt, welche integrierte Akkumulatorzellen sowie ein integriertes Ladegerät enthalten und direkt in eine Wechselstromsteckdose einsteckbar sind, sowie derartige Taschenlampen zum Einstecken in den Zigarrenanzünder in Automobilen. Derartige Taschenlampen weisen den Nachteil auf, dass sie entweder nur am Wechselstromnetz, oder nur an Bord eines Automobils aufgeladen werden können und darüber hinaus einen abstehenden Stecker aufweisen, der eine potentielle Schadenstelle darstellt und beim Umgang mit der Taschenlampe stört. Solche Taschenlampen müssen bei einer Be schädigung des Steckers oder einer Akkumulatorzelle vollständig ausgetauscht werden, wodurch der Betriebskostenvorteil gegenüber einer Taschenlampe mit Batterien wegfällt.Furthermore Flashlights are known which integrated accumulator cells as well as an integrated charger contained and plug directly into an AC outlet, as well as such flashlights for insertion into the cigar lighter in Automobiles. Such flashlights have the disadvantage that They either only on AC power, or only on board a car can be charged and above In addition, have a protruding plug, which is a potential Damaged and interferes with the handling of the flashlight. Such Flashlights need at a Be damage the plug or a battery cell are completely replaced, whereby the operating cost advantage over a flashlight with batteries is eliminated.

Zusätzlich sind Taschenlampen bekannt, in welchen eine oder mehrere Akkumulatorzellen angeordnet sind, welche über das Taschenlampengehäuse, beispielsweise durch elektrische Kontaktringe am Außenumfang des Handgriffes, aufladbar sind, wenn die Taschenlampe in ein eine Haltevorrichtung aufweisendes Ladegerät eingelegt wird. Nachteilig hieran ist das spezielle Ladegerät in Verbindung mit einem sehr aufwändig zu konstruierenden Taschenlampengehäuse, wodurch insbesondere der Vorteil der günstigen Anschaffungskosten von handelsüblichen, batteriebetriebenen Taschenlampen entfällt.In addition are Flashlights are known in which one or more battery cells are arranged, which over the flashlight housing, for example, by electrical contact rings on the outer circumference of the handle, are rechargeable when the flashlight into a Holding device exhibiting charger is inserted. A disadvantage of this is the special charger in conjunction with a very expensive to construct flashlight housing, which especially the advantage of the cheap Acquisition costs of commercial, battery powered flashlights are eliminated.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Energiespeichervorrichtung vorzuschlagen, welche mit einfachsten Mitteln wideraufladbar ist, und welche auch die Verwendung von empfindlichen, aber eine hohe spezifische Energiedichte aufweisenden Akkumulatorzellen, insbesondere in normalerweise batteriebetriebenen Taschenlampen und elektrischen Kleingeräten ermöglicht.Of the The invention is therefore based on the object to propose an electrical energy storage device, Which is rechargeable with the simplest means, and which also the use of sensitive, but a high specific energy density having battery cells, in particular in battery-powered normally Flashlights and small electrical appliances allows.

Diese Aufgabe wird durch eine Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.These The object is achieved by an energy storage device according to claim 1 solved.

Durch die Verwendung einer in die Energiespeichervorrichtung integrierten elektronischen Regel- und Steuervorrichtung wird kein spezielles Ladegerät zum Wiederaufladen der Akkumulatorzelle benötigt. Die an den Typ der Akkumulatorzelle angepasste Regel- und Steuervorrichtung, welche auf die Akkumulatorzelle abgestimmt den Ladestrom und/oder die Ladespannung regelt, erlaubt die Verwendung eines einfachen, mit dem Wechselstromnetz verbindbaren Netzteils zum Wiederaufladen der Akkumulatorzelle. Somit kann der Vorteil der herkömmlichen und bereits benutzten Taschenlampen genutzt werden, welche einfach herstellbar und in vielen verschiedenen an spezielle Anwendungsfälle angepassten Varian ten auf dem Markt erhältlich sind, wobei die erfindungsgemäße Energiespeichervorrichtung in das Batteriefach der Taschenlampe eingelegt werden kann, und die Taschenlampe wie gewohnt betrieben werden kann. Für den Benutzer tritt die Problematik des besonderen Umgangs mit speziellen, beispielsweise in Bezug auf das Ladeverfahren empfindlichen Akkumulatorzellen nicht zutage, da die Regel- und Steuervorrichtung, welche den Ladevorgang überwacht und üblicherweise in einem speziellen, auf einen bestimmten Akkutyp abgestimmten Ladegerät angeordnet ist, in die Energiespeichervorrichtung verlagert ist, um den Umgang mit derartigen Akkumulatorzellen zu vereinfachen und sicherer zu gestalten, insbesondere im Hinblick auf eine mögliche Explosionsgefahr, welche bei der Verbindung mancher Akkumulatorzellen mit einem falschen Ladegerät auftritt. Die Batteriefächer von marktüblichen Taschenlampen weisen dabei im wesentlichen nur 4 oder 5 verschiedene Durchmesser auf, und je nach von dem Leuchtmittel benötigter Spannung bestimmte Längen, die der Summe der Einzellängen der Batterien entspricht, die in Serie anzuordnen sind, um die benötigte Betriebsspannung für das Leuchtmittel zu erhalten, so dass die erfindungsgemäße Energiespeichervorrichtung nur in einer begrenzten Anzahl von verschiedenen Abmessungen hergestellt werden muss, um für sämtliche marktübichen Taschenlampen verwendbar zu sein. Durch die integrierte elektronische Regel- und Steuervorrichtung zur Steuerung des Ladevorgangs können Akkumulatorzellen verwendet werden, welche eine wesentlich höhere Kapazität, als herkömmliche Batterien oder marktübliche Akkumulatoren aufweisen, aber nach einem bestimmten Verfahren wiederaufgeladen werden müssen, so dass bei gleich bleibender Einsatzdauer wie mit Batterien ein geringeres Gesamtgewicht, oder bei gleich bleibendem Gesamtgewicht wegen der höheren spezifischer Energiedichte eine längere Einsatzdauer gegenüber dem Batteriebetrieb erzielt werden kann. Darüber hinaus werden keine speziellen Ladegeräte benötigt, da die Regel- und Steuervorrichtung auf die verwendeten Akkuzellen abgestimmt ist, so dass ein einfaches Netzteil zum Wiederaufladen der Energiespeichervorrichtung ausreicht. Die Regel- und Steuervorrichtung kann dabei je nach zu verwendendem Netzteil einen Gleichrichter bei Verwendung eines Wechselstrom abgebenden Netzteils oder eine Diodenschaltung zum Schutz gegen Verpolung bei einem Gleichstrom abgebenden Netzteil oder eine Kombination aus beidem zur Verwendung beliebiger Netzteile enthalten, wobei das Netzteil keine spezielle elektronische Schaltung enthalten muss. Die elektronische Regel- und Steuervorrichtung und die Akkumulatorzelle können dabei beispielsweise mittels eines Schrumpfschlauches oder ähnlichem gemeinsam umhüllt und zusammengehalten werden. Dabei kann an der Taschenlampe auf Stecker und dergleichen zum Anschluss an das Stromnetz verzichtet werden, welche einerseits eine erhöhte Gefahr einer Beschädigung der Taschenlampe nach sich ziehen, und andererseits eine Modifikation der meisten auf dem Markt erhältlichen Taschenlampen bedeuten würde.The use of an electronic control device integrated in the energy storage device does not require a special charger for recharging the battery cell. The adapted to the type of battery cell control and regulating device, which controls the charging current and / or the charge voltage regulated on the battery cell, allows the use of a simple, connectable to the AC power supply for recharging the battery cell. Thus, the advantage of the conventional and already used flashlights can be used, which are easy to manufacture and available in many different adapted to specific applications Varian th available on the market, the energy storage device according to the invention can be inserted into the battery compartment of the flashlight, and the flashlight as usual can be operated. For the user, the problem of the special handling of special, for example, in relation to the charging process sensitive accumulator cells does not come to light because the control and regulating device which monitors the charging process and usually in a special len, arranged on a particular type of battery charger is relocated to the energy storage device to simplify the handling of such accumulator cells and safer, in particular with regard to a possible risk of explosion, which occurs in the connection of some accumulator cells with a wrong charger. The battery compartments of commercially available flashlights have substantially only 4 or 5 different diameters, and depending on the voltage required by the bulb certain lengths corresponding to the sum of the individual lengths of the batteries to be arranged in series to the required operating voltage for the bulb so that the energy storage device according to the invention must be made only in a limited number of different dimensions in order to be usable for all standard flashlights. By the integrated electronic control device for controlling the charging accumulator cells can be used, which have a much higher capacity than conventional batteries or commercially available batteries, but must be recharged by a certain method, so that with a constant service life as with batteries lower total weight, or at constant total weight because of the higher specific energy density, a longer service life compared to the battery operation can be achieved. In addition, no special chargers are needed because the control and regulation device is tuned to the battery cells used, so that a simple power supply for recharging the energy storage device is sufficient. Depending on the power supply to be used, the control and regulation device may include a rectifier using an AC output power supply or a diode circuit for reverse polarity protection in a DC power supply or a combination of both for use with any power supply, wherein the power supply does not include a dedicated electronic circuit must contain. The electronic control and control device and the battery cell can be wrapped and held together, for example by means of a shrink tube or the like together. It can be dispensed with flashlight on plug and the like for connection to the mains, which on the one hand, an increased risk of damage to the flashlight entail, and on the other hand would mean a modification of most available on the market flashlights.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist gekennzeichnet durch ein die Akkumulatorzelle und die elektronische Regel- und Steuervorrichtung umfassendes Gehäuse mit an den Durchmesser und/oder die Länge eines Batteriefachs einer Taschenlampe angepassten Außenabmessungen, sowie an dem Gehäuse angeordneten, mit den Polen der Akkumulatorzelle verbundenen und in ihrer Position an die Lage der in dem Batteriefach der Taschenlampe angeordneten elektrischen Abgriffe angepassten elektrischen Kontakten. Durch die Verwendung eines Gehäuses wird einerseits erreicht, eine oder mehrere Akkumulatorzellen mit einer beliebigen Form und beliebiger Lage der Pole verwenden zu können, da das Gehäuse auf die Abmessungen des Batteriefachs, beispielsweise einer Taschenlampe abgestimmt ist. Andererseits können am Gehäuse an beliebiger Stelle unabhängig von der Lage der Pole der Akkumulatorzelle Kontakte zur lösbaren elektrischen Verbindung der Energiespeichervorrichtung mit den in dem Batteriefach angeordneten elektrischen Abgriffen angeordnet werden, wobei die Kontakte in ihrer Lage an dem Gehäuse an die Lage der elektrischen Abgriffe in dem Batteriefach angepasst werden können.A advantageous embodiment of the invention is characterized by a battery cell and the electronic control device comprehensive housing with the diameter and / or the length of a battery compartment of a flashlight adapted external dimensions, as well on the housing arranged, connected to the poles of the battery cell and in their position to the location of the battery compartment in the flashlight arranged electrical taps adapted electrical contacts. By using a case is achieved on the one hand, one or more battery cells with can use any shape and any position of the poles, since the housing matched to the dimensions of the battery compartment, such as a flashlight is. On the other hand on the housing independently in any place from the position of the poles of the accumulator cell contacts for releasable electrical Connection of the energy storage device with those in the battery compartment arranged electrical taps are arranged, wherein the Contacts in their position on the housing to the location of the electrical Taps in the battery compartment can be adjusted.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mindestens zwischen der Akkumulatorzelle und dem Gehäuse eine stoßabsorbierende Füllung angeordnet ist, zum Schutz der elektronischen Regel- und Steuervorrichtung sowie der Akkumulatorzellen gegen Beschädigung durch Stöße und Vibrationen.A advantageous embodiment of the invention provides that at least between the accumulator cell and the housing a shock absorbing Filling arranged is to protect the electronic control device and the battery cells against damage from shock and vibration.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine an dem Gehäuse angeordnete, mit dem Eingang der elektronischen Regel- und Steuervorrichtung verbundene und mit dem Ausgang des Netzteils beispielsweise über eine elektrische Stecker-Buchse-Verbindung verbindbare elektrische Buchse.A Another advantageous embodiment of the invention is characterized through one on the housing arranged, with the input of the electronic control device connected and connected to the output of the power supply, for example via a electrical plug-socket connection connectable electrical socket.

Eine zusätzliche, vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine in dem Gehäuse angeordnete, mit dem Eingang der elektronischen Regel- und Steuereinrichtung verbundene Induktionsspule zum berührungslosen Wiederaufladen der Akkumulatorzellen mittels eines von einer Magnetfelderzeugungsvorrichtung erzeugbaren, pulsierenden elektromagnetischen Feldes. Die Induktionsspule erzeugt aus der Feldänderung des von der Magnetfelderzeugungsvorrichtung erzeugten, pulsierenden elektromagnetischen Feldes einen elektrischen Wechselstrom, der von einer Gleichrichterschaltung in der elektronische Regel- und Steuervorrichtung gleichgerichtet und zum Aufladen der Akkumulatorzelle verwendet werden kann. Dabei kann die Magnetfelderzeugungsvorrichtung als eine Halteschale oder als ein Ständer für die Taschenlampe ausgeführt sein, so dass sie gleichzeitig als Ablage und als Ladestation für die Taschenlampe dient, wobei die elektronische Regel- und Steuervorrichtung erkennen kann, ob die Akkuzelle eine Erhaltungsladung, welche die Selbstentladung kompensiert, oder eine Wiederaufladung benötigt.A additional advantageous embodiment of the invention is characterized by one in the case arranged, with the input of the electronic control device connected induction coil for non-contact recharging the battery cells by means of one of a magnetic field generating device producible, pulsating electromagnetic field. The induction coil generated from the field change of the generated by the magnetic field generating device, pulsating electromagnetic field, an alternating electric current, the from a rectifier circuit in the electronic control and Control device rectified and for charging the battery cell can be used. In this case, the magnetic field generating device be designed as a holder or as a stand for the flashlight, making it both a filing and charging station for the flashlight serves, identify the electronic control device can, whether the battery cell a trickle charge, which is the self-discharge compensated, or requires a recharge.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist gekennzeichnet durch die Verwendung eines Lithium-Ionen-Akkumulators als Akkumulatorzelle, sowie einer den Ladevorgang speziell für den Lithium-Ionen-Akkumulator steuernden elektronische Regel- und Steuervorrichtung. In den meisten alltäglichen Anwendungsfällen steht einer Verwendung von Lithium-Ionen-Akkumulatoren entgegen, dass diese ein besonderes Ladeverfahren benötigen, bei dem zunächst mit einem konstanten Ladestrom bis zum Erreichen einer bestimmten Zellenspannung und anschließend mit einer konstanten Ladespannung bis zum Erreichen einer zulässigen maximalen Zellenspannung geladen wird. Bei einer Nichteinhaltung dieses Ladeverfahrens besteht die Gefahr einer mit einer Explosion verbundenen Zerstörung des Lithium-Ionen-Akkumulators. Die erfindungsgemäße Energiespeichervorrichtung erlaubt die Verwendung von Lithium-Ionen-Akkumulatoren, da das Ladeverfahren von der elektronischen Regel- und Steuervorrichtung, welche an diesen Akkutyp angepasst werden kann, gesteuert werden kann. Darüber hinaus wird die elektronische Regel- und Steuervorrichtung an die im Vergleich zu herkömmlichen Akkumulatoren, wie beispielsweise Nickel-Cadmium- oder Metall-Hybrid-Zellen höhere Zellenspannung, welche einer Verwendung von Lithium-Ionen-Akkumulatoren in Verbindung mit herkömmlichen Ladegeräten zusätzlich entgegensteht, angepasst, so dass der Umgang mit dem Hochleistungsakku für den Anwender ungefährlich ist. Insbesondere durch die Verwendung einer oder mehrerer in Serie oder parallel angeordneter Lithium-Ionen-Akkumulatorzellen lässt sich aufgrund der höheren gewichtsspezifischen Energiedichte des Lithium-Ionen-Akkumulators eine höhere Kapazität der Energiespeichervorrichtung und somit eine längere Einsatzdauer der herkömmlich aufgebauten, mit einer derartigen Energieversorgungsvorrichtung betriebenen Taschenlampe im Vergleich zum konventionellen Betrieb mit Batterien oder anderen Akkumulatorzellen erreichen. Insbesondere in Verbindung mit einer wenig Strom konsumierenden LED-Leuchtquelle in einer Taschenlampe ergibt sich so eine sehr hohe Betriebsdauer.A particularly advantageous embodiment of the invention is characterized by the use of a lithium-ion secondary battery as the accumulator cell, as well as the charging process especially for the lithium-ion battery controlling electronic control and regulating device. In most everyday applications precludes the use of lithium-ion batteries that These require a special loading procedure, where initially with a constant charging current until reaching a certain cell voltage and subsequently with a constant charging voltage until reaching a maximum permissible cell voltage is loaded. Failure to comply with this charging procedure the danger of a destruction of the Lithium-ion secondary battery. The energy storage device according to the invention allows the use of lithium-ion batteries, since the charging process from the electronic control and regulating device connected to these Battery type can be adjusted, can be controlled. In addition, will the electronic control and regulation device compared to the to conventional Accumulators, such as nickel-cadmium or metal-hybrid cells higher cell voltage, which in conjunction with a use of lithium-ion batteries usual chargers additionally precludes, adjusted, so that the handling of the high-performance battery for the User harmless is. In particular, by the use of one or more in series or arranged in parallel lithium-ion battery cells can be due to the higher weight-specific energy density of the lithium-ion battery, a higher capacity of the energy storage device and thus a longer one Duration of use of conventional constructed with such a power supply device operated flashlight compared to conventional operation reach with batteries or other accumulator cells. Especially in conjunction with a little power-consuming LED light source in one Flashlight thus results in a very long service life.

Eine Ausfertigung der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:A Embodiment of the invention is shown schematically in the drawing and will be closer in the following explained. Show it:

1 eine in ein Batteriefach einer Taschenlampe eingesetzte erfindungsgemäße elektrische Energiespeichervorrichtung, 1 an electric energy storage device according to the invention used in a battery compartment of a flashlight,

2 eine erfindungsgemäße elektrische Energiespeichervorrichtung, 2 an electrical energy storage device according to the invention,

3 eine zum Wiederaufladen an ein handelsübliches Netzteil angeschlossene erfindungsgemäße elektrische Energiespeichervorrichtung, sowie 3 a connected to recharge a commercial power supply according to the invention electrical energy storage device, and

4 eine handelsübliche Taschenlampe mit einem Batteriefach und darin angeordneten Batterien. 4 a commercial flashlight with a battery compartment and batteries arranged therein.

Eine in 4 dargestellte Taschenlampe 1 verfügt über ein Leuchtmittel 2 und ein Batteriefach 3 zur Aufnahme von Batterien 4. Dabei ist die Länge des Batteriefachs 3 an die benötigte Anzahl von Batterien 4 angepasst, die notwendig sind, um in Serie geschaltet die Betriebsspannung des Leuchtmittels 2 zu erzeugen. Der Durchmesser des Batteriefachs 3 entspricht etwa dem Durchmesser der Batterien 4. In dem Batteriefach 3 sind mit dem Leuchtmittel direkt oder über einen nicht dargestellten Ein-/Ausschalter verbundene elektrische Abgriffe 5 angeordnet, welche bei in das Batteriefach 3 eingelegten Batterien 4 mit den Polen 6 der Batterien 4 in elektrischer Verbindung stehen, um das Leuchtmittel 2 zu betreiben. Die Lage der elektrischen Abgriffe 5 in dem Batteriefach 3 ist dabei auf die Anordnung der Pole 6 an den Batterien 4 abgestimmt.An in 4 illustrated flashlight 1 has a light bulb 2 and a battery compartment 3 for holding batteries 4 , Here is the length of the battery compartment 3 to the required number of batteries 4 adapted, which are necessary to connect in series the operating voltage of the bulb 2 to create. The diameter of the battery compartment 3 corresponds approximately to the diameter of the batteries 4 , In the battery compartment 3 are connected to the bulb directly or via an on / off switch, not shown, electrical taps 5 which is placed in the battery compartment 3 inserted batteries 4 with the poles 6 the batteries 4 stand in electrical connection to the light source 2 to operate. The location of the electrical taps 5 in the battery compartment 3 is on the arrangement of the poles 6 on the batteries 4 Voted.

Bei der in 1 dargestellten Taschenlampe 1 ist anstelle der Batterien 4 eine erfindungsgemäße elektrische Energiespeichervorrichtung 7 in dem Batteriefach 3 angeordnet.At the in 1 illustrated flashlight 1 is in place of the batteries 4 an electrical energy storage device according to the invention 7 in the battery compartment 3 arranged.

Die in 2 genauer dargestellte elektrische Energiespeichervorrichtung 7 besteht aus einer elektronischen Regel- und Steuervorrichtung 8, zwei in Serie angeordneten Akkumulatorzellen 9, sowie einem die elektronische Regel- und Steuervorrichtung 8 und die Akkumulatorzellen 9 umfassenden Gehäuse 10. An dem Gehäuse ist eine elektrische Buchse 11 angeordnet, zur Verbindung der elektrischen Energiespeichervorrichtung 7 mit einem handelsüblichen Netzteil 12 zum Wiederaufladen der Akkumulatorzellen 9. Außen an dem Gehäuse 10 sind mit den Polen 6 der Akkumulatorzellen 9 verbundene elektrische Kontakte 13 derart angeordnet, dass bei in das Batteriefach 3 eingelegter Energiespeichervorrich tung 7 die elektrischen Kontakte 13 mit den elektrischen Abgriffen 5 elektrisch verbunden sind. Die elektronische Regel- und Steuervorrichtung 8 ist mit ihrem Eingang mit der elektrischen Buchse 11 und mit ihrem Ausgang mit den Polen 6 der Akkumulatorzellen 9 verbunden.In the 2 more precisely illustrated electrical energy storage device 7 consists of an electronic control and regulation device 8th , two series-arranged accumulator cells 9 , as well as the electronic control device 8th and the accumulator cells 9 comprehensive housing 10 , On the housing is an electrical socket 11 arranged, for connecting the electrical energy storage device 7 with a standard power supply 12 for recharging the battery cells 9 , Outside of the housing 10 are with the poles 6 the accumulator cells 9 connected electrical contacts 13 arranged so that when in the battery compartment 3 inserted energy storage device 7 the electrical contacts 13 with the electric taps 5 are electrically connected. The electronic control and regulation device 8th is with its input to the electrical socket 11 and with their exit with the poles 6 the accumulator cells 9 connected.

In 3 ist zu erkennen, wie die elektrische Energiespeichervorrichtung 7 über ein einfaches, handelsübliches Netzteil 12 aufgeladen wird, indem das Netzteil 12 mit dem an seinem Ausgang angeordneten Stecker 14, der in die elektrische Buchse 11 gesteckt wird, mit der elektrischen Energiespeichervorrichtung verbunden wird. Dabei überwacht die elektronische Regel- und Steuervorrichtung 8, welche mit ihrem Eingang 15 mit der Buchse 11, und mit ihrem Ausgang 16 mit den Polen 6 der Akkumulatorzellen 9 verbunden ist, den Ladevorgang durch Regelung des Ladestroms und der Ladespannung.In 3 can be seen how the electrical energy storage device 7 via a simple, commercial power supply 12 is charged by the power supply 12 with the plug arranged at its output 14 which is in the electrical socket 11 is connected to the electrical energy storage device is connected. The electronic control and monitoring device monitors 8th which with their entrance 15 with the socket 11 , and with her exit 16 with the poles 6 the accumulator cells 9 is connected, the charging process by controlling the charging current and the charging voltage.

Die Akkumulatorzellen 9 sind dabei als Lithium-Ionen-Akkus ausgeführt, wobei die elektronische Regel- und Steuervorrichtung 8 zunächst einen konstanten Ladestrom und anschließend eine konstante Ladespannung an die Akkumulatorzellen 9 anlegt. Beim Laden von Lithium-Ionen-Akkus wird mit Dauerladestrom geladen. Zunächst wird der Lithium-Ionen-Akku mit einem voreingestellten Strom geladen. Erreicht die Akkuspannung die Ladeschlussspannung von 4,2V pro Zelle, wird der Ladestrom verringert. Der Ladestrom wird entsprechend der Ladespannung soweit reduziert, dass die Zellenspannung nicht überschritten wird. Entladen wird bis zu einer Zellenspannung von 2,7V. Auch diese minimale Entladespannung kann von der elektronischen Regel- und Steuervorrichtung 8 überwacht werden, wobei der Stromfluss bei Unterschreiten dieser Schwelle gegebenenfalls unterbrochen werden kann. Eine Zelle entspricht dabei einer Nennspannung von 3,6V, so dass bei zwei Zellen der Ladestrom und die Ladespannung auf einen 7,2V Akku eingestellt sind. Dabei muss das Netzteil keine spezielle Elektronik aufweisen, da der Ladevorgang vollständig von der in die elektrische Energiespeichervorrichtung 7 integrierten elektronischen Regel- und Steuervorrichtung 8 überwacht und ausgeführt wird. Das Netzteil muss somit nur von der Wechselspannung auf 12V Gleichspannung oder pulsierende Gleichspannung heruntertransformieren. Dabei ist die in die Energiespeichervorrichtung integrierte und mit der oder den Akkumulatorzellen verbundene elektronische Regel- und Steuervorrichtung 8 auf 12V ausgelegt, so dass auch ein Wiederaufladen im Automobil oder Caravan oder auf einem Boot über das Bordnetz, insbesondere über den Zigarrenanzünder, ohne weiteres möglich ist.The accumulator cells 9 are designed as lithium-ion batteries, the electronic control device 8th First, a constant charging current and then a constant charging voltage to the battery cells 9 invests. When charging lithium-ion batteries is charged with continuous charging current. First, the lithium-ion battery is charged with a preset current. If the battery voltage reaches the end of charge voltage of 4.2V per cell, the charging current is reduced. The charging current is reduced according to the charging voltage so far that the cell voltage is not exceeded. Discharging is up to a cell voltage of 2.7V. This minimum discharge voltage can also be supplied by the electronic control and regulation device 8th be monitored, the current flow may be interrupted when falling below this threshold. One cell corresponds to a rated voltage of 3.6V, so that with two cells the charging current and the charging voltage are set to a 7.2V battery. In this case, the power supply must not have special electronics, since the charging process completely from that in the electrical energy storage device 7 integrated electronic control and regulation device 8th monitored and executed. The power supply must therefore transform down only from the AC voltage to 12V DC or pulsating DC voltage. In this case, the integrated into the energy storage device and connected to the or the accumulator cells electronic control and regulation device 8th designed to 12V, so that a recharge in the car or caravan or on a boat via the electrical system, especially on the cigar lighter, readily possible.

Ein zusätzlicher Vorteil von Lithium-Ionen-Akkus ist, dass sie keinen Memoryeffekt aufweisen. Die elektronische Regel- und Steuervorrichtung 8 kann darüber hinaus auf Ausführung einer Erhaltungsladung ausgelegt sein, welche beispielsweise alle 6 Stunden oder wenn die Akkuspannung auf unter 4,0V pro Zelle abfällt ausgeführt wird.An additional benefit of lithium-ion batteries is that they have no memory effect. The electronic control and regulation device 8th In addition, it may be designed to perform a trickle charge which, for example, is performed every 6 hours or when the battery voltage drops below 4.0V per cell.

Gewerbliche Anwendbarkeit:Industrial Applicability:

Die Erfindung ist insbesondere im Bereich der Herstellung von Energiespeichervorrichtungen zur Nachrüstung in Taschenlampen gewerblich anwendbar.The The invention is particularly in the field of the production of energy storage devices for retrofitting commercially applicable in flashlights.

11
Taschenlampeflashlight
22
LeuchtmittelLamp
33
Batteriefachbattery
44
Batteriebattery
55
elektrischer Abgriffelectrical tap
66
Polpole
77
elektrische Energiespeichervorrichtungelectrical Energy storage device
88th
elektronische Regel- und Steuervorrichtungelectronic Control and regulating device
99
Akkumulatorzelleaccumulator cell
1010
Gehäusecasing
1111
elektrische Buchseelectrical Rifle
1212
Netzteilpower adapter
1313
elektrischer Kontaktelectrical Contact
1414
Stecker des Netzteilsplug of the power supply
1515
Eingang der elektronischen Regel- und Steuervorrichtungentrance the electronic control and regulating device
1616
Ausgang der elektronischen Regel- und Steuervorrichtungoutput the electronic control and regulating device

Claims (6)

Wiederaufladbare, elektrische Energiespeichervorrichtung (7), insbesondere zur Verwendung in einer Taschenlampe (1), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Akkumulatorzelle (9) sowie eine mit ihrem Ausgang (16) mit den elektrischen Polen (6) der Akkumulatorzelle (9) verbundene elektronische Regel- und Steuervorrichtung (8), wobei zum Wiederaufladen der Akkumulatorzelle (9) die elektronische Regel- und Steuervorrichtung (8) mit ihrem Eingang (15) mit einem Netzteil (12) verbindbar ist.Rechargeable electrical energy storage device ( 7 ), in particular for use in a flashlight ( 1 ), characterized in that at least one accumulator cell ( 9 ) and one with its output ( 16 ) with the electrical poles ( 6 ) of the accumulator cell ( 9 ) connected electronic control device ( 8th ), wherein for recharging the battery cell ( 9 ) the electronic control device ( 8th ) with her entrance ( 15 ) with a power supply ( 12 ) is connectable. Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Akkumulatorzelle (9) und die elektronische Regel- und Steuervorrichtung (8) umfassendes Gehäuse (10) mit an den Durchmesser und/oder die Länge eines Batteriefachs (3) einer Taschenlampe (1) angepassten Außenabmessungen, sowie an dem Gehäuse (10) angeordneten, mit den Polen (6) der Akkumulatorzelle (9) verbundenen und in ihrer Position an die Lage der in dem Batteriefach (3) der Taschenlampe (1) angeordneten elektrischen Abgriffe (5) angepassten elektrischen Kontakten (13).Energy storage device according to claim 1, characterized in that the accumulator cell ( 9 ) and the electronic control device ( 8th ) comprehensive housing ( 10 ) to the diameter and / or length of a battery compartment ( 3 ) of a flashlight ( 1 ) adapted outer dimensions, as well as on the housing ( 10 ), with the poles ( 6 ) of the accumulator cell ( 9 ) and in their position to the position of the in the battery compartment ( 3 ) of the flashlight ( 1 ) arranged electrical taps ( 5 ) adapted electrical contacts ( 13 ). Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwischen der Akkumulatorzelle (9) und dem Gehäuse (10) eine stoßabsorbierende Füllung angeordnet ist.Energy storage device according to claim 2, characterized in that at least between the battery cell ( 9 ) and the housing ( 10 ) an impact absorbing filling is arranged. Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine an dem Gehäuse (10) angeordnete, mit dem Eingang der elektronischen Regel- und Steuervorrichtung (8) verbundene und mit dem Ausgang (14) des Netzteils (12) verbindbare elektrische Buchse (11).Energy storage device according to claim 2 or 3, characterized in that one on the housing ( 10 ), with the input of the electronic control device ( 8th ) and with the output ( 14 ) of the power supply ( 12 ) connectable electrical socket ( 11 ). Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine in dem Gehäuse (10) angeordnete, mit dem Eingang der elektronischen Regel- und Steuereinrichtung (8) verbundene Induktionsspule zum berührungslosen Wiederaufladen mittels eines von einer Magnetfelderzeugungsvorrichtung erzeugbaren, pulsierenden elektromagnetischen Feldes.Energy storage device according to claim 2 or 3, characterized in that one in the housing ( 10 ), with the input of the electronic control device ( 8th ) connected to non-contact recharging by means of a producible by a magnetic field generating device, pulsating electromagnetic field. Energiespeichervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verwendung eines Lithium-Ionen-Akkumulators als Akkumulatorzelle (9).Energy storage device according to one of the preceding claims, characterized in that the use of a lithium-ion secondary battery as an accumulator cell ( 9 ).
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