DE102017219144A1

DE102017219144A1 - Haushaltsgerät mit einem Akku

Info

Publication number: DE102017219144A1
Application number: DE102017219144.9A
Authority: DE
Inventors: Andres Sauerwald; Gerhard Isenberg
Original assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Current assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Priority date: 2017-10-25
Filing date: 2017-10-25
Publication date: 2019-04-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät 1 mit einem Akku 2 zum Versorgen des Haushaltsgerätes 1 mit elektrischer Energie, wobei eine Steuerungseinrichtung 3 so eingerichtet ist, dass bei dem Akku 2 anfänglich nur ein Anteil einer maximal verfügbaren Kapazität des Akkus 2 dem Haushaltsgerät freigegeben wird und erst zu einem späteren Zeitpunkt ein demgegenüber vergrößerter Anteil der maximal verfügbaren Kapazität freigegeben wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Steuerung einer Kapazitätsfreigabe bei einem Akku

Description

Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät mit einem Akku zum Versorgen des Haushaltsgerätes mit elektrischer Energie. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Steuerung einer Kapazitätsfreigabe bei einem Akku für ein Haushaltsgerät.
Bei akkubetriebenen Haushaltsgeräten von Akku-Staubsaugern bis Akkuschraubern ist in der Regel eine spürbare Alterung des Akkus über die Zeit und mit zunehmender Anzahl von Lade-/Entladezyklen feststellbar.
Es gibt Akkus mit einer vergleichsweise weniger stark oder steil abfallenden Alterungscharakteristik, die also eine relativ flache Alterungskurve aufweisen. Solche Akkus haben jedoch typischerweise den Nachteil einer potentiell geringeren Energiedichte im Vergleich zu beispielsweise Sony VTC6 Lithium-Ionen-Akkus, die eine relativ hohe Kapazität und Strombelastbarkeit bieten. Gerade bei Staubsaugern und anderen Haushaltsgeräten, bei denen hohe Leistung gefragt sind, wird jedoch eine hohe Strombelastbarkeit des Akkus verlangt.
Für einen Verbraucher ist es ferner wünschenswert, dass er zuverlässig einschätzen kann, wie lange er ein mit einem Akku betriebenes Haushaltsgerät nutzen kann, ehe der Akku wieder aufgeladen werden muss. So ist es beispielsweise bei mit einem Akku betriebenen Staubsauger wünschenswert, die Zahl der Räume zu kennen, die er mit einem solchen Staubsauger reinigen kann, ehe der Akku wieder aufgeladen werden muss.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lösung für die oben beschriebenen Probleme im Zusammenhang mit dem Einsatz von Akkus zu schaffen.
Die vorgenannten, aus dem Stand der Technik bekannten Merkmale können einzeln oder in beliebiger Kombination mit einem der nachfolgend beschriebenen erfindungsgemäßen Gegenstände und Ausführungsformen kombiniert werden.
Zur Lösung der Aufgabe dienen ein Haushaltsgerät gemäß dem Hauptanspruch sowie ein Verfahren gemäß dem Nebenanspruch. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Zur Lösung der Aufgabe dient ein Haushaltsgerät mit einem Akku zum Versorgen des Haushaltsgerätes mit elektrischer Energie.
Das Haushaltsgerät umfasst eine Steuerungseinrichtung, die so eingerichtet ist, dass bei dem Akku anfänglich nur ein Anteil einer maximal verfügbaren Kapazität des Akkus dem Haushaltsgerät freigegeben wird und erst zu einem späteren Zeitpunkt ein demgegenüber vergrößerter Anteil der maximal verfügbaren Kapazität freigegeben wird.
Haushaltsgerät meint ein elektrisch betriebenes Gerät zum Einsatz im Privathaushalt. Dies mag ein Staubsauger, ein elektrisch betriebenes Messer, eine Nähmaschine oder ein anderes elektrisches Küchen- oder Reinigungsgeräte sein. Haushaltsgerät im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst auch Heimwerkergeräte wie Akkuschrauber oder Bohrmaschine, die häufig mittels eines Akkus oder mehrerer Akkus unabhängig von einer externen Stromquelle betrieben werden können. Dazu gehören Gartengeräte wie eine elektrisch betriebene Heckenschere oder ein elektrisch betriebener Rasenmäher.
Versorgen mit elektrischer Energie meint, dass der Akku als Stromquelle dient, d.h. einen Strom und eine Spannung bereitstellt.
Ein Akku bezieht sich auf einen elektrochemischen, wiederaufladbaren elektrischen Energiespeicher, insbesondere ein Lithium-Ionen-Akku. Bevorzugt ist der Akku als ein Akku-Pack ausgeführt, der also eine Mehrzahl von wiederaufladbaren Zellen umfasst. Vorzugsweise ist der Akku ein Sony VTC6 Lithium-Ionen-Akku.
Eine Steuerungseinrichtung ist eine Einheit, die das Entladen und/oder Aufladen des Akkus steuert. Insbesondere umfasst eine Steuerungseinrichtung eine Datenverarbeitungseinrichtung oder ist mit einer Datenverarbeitungseinrichtung für ein Senden und/oder Empfangen von Signalen verbunden.
Anfänglich meint einen ersten Zeitpunkt, der zeitlich vor einem späteren Zeitpunkt liegt. Insbesondere liegt der spätere Zeitpunkt mindestens einen Lade-/Entladezyklus zeitlich nach dem ersten Zeitpunkt. Alternativ oder ergänzend liegt der spätere Zeitpunkt innerhalb eines Lade-/Entladezyklus zeitlich nach dem ersten Zeitpunkt.
Ein Lade-/Entladezyklus bedeutet, dass der Akku insgesamt einmal komplett geladen und entladen wurde. Ein Lade-/Entladezyklus kann also beispielsweise erreicht werden, indem der Akku einmal komplett aufgeladen und komplett entladen wird oder zum Beispiel zweimal komplett aufgeladen und zweimal nur zur Hälfte entladen wird.
Ein komplettes Aufladen des Akkus ist erreicht, wenn eine Ladeschlussspannung oder eine vorgegebene Lade-Abschaltschwelle erreicht ist. Eine vorgegebene Lade-Abschaltschwelle kann gleich oder niedriger als die Ladeschlussspannung sein.
Ein komplettes Entladen des Akkus ist erreicht, wenn eine Entladeschlussspannung oder eine vorgegebene Entlade-Abschaltschwelle erreicht ist. Eine vorgegebene Entlade-Abschaltschwelle kann gleich oder größer als die Entladeschlussspannung sein.
Beispielsweise kann der erste Zeitpunkt der Auslieferungszeitpunkt des Akkus sein und/oder der spätere Zeitpunkt ein oder mehrere Lade-/Entladezyklen nach dem ersten Zeitpunkt. Der spätere Zeitpunkt kann zum Beispiel auch das Ende der Lebensdauer des Akkus sein.
Die Lebensdauer eines Akkus bezieht sich auf den Zeitraum oder die Anzahl der Lade-/ Entladezyklen vom Auslieferungszustand des Akkus bis zu einem Ende der Lebensdauer.
Mit Ende der Lebensdauer ist nicht gemeint, dass der Akku keine elektrische Leistung mehr bereitstellen kann. Stattdessen ist mit Ende der Lebensdauer ein Schwellwert gemeint, die überschritten bzw. unterschritten worden ist. Das Ende der Lebensdauer ist beispielsweise dann erreicht, wenn eine maximal verfügbare Kapazität von nur noch 80% der maximal verfügbaren Kapazität im Auslieferungszustand bereitgestellt werden kann. Das Ende der Lebensdauer kann aber auch nach Ablauf einer vorgegebenen Anzahl an Lade-/Entladezyklen, z.B. nach tausend Lade-/Entladezyklen, erreicht sein.
Maximal verfügbare Kapazität des Akkus meint die Kapazität, die der Akku ohne die Steuerungseinrichtung für den Betrieb des Haushaltsgeräts maximal bereitstellen kann. Ein Maß dafür ist beispielsweise die maximale Laufdauer des Haushaltsgeräts mit nur einer Akkuladung bei anfänglich vollständig aufgeladenem Akku. Ein Maß für die maximal verfügbare Kapazität kann also dadurch ermittelt werden, indem der Akku maximal aufgeladen wird und die Steuerungseinrichtung deaktiviert wird. Im Anschluss daran wird das Haushaltsgerät eingeschaltet und die Zeit gemessen, bis das Haushaltsgerät seinen Betrieb infolge einer Akkuentleerung einstellt. Beispielsweise beträgt diese Zeit 1 Stunde. Ist dagegen die Steuerungseinrichtung aktiviert, so wird eine Laufdauer von einer Stunde nicht erreicht, weil die Steuerungseinrichtung nur einen Anteil der maximal verfügbaren Kapazität freigibt.
Mit der Zeit nimmt die maximal verfügbare Kapazität aufgrund von Alterungserscheinungen des Akkus ab. Die maximal verfügbare Kapazität verringert sich also im Laufe der Zeit.
Freigeben einer maximal verfügbaren Kapazität bedeutet das Nutzbar-Machen eines bestimmten Anteils der maximal verfügbaren Kapazität zur Versorgung eines elektrischen Verbrauchers wie einem Haushaltsgerät oder einem Elektromotor eines Haushaltsgeräts. Es wäre also ohne die Steuerungseinrichtung möglich, das Haushaltsgerät mit nur einer Akkuladung länger zu betreiben. Die Steuerungseinrichtung verhindert dies, weil die Steuerungseinrichtung nur einen Anteil der maximal verfügbaren Kapazität freigibt, also beispielsweise einen weiteren Betrieb des Haushaltsgeräts stoppt, obwohl der Akku noch elektrische Leistung für einen weiteren Betrieb liefern könnte.
Anteil bedeutet ein Teil, der kleiner ist als 100%. Die freigegebene Kapazität ist also stets kleiner als die maximal verfügbare Kapazität. So kann durch eine Entlade-Abschaltschwelle und/oder eine Lade-Abschaltschwelle nur ein Anteil der maximal verfügbaren Kapazität durch die Steuerungseinrichtung freigegeben werden. Mit Lade-Abschaltschwelle ist gemeint, dass ein Aufladen des Akkus durch die Steuerungseinrichtung abgeschaltet wird, wenn der Akku bis zu einem vorgegebenen Schwellwert aufgeladen worden ist. Mit Entlade-Abschaltschwelle ist gemeint, dass die Steuerungseinrichtung eine Entnahme von elektrischer Leistung aus dem Akku stoppt, sobald der Akku bis zu einem vorgegebenen Schwellwert entladen worden ist. Insbesondere ist die Lade-Abschaltschwelle anfangs gleich oder kleiner als eine vom Akku-Hersteller empfohlene Ladeschlussspannung. Vorzugsweise ist die Entlade-Abschaltschwelle anfangs höher als die vom Akku-Hersteller empfohlene Entladeschlussspannung. Insbesondere sind die Lade-Abschaltschwelle und/oder die Entlade-Abschaltschwelle in der Steuerungseinrichtung oder einer Speichereinheit einer Datenverarbeitungseinrichtung hinterlegt.
Technische Gesamtlebensdauer meint die Zeit von dem Auslieferungszustand bis zu einer verfügbaren Kapazität nahe Null. Ein Akku, der das Ende der technischen Gesamtlebensdauer erreicht hat, was in der Regel nur durch einen Testaufbau im Labor möglich wäre, kann elektrische Energie nicht mehr speichern oder nicht mehr zur Verfügung stellen. Die technische Gesamtlebensdauer eines Akkus ist also stets länger als die Lebensdauer des Akkus im Sinne der vorliegenden Erfindung.
Das Vorsehen einer Steuerungseinrichtung, die so eingerichtet ist, dass bei dem Akku anfänglich nur ein Anteil einer maximal verfügbaren Kapazität des Akkus dem Haushaltsgerät freigegeben wird und erst zu einem späteren Zeitpunkt ein demgegenüber vergrößerter Anteil der maximal verfügbaren Kapazität freigegeben wird, ermöglicht eine Reihe von zum Teil synergetisch verknüpften Vorteilen, die nachfolgend erläutert werden.
Es wird ermöglicht, dass der Benutzer bei der akkubetriebenen Benutzung eine relativ flache Alterungskurve über die Zeit und Anzahl der Lade-/Entladezyklen wahrnimmt, obwohl der Akku für sich genommen eine stark oder steil abfallende, reale Alterungskurve aufweist. Der Verbraucher kann dann darauf vertrauen, dass er über sehr lange Zeiträume sein Haushaltsgerät stets in gleicher Weise einsetzen kann. Kann ein Verbraucher beispielsweise mit einem Akku-Staubsauger im Neuzustand drei Räume reinigen, so ist dies sehr viel später immer noch möglich, selbst wenn die maximal verfügbare Kapazität des Akkus inzwischen deutlich gesunken ist.
Dadurch, dass anfänglich nur ein Anteil einer maximal verfügbaren Kapazität des Akkus und erst zu einem späteren Zeitpunkt ein demgegenüber vergrößerter Anteil freigegeben wird, hat der Benutzer eine verbesserte Planungsgrundlage zur Planung seiner akkubetriebenen Benutzung. Denn der Benutzer kann sich längerfristig mit größerer Sicherheit auf eine im Wesentlichen konstante Akkulaufzeit verlassen.
Gegen Ende der Lebensdauer des Akkus fällt die Alterungskurve eines Akkus steil ab, so dass dem Benutzer eine mehr oder weniger plötzlich spürbar kürzere Akkulaufzeit auffällt, was allgemein als Defekt interpretiert wird. Dieses Empfinden kann durch die Erfindung hinausgezögert werden. Ein Verbraucher wird daher sein Haushaltsgerät länger nutzen, ohne der Meinung zu sein, der Akku sei defekt und das Haushaltsgerät daher praktisch unbrauchbar.
Ferner kann durch das Freigeben nur eines Anteils der maximal verfügbaren Kapazität der Akku besonders schonend geladen und entladen werden, so dass eine besonders lange Lebensdauer des Akkus ermöglicht werden kann.
In einer Ausführungsform wird der freigegebene Anteil der maximal verfügbaren Kapazität oder eine freigegebene Kapazität durch eine Lade-Abschaltschwelle und/oder eine Entlade-Abschaltschwelle festgelegt. Freigegebene Kapazität meint die absolut freigegebene Kapazität, die zur Versorgung mit elektrischer Energie dient. Die freigegebene Kapazität kann somit steuerungstechnisch besonders einfach im Wesentlichen konstant gehalten werden. Zudem kann der Anteil durch einen oder mehrere Faktoren unabhängig von dem Alter oder Alterungszustand des Akkus besonders einfach abhängig gemacht werden und dadurch ein besonders hoher Benutzungskomfort erzielt werden.
In einer Ausführungsform ist die Steuerungseinrichtung so eingerichtet ist, dass die freigegebene Kapazität von einem Auslieferungszeitpunkt bis zu einem Ende der Lebensdauer des Akkus im Wesentlichen konstant gehalten wird. Ein besonders konstant einsetzbares Haushaltsgerät kann hierdurch bereitgestellt werden. Falls die freigegebene Kapazität von bestimmten Faktoren unabhängig von dem Alter oder Alterungszustand des Akkus mitbestimmt wird, sind für die Beurteilung der im Wesentlichen konstanten freigegebenen Kapazität diese Faktoren konstant zu halten.
Bevorzugt ist die im Wesentlichen konstant gehaltene freigegebene Kapazität von dem Auslieferungszeitpunkt bis zu dem Ende der Lebensdauer des Akkus derart, dass die freigegebene Kapazität um höchstens 25%, bevorzugt höchstens 20%, besonders bevorzugt höchstens 15%, bis zum Erreichen von mindestens zwei Drittel, bevorzugt vier Fünftel, der technischen Gesamtlebensdauer abfällt. Eine in dieser Weise abfallende Kapazitätsfreigabecharakteristik führt grundsätzlich zu einer relativ flachen Kurve. Ein besonders konstant arbeitendes Haushaltsgerät kann so bereitgestellt werden.
In einer Ausführungsform wird der freigegebene Anteil der maximal verfügbaren Kapazität von einem Alterungszustand des Akkus abhängig gemacht und/oder der freigegebene Anteil der maximal verfügbaren Kapazität wird mit zunehmender Alterung des Akkus vergrößert. Insbesondere wird mit zunehmender Alterung des Akkus die Entlade-Abschaltschwelle angehoben und/oder die Lade-Abschaltschwelle abgesenkt. Der Benutzer nimmt dadurch auch eine in Wirklichkeit schnelle Alterung des Akkus nicht wahr. Er kann also sein Haushaltsgerät immer so einsetzen, wie er dies von Anfang an gewohnt war.
In einer Ausführungsform wird der Alterungszustand oder die Alterung des Akkus durch in der Steuerungseinrichtung hinterlegte Referenzwerte oder eine Referenzkurve bestimmt, d.h. berechnet, oder durch ein Messen einer alterungsabhängigen Eigenschaft des Akkus ermittelt, also gemessen und/oder berechnet.
Der Alterungszustand oder die Alterung sowie die Referenzwerte oder eine Referenzkurve sind insbesondere von der Zeit und/oder der Anzahl von Lade-/Entladezyklen abhängig. Referenzwerte oder eine Referenzkurve bilden auf Basis einer historischen Referenzmessung des Akkus, mindestens eines baugleichen Akkus oder eines vergleichbaren Akku-Typs beispielsweise eine typische Alterungskurve der verfügbaren Kapazität über die Zeit oder die Anzahl von Lade-/Entladezyklen ab, so dass für einen bestimmten Zeitpunkt oder eine bestimmte Anzahl erfolgter Lade-/Entladezyklen in Abhängigkeit von dem entsprechenden hinterlegten Referenzwert oder Datenpunkt der Referenzkurve die Lade-Abschaltschwelle und/oder die Entlade-Abschaltschwelle festgelegt werden kann, um den freigegebenen Anteil der maximal verfügbaren Kapazität anzupassen.
Eine alterungsabhängige Eigenschaft des Akkus ist in der Regel eine physikalische oder chemische Zustandsgröße wie z.B. der Innenwiderstand des Akkus, aber nicht die Zeit oder die Anzahl von Lade-/Entladezyklen. Eine besonders genaue Anpassung des freigegebenen Anteils der maximal verfügbaren Kapazität an den realen, aktuellen Alterungszustand des Akkus kann so ermöglicht werden.
In einer Ausführungsform ist die alterungsabhängige Eigenschaft des Akkus der elektrische Innenwiderstand des Akkus oder die relaxierte Akkuspannung und/oder eine Widerstandsmesseinheit zum Messen des elektrischen Innenwiderstands oder eine Akkuspannungsmesseinheit zur Messung der relaxierten Akkuspannung sind vorgesehen. Die Widerstandsmesseinheit und/oder die Akkuspannungsmesseinheit sind insbesondere als eine gemeinsame Elektronikeinheit oder zwei getrennte Elektronikeinheiten ausgestaltet und/oder entweder in einer Schaltanordnung der Steuerungseinrichtung integriert oder über eine Schnittstelle mit der Steuerungseinrichtung verbunden. Durch Bestimmen der Alterung oder des Alterungszustandes des Akkus auf Basis des elektrischen Innenwiderstands oder der relaxierten Akkuspannung bzw. durch das Vorsehen einer Widerstandsmesseinheit oder einer Akkuspannungsmesseinheit kann die Alterung oder der Alterungszustand mit besonders geringem Aufwand ermittelt werden. Bei Vorsehen der Widerstandsmesseinheit und der Akkuspannungsmesseinheit kann besonders wirkungsvoll die freigegebene Kapazität im Wesentlichen konstant gehalten werden.
In einer Ausführungsform ist die Widerstandsmesseinheit so eingerichtet, dass der elektrische Innenwiderstand lastabhängig ermittelt wird. Eine lastabhängige Ermittlung des Alterungszustandes des Akkus wird so ermöglicht.
In einer Ausführungsform ist die Widerstandsmesseinheit so eingerichtet, dass bei vollgeladenem Akku insbesondere kurz oder unmittelbar vor einem Zuschalten einer Last ein erster Spannungswert gemessen oder ermittelt wird und insbesondere kurz oder unmittelbar nach dem Zuschalten der Last ein zweiter Spannungswert gemessen oder ermittelt wird. Der erste Spannungswert und der zweite Spannungswert werden also unmittelbar beim Start einer Entladung ermittelt. Spannungswert meint die analoge Spannung oder ein aus der gemessenen Spannung ermittelter digitaler Wert. Die Last wird bevorzugt durch den oder die elektrischen Verbraucher des Haushaltsgerätes erzeugt. Alternativ kann auch eine Last durch die Widerstandsmesseinheit zum Zwecke des Ermittelns des ersten und zweiten Spannungswertes erzeugt werden. Durch Ermitteln der Spannungswerte vor und nach Zuschalten einer Last, insbesondere unmittelbar beim Start einer Entladung, kann der Alterungszustand des Akkus besonders präzise ermittelt werden.
In einer Ausführungsform ist die Widerstandsmesseinheit so eingerichtet, dass der Laststrom der Last gemessen oder ermittelt wird und/oder aus dem ersten Spannungswert, dem zweiten Spannungswert und dem Laststrom ein lastabhängiger elektrischer Innenwiderstandskennwert bestimmt oder berechnet wird. Durch Ermitteln des lastabhängigen elektrischen Innenwiderstandskennwertes des Akkus kann besonders zuverlässig der Alterszustand des Akkus bestimmt werden.
In einer Ausführungsform werden der erste Spannungswert und der zweite Spannungswert voneinander abgezogen (ΔU) und durch den Laststrom (I_Last) dividiert, sodass sich daraus der lastabhängige Innenwiderstandskennwert R_I ergibt, der vorzugsweise folgende Gleichung erfüllt: R_I = ΔU / I_Last
Der beschriebene Innenwiderstandskennwert R_I erlaubt ein lastabhängiges Anpassen der Lade- und Entlade-Abschaltschwellen auf besonders einfache Weise. Vorzugsweise wird ein Puffer, z.B. 10%, bei der Ermittlung und Anpassung der oberen und/oder unteren Abschaltschwellen berücksichtigt, um den Akku nicht zu überladen oder einen hinreichenden Abstand von der Grenze zur Tiefenentladung einzuhalten.
In einer Ausführungsform ist die Akkuspannungsmesseinheit so eingerichtet, dass im Anschluss an ein Entladen des Akkus nach Ablauf einer insbesondere vorgegebenen Relaxationszeit oder mit Erreichen einer vorgegebenen Temperatur ein relaxierter Akkuspannungswert ermittelt wird. Das Entladen des Akkus ist bevorzugt ein vollständiges Entladen grundsätzlich bis zur Entlade-Abschaltschwelle. Das Entladen des Akkus kann durch den Benutzer im Rahmen der gewöhnlichen Benutzung oder auf spezielle Anweisung durch das Haushaltsgerät hin erfolgen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Akkuspannungsmesseinheit selbstständig zum Zweck der Ermittlung des relaxierten Akkuspannungswertes das Entladen des Akkus durchgeführt.
Relaxationszeit meint eine Wartezeit, in der sich die elektrischen Verbraucher oder das Haushaltsgerät im Wesentlichen in Ruhe befinden, so dass der Akku in einen Grundzustand oder Gleichgewichtszustand übergehen kann oder entsprechende Relaxationsprozesse in Richtung eines Grundzustands oder Gleichgewichtszustands bereits eingesetzt haben. Vorzugsweise wird eine Relaxationszeit als ein fester oder von mindestens einer Eingangsgröße abhängiger variabler Wert hinterlegt. Bevorzugt wird eine feste Relaxationszeit von ungefähr einer Stunde eingestellt. Durch das Ermitteln des relaxierten Akkuspannungswert nach Ablauf einer Relaxationszeit kann der aktuelle Alterungszustand des Akkus und die damit verbundene reduzierte verfügbare Akkukapazität besonders präzise und zuverlässig ermittelt werden.
Bei Akkus ist häufig eine Betriebstemperatur oberhalb der Raumtemperatur feststellbar. Im Ruhezustand kühlt der Akku daher ab. Es mag zudem Relaxationsprozesse geben, die erst bei Temperaturen unterhalb der üblichen Betriebstemperatur einsetzen. Bevorzugt werden als die vorgegebene Temperatur mindestens 35°C und/oder höchstes 42°C eingestellt, besonders bevorzugt ungefähr 38°C. Insbesondere wird die Temperatur von dem unten beschriebenen Temperatursensor erhalten und/oder digital weiterverarbeitet. Durch das Ermitteln des relaxierten Akkuspannungswert bei Erreichen einer vorgegebenen Temperatur kann der aktuelle Alterungszustand des Akkus und die damit verbundene reduzierte verfügbare Akkukapazität ebenso besonders präzise ermittelt werden.
In einer Ausführungsform ist die Steuerungseinrichtung so eingerichtet, dass der Alterungszustand des Akkus auf Basis des lastabhängig ermittelten Innenwiderstands oder der lastabhängige elektrische Innenwiderstandskennwert unmittelbar beim Start einer Entladung bestimmt wird. Eine besonders präzise Alterszustandsbestimmung wird so erzielt.
In einer Ausführungsform ist die Steuerungseinrichtung so eingerichtet, dass der Alterungszustand des Akkus auf Basis eines Spannungshubs als die Differenz aus einer Akkuspannung bei Erreichen der Entlade-Abschaltschwelle und des relaxierten Akkuspannungswertes bestimmt wird. Der Spannungshub vergrößert sich wie in 3 dargestellt mit zunehmender Alterung des Akkus und kann daher besonders zuverlässig zur Bestimmung des Alterungszustandes des Akkus herangezogen werden.
Eine besonders zuverlässige und präzise Bestimmung einer Restlebensdauer sowie einer alterungsabhängigen und lastabhängigen Anpassung der Entlade-Abschaltschwelle und Lade-Abschaltschwelle für den Akkus können erzielt werden, in dem sowohl der lastabhängige elektrische Innenwiderstandskennwert unmittelbar beim Start einer Entladung als auch der Spannungshubs zur Bestimmung des Alterungszustandes des Akkus genutzt werden.
In einer Ausführungsform ist ein Temperatursensor zum Messen der aktuellen Temperatur des Akkus vorgesehen und/oder die gemessene Temperatur wird für ein Anpassen der Entlade-Abschaltschwelle genutzt. Ein Ermitteln des Alterungszustandes des Akkus kann so unterstützt und/oder der Akku vor Beschädigung durch Überhitzung geschützt werden.
In einer Ausführungsform ist die Steuerungseinrichtung so eingerichtet, dass die Entlade-Abschaltschwelle in Abhängigkeit von der aktuell von dem Akku gelieferten elektrischen Leistung oder einer elektrisch leistungsrelevanten Benutzereinstellung angepasst wird. Die elektrische Leistung ist das Produkt aus Stromstärke und Spannung. Elektrisch leistungsrelevante Benutzereinstellung meint eine Benutzereinstellung an dem Haushaltsgerät, bei der eine Änderung durch den Benutzer eine unmittelbare Auswirkung auf den elektrischen Leistungsbedarf des Haushaltsgerätes hat. Eine solche elektrisch leistungsrelevante Benutzereinstellung ist insbesondere die Leistungsstufe bei einem Staubsauger, mit der die Saugstärke oder Saugleistung durch den Benutzer eingestellt werden kann. Eine leistungsbedarfsabhängige oder leistungsabhängige Anpassung des Anteils der maximal verfügbaren Kapazität oder insbesondere der Entlade-Abschaltschwelle kann so ermöglicht und damit der Benutzungskomfort erhöht und der Akku geschont werden.
In einer Ausführungsform ist die Steuerungseinrichtung so eingerichtet, dass je höher die aktuell gelieferte elektrische Leistung des Akkus oder die leistungsrelevante Benutzereinstellung sind, desto niedriger wird die Entlade-Abschaltschwelle.
Auf diese Weise kann der interne Spannungsabfall des Akkus kompensiert oder zumindest teilweise kompensiert werden und dem Benutzer bei kurzzeitigen Anwendungen mit hohem Leistungsbedarf für die Zeit dieses Leistungsbedarfs oder dieser hohen leistungsrelevanten Benutzereinstellung ein größerer Anteil der maximal verfügbaren Kapazität des Akkus freigeben und nutzbar gemachen werden. Bei höheren Strömen oder höheren Leistungsstufen kann der Akku allgemein weniger Kapazität liefern als bei niedrigeren Strömen. Dennoch merkt der Benutzer bei Realisierung dieser Ausführungsform selbst bei großem Leistungsbedarf nicht oder zumindest weniger spürbar, dass die verfügbare Kapazität in Wirklichkeit stärker abfällt und dem Benutzer normalerweise nur ein reduzierter Anteil der maximal verfügbaren Kapazität freigegeben wird.
In einer Ausführungsform ist die leistungsrelevante Benutzereinstellung eine durch den Benutzer einstellbare Leistungsstufe und/oder für jede Leistungsstufe ist eine eigene Entlade-Abschaltschwelle hinterlegt, die niedriger wird, je höher die Leistungsstufe ist. Je höher die Leistungsstufe ist, desto höher ist der elektrische Leistungsbedarf durch den oder die elektrischen Verbraucher des Haushaltsgerätes bei sonst gleicher Anwendung. Durch eigene Entlade-Abschaltschwellen für jede Leistungsstufe kann eine auf die jeweilige Leistungsstufe optimierte Entlade-Abschaltschwelle vorgesehen werden. In einer Ausführungsform ist für jede Leistungsstufe eine feste Entlade-Abschaltschwelle hinterlegt, um besonders einfach und schnell die Entlade-Abschaltschwelle anpassen zu können.
In einer Ausführungsform wird ein Look-Up-Table eingesetzt, um die Entlade-Abschaltschwelle und/oder Lade-Abschaltschwelle in Abhängigkeit von einer oder mehrerer Eingangsgrößen auszugeben. Dies ermöglicht eine besonders schnelle Datenverarbeitung. Insbesondere wird der Look-Up-Table über einen Cloud-Service vorzugsweise adaptiv der Steuerungseinrichtung zur Verfügung gestellt. Eine Optimierung eines Algorithmus oder des Look-Up-Tables oder eine Erneuerung der Referenzdaten kann so für alle Benutzer gleichzeitig besonders effizient erfolgen.
In einer technisch einfachen Ausgestaltung der Erfindung wird durch die Steuerungseinrichtung eine maximale Betriebsdauer vorgegeben, die beginnt, wenn der Akku vollständig aufgeladen ist. Ist der Akku aufgeladen, so steuert die Steuerungseinrichtung das Haushaltsgerät so, dass dieses eine Stunde lang betrieben werden kann. Danach muss der Akku wieder aufgeladen werden, um das Haushaltsgerät weiter nutzen zu können. Da im Laufe der Zeit die maximal verfügbare Kapazität sinkt, steigt folglich der Anteil der durch die Steuerung freigegebenen Kapazität. Über die gesamte Lebenszeit des Akkus kann ein Benutzer das Haushaltsgerät in immer gleicher Weise einsetzen, obwohl die maximal verfügbare Kapazität sinkt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Kapazitätsfreigabe bei einem Akku insbesondere für ein Haushaltsgerät vorzugsweise gemäß des eingangs beschriebenen Aspekts der Erfindung, wobei bei dem Akku anfänglich nur ein Anteil einer maximal verfügbaren Kapazität des Akkus freigegeben wird und erst zu einem späteren Zeitpunkt ein demgegenüber vergrößerter Anteil der maximal verfügbaren Kapazität freigegeben wird.
Verfahrensabläufe oder Prozesse aus der Beschreibung des Haushaltsgerätes, der Steuerungseinheit, der Widerstandsmesseinheit und/oder der Akkuspannungsmesseinheit des eingangs beschriebenen Aspektes der Erfindung bilden besonders bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Darüber hinaus sind die Kennzeichnungsteile der abhängigen Ansprüche des eingangs beschriebenen Aspektes der Erfindung dazu bestimmt, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kombiniert zu werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung umfassend Mittel zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft Computerprogrammprodukt umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung diese veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Merkmale der Ausführungsbeispiele und weiterer nachfolgend beschriebener alternativer oder ergänzender Ausgestaltungen können einzeln oder in einer Mehrzahl mit den beanspruchten Gegenständen kombiniert werden. Die beanspruchten Schutzbereiche sind nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt.
Es zeigen:

1: Schematische Darstellung des Aufbaus eines Haushaltsgerätes mit Komponenten zur Steuerung einer Kapazitätsfreigabe eines Akkus des Haushaltsgerätes;
2: Schematische Darstellung einer maximal verfügbaren Akku-Kapazität gegenüber einer freigegebenen Kapazität über die technische Gesamtlebensdauer betrachtet;
3: Exemplarische Messkurven von Stromstärke und Spannung über die Zeit und Lade-/Entladezyklen gegen Ende der Lebensdauer eines Akkus.

Die 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Haushaltsgerätes 1 mit einer Steuerungseinrichtung 3 zur Steuerung einer Kapazitätsfreigabe eines Akkus 2 des Haushaltsgerätes 1. Zur Ermittlung des Alterungszustandes des Akkus 2 ist eine Widerstandsmesseinheit 4, eine Akkuspannungsmesseinheit 5 und/oder ein Temperatursensor 6 vorgesehen, die entweder in der Steuerungseinrichtung 3 integriert oder über eine Datenschnittstelle mit der Steuerungseinrichtung 3 verbunden sind.
Nicht dargestellt ist ein elektrischer Verbraucher wie z.B. ein Elektromotor, der durch den Akku 2 mit elektrischer Energie versorgt wird. Wenn das Haushaltsgerät 1 in einer Ausführungsform ein Staubsauger ist, dient der Elektromotor zum Antreiben eines Sauggebläses. Über einen Schalter 9 kann der Benutzer manuell eine elektrisch leistungsrelevante Benutzereinstellung vornehmen wie z.B. die Leistungsstufe einstellen, die im Falle eines Staubsaugers als das Haushaltsgerät 1 die Saugkraft bestimmt. Hierbei gilt, dass je höher die Leistungsstufe ist, desto höher ist die erreichbare Saugkraft, die eine entsprechend höhere elektrische Leistung bei höherer Stromstärke verlangt. Die Steuerungseinrichtung 3 umfasst insbesondere eine Speichereinheit 8 und eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung 7 beispielsweise mit einem Prozessor und/oder Analog-DigitalWandler. Bevorzugt ist in der Speichereinheit 8 für jede Leistungsstufe eine feste Entladeschlussspannung hinterlegt. Je höher die Leistungsstufe, desto niedriger ist die Entladeschlussspannung. Auf diese Weise wird der interne Spannungsabfall (vgl. 3), der bei höheren Stromstärken noch stärker ausgeprägt ist, zumindest teilweise kompensiert und die volle Kapazität des Akku-Packs kann besser genutzt werden.
Insbesondere ist die Steuerungseinrichtung 3 in der Lage, den Innenwiderstand des Akkus 2 aus dem lastabhängigen Spannungsabfall zu ermitteln. Die Bestimmung des Spannungsfalls wird mit einem vollgeladenem Akku oder Akku-Pack durchgeführt. Kurz vor dem Zuschalten der Last wird eine erste Spannung oder ein erster Spannungswert bestimmt und kurz nach Einschalten der Last wird eine zweite Spannung oder ein zweiter Spannungswert bestimmt. Diese Spannungen bzw. Spannungswerte werden voneinander abgezogen und durch den Laststrom dividiert, sodass sich der lastabhängige Innenwiderstand ergibt. Aus dieser Innenwiderstandsbestimmung wird bevorzugt der Alterungszustand ermittelt, um auf dieser Basis die bisherigen lastabhängigen Entladeabschaltschwellen anzupassen. Nach Entladeende wird nach einer gewissen Zeit, z.B. eine Stunde, oder Temperatur, z.B. 38°C, die relaxierte Zellspannung gemessen, welche die eigentliche Entladetiefe der Zelle definiert. Mit dem lastabhängigen Innenwiderstand bei Start der Entladung sowie einem ermittelten Spannungshub aus Abschaltspannung und relaxierter Zellspannung (vgl. 3) lässt sich eine neue Lebensdauer bzw. Restlebensdauer und lastabhängige Entlade-Abschaltschwelle festlegen. Zusätzlich lässt sich auch die Temperatur des Akkus 2 bzw. Akku-Packs als weiteres Maß für die Errechnung der Entlade-Abschaltschwelle festlegen. Die neue Entlade-Abschaltschwelle wird in der Speichereinheit 8 insbesondere als Look-Up-Table hinterlegt. Insbesondere ist ein Sicherheitspuffer hinterlegt, um die spezifizierten Grenzen des Akkus nicht zu verletzen.
Die 2 zeigt schematisch und exemplarisch ein Ergebnis, das durch die vorliegende Erfindung erreicht werden kann, wenn bei einem Haushaltsgerät 1 mit einem Akku 2 zum Versorgen des Haushaltsgerätes 1 mit elektrischer Energie eine Steuerungseinrichtung 3 so eingerichtet ist, dass bei dem Akku 2 anfänglich nur ein Anteil einer maximal verfügbaren Kapazität des Akkus 2 dem Haushaltsgerät freigegeben wird und erst zu einem späteren Zeitpunkt ein demgegenüber vergrößerter Anteil der maximal verfügbaren Kapazität freigegeben wird. Gezeigt sind zwei Kurvenverläufe, wobei auf der vertikalen Achse Kapazitätswerte und auf der horizontalen Achse zeitabhängige Werte aufgetragen sind. Die zeitabhängigen Werte repräsentieren die Dauer einer durchschnittlichen Benutzung über die technische Gesamtlebensdauer, wobei über die gesamte Zeit regelmäßig erfolgende, gleichförmige Lade-/Entladezyklen angenommen werden. Am Ende der technischen Gesamtlebensdauer kann der Akku 2 nicht mehr oder nicht mehr nennenswert aufgeladen werden, also elektrische Energie speichern oder das Haushaltsgerät 1 mit elektrischer Energie versorgen.
Die erste Kurve 10 zeigt den typischen Alterungsverlauf eines Akkus, der wie beim Stand der Technik üblich zum Versorgen eines Haushaltsgeräts 1 mit elektrischer Energie eingesetzt wird und vom Benutzer bis zur Ladeschlussspannung geladen und bis zur Entladeschlussspannung entladen werden kann oder wird. Die freigegebene Kapazität entspricht also stets der verfügbaren Kapazität. Die vertikale Achse beschreibt die verfügbare Kapazität. Die verfügbare Kapazität kann hier der maximal verfügbaren Kapazität gleichgesetzt werden. Im Zeitpunkt T₁ beträgt die verfügbare Kapazität nur noch 80%, d.h. 0,8 C_V, verglichen mit dem Auslieferungszeitpunt T₀ , d.h. 1,0 C_V, und beschreibt das Ende der Lebensdauer.
Die zweite Kurve 11 stellt die freigegebene Kapazität gemäß der vorliegenden Erfindung über die Gesamtlebensdauer dar. Im Zeitpunkt T₂ beträgt die freigegebene Kapazität 80%, d.h. 0,8 C_F, verglichen mit dem Auslieferungszeitpunt T₀ , d.h. 1,0 C_F, und beschreibt somit das Ende der Lebensdauer. Der ersten Kurve 10 und der zweiten Kurve 11 werden baugleiche Akkus mit identisch angenommenen Eigenschaften zum Auslieferungszeitpunkt T₀ zugrunde gelegt.
Die erste Kurve 10 fällt anfangs schräg ab. Der Abfall beginnt also mit einer näherungsweise konstant negativen, mittleren Steigung. Im Vergleich zur zweiten Kurve 11 wird das Ende der Lebensdauer im Zeitpunkt T₁ bei der ersten Kurve 11 daher deutlich früher erreicht. Der Kurvenverlauf der ersten Kurve 10 weist insgesamt eine immer größer werdende negative Steigung auf und fällt entsprechend immer stärker ab, bis sich die erste Kurve 10 schließlich nahezu vertikal dem Kapazitätswert Null annähert.
Im Vergleich zur ersten Kurve 10 fällt die zweite Kurve 11 anfangs flach mit im Wesentlichen konstanter, geringer negativer Steigung ab. Erst gegen Ende der Lebensdauer erfolgt eine signifikante Zunahme der negativen Steigung und die zweite Kurve 11 geht von einer flachen in eine steil abfallende Kurve über, um sich am Ende der technischen Gesamtlebensdauer ebenfalls näherungsweise vertikal dem Kapazitätswert von Null zu nähern.
Insbesondere ist anfangs unmittelbar nach dem Auslieferungszeitpunkt T₀ , also bei einem Auslieferungszustand des Akkus 2, die negative Steigung der zweiten Kurve 11 geringer als bei der ersten Kurve 10, so dass die zweite Kurve 11 flacher abfällt als die erste Kurve 10. Bevorzugt ist die negative Steigung der zweiten Kurve 11 am Ende der Lebensdauer und/oder am Ende der technischen Gesamtlebensdauer größer als bei der ersten Kurve 10. Vorzugsweise startet die zweite Kurve 11 bei einem niedrigeren Kapazitätswert zum Auslieferungszeitpunkt T₀ als die erste Kurve 10. Insbesondere weist die zweite Kurve 11 mindestens über die erste Hälfte der Lebensdauer, bevorzugt über mindestens zwei Drittel der Lebensdauer oder besonders bevorzugt über mindestens vier Fünftel der technischen Gesamtlebensdauer stets eine geringere negative Steigung auf als die erste Kurve 10. Vorzugsweise weist die zweite Kurve 11 frühestens ab zwei Drittel der Lebensdauer und/oder spätestens bei vier Fünftel oder neun Zehnteln der technischen Gesamtlebensdauer zu einem bestimmten Zeitpunkt die gleiche Steigung, z.B. die Steigung - 1, auf wie die erste Kurve 10, so dass beide Kurven in diesem bestimmten Zeitpunkt parallel verlaufen. Bevorzugt weist die zweite Kurve 11 frühestens nach zwei Drittel der Lebensdauer und/oder spätestens bei vier Fünftel oder neun Zehnteln der technischen Gesamtlebensdauer eine größere negative Steigung auf als die erste Kurve 10. Insbesondere treffen sich die erste Kurve 10 und die zweite Kurve 11 am Ende der technischen Gesamtlebensdauer oder nähern sich konvergent an.
Wie 2 zeigt, führt die der zweiten Kurve 11 zugrundliegende optimierte Lade-/Entladestrategie dazu, dass die durch den Benutzer wahrnehmbare Alterungskurve deutlich abflacht sowie ein späteres Erreichen des Lebensdauerendes, d.h. 80% Restkapazität, erzielt werden kann. Zu Beginn der Lebensdauer wird dem Benutzer nicht die volle Kapazität des Akkus 2 freigegeben, sondern nur ein durch die untere Entlade-Abschaltschwelle und obere Lade-Abschaltschwelle eingeschränkter Kapazitätsbereich. Auf diese Weise altert der Akku 2 anfangs weniger, nämlich kalendarisch durch die geringere obere effektive Ladeschlussspannung, d.h. die Ladespannung an der Lade-Abschaltschwelle, und zyklisch durch die höhere effektive Entladeschlussspannung, d.h. die Entladespannung an der Entlade-Abschaltschwelle. Erst nach einer gewissen Zeit und Anzahl von Lade-/Entladezyklen wird nach und nach die Lade-Abschaltschwelle gesenkt und die Entlade-Abschaltschwelle angehoben, um einen größeren Anteil der verfügbaren Kapazität freizugeben. Der Akku oder Akku-Pack altert dann zwar schneller, aber der Benutzer bekommt von dieser Alterung nichts mit. Technisch gesehen kann der Akku 2 somit auch bei eigentlich geringer Lebensdauer länger auf einer konstanten Akkulaufzeit betrieben werden. Nachdem die Lebensdauer für eine längere Zeit durch Adaptation des Betriebsbereiches konstant gehalten wird, fällt diese dann steil ab, sodass der Benutzer klar und eindeutig erkennt, wenn die Lebensdauer des Akkus 2 tatsächlich erreicht ist und ein Austausch tatsächlich stattfinden muss. Der Benutzer bemerkt somit die Akkualterung erst dann, wenn ein Austausch tatsächlich stattfinden muss.
Die 3 zeigt exemplarische Messkurven von Stromstärke und Spannung über die Zeit und Lade-/Entladezyklen gegen Ende der Lebensdauer eines Akkus, hier Sony 1s1p VTC6. Dargestellt ist die relaxierte Spannung über die eigentliche Entladetiefe entsprechend dem Alterungszustand des Akkus. Es ist zu erkennen, dass der Spannungshub als die Differenz aus einer Akkuspannung bei Erreichen der Entlade-Abschaltschwelle und des relaxierten Akkuspannungswertes mit zunehmender eigentlicher Entladetiefe zunimmt. Dieser Effekt wird mit einem steigenden Laststrom noch verstärkt. Die eigentliche Entladetiefe korreliert also mit der relaxierten Spannung, die durch das gezielte Senken der Entlade-Abschaltschelle nutzbar gemacht werden kann.

Claims

Haushaltsgerät (1) mit einem Akku (2) zum Versorgen des Haushaltsgerätes (1) mit elektrischer Energie, gekennzeichnet durch eine Steuerungseinrichtung (3), die so eingerichtet ist, dass bei dem Akku (2) anfänglich nur ein Anteil einer maximal verfügbaren Kapazität des Akkus (2) dem Haushaltsgerät freigegeben wird und erst zu einem späteren Zeitpunkt ein demgegenüber vergrößerter Anteil der maximal verfügbaren Kapazität freigegeben wird.
Haushaltsgerät (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der freigegebene Anteil der maximal verfügbaren Kapazität durch eine Lade-Abschaltschwelle und/oder eine Entlade-Abschaltschwelle festgelegt wird.
Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (3) so eingerichtet ist, dass die freigegebene Kapazität von einem Auslieferungszeitpunkt bis zu einem Ende der Lebensdauer des Akkus (2) im Wesentlichen konstant gehalten wird.
Haushaltsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der freigegebene Anteil der maximal verfügbaren Kapazität von einem Alterungszustand des Akkus (2) abhängig gemacht wird und/oder der freigegebene Anteil der maximal verfügbaren Kapazität mit zunehmender Alterung des Akkus (2) vergrößert wird.
Haushaltsgerät nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Alterungszustand oder die Alterung des Akkus (2) durch in der Steuerungseinrichtung (3) hinterlegte Referenzwerte oder eine Referenzkurve bestimmt wird oder durch ein Messen einer alterungsabhängigen Eigenschaft des Akkus (2) ermittelt wird.
Haushaltsgerät nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die alterungsabhängige Eigenschaft des Akkus (2) der elektrische Innenwiderstand des Akkus (2) oder die relaxierte Akkuspannung ist und/oder eine Widerstandsmesseinheit (4) zum Messen des elektrischen Innenwiderstand oder eine Akkuspannungsmesseinheit zur Messung der relaxierten Akkuspannung vorgesehen sind.
Haushaltsgerät nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstandsmesseinheit (4) so eingerichtet ist, dass der elektrische Innenwiderstand lastabhängig ermittelt wird und/oder bei vollgeladenem Akku (2) vor einem Zuschalten einer Last ein erster Spannungswert und nach dem Zuschalten der Last ein zweiter Spannungswert ermittelt wird.
Haushaltsgerät nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstandsmesseinheit (4) so eingerichtet ist, dass der Laststrom der Last ermittelt wird und/oder aus dem ersten Spannungswert, dem zweiten Spannungswert und dem Laststrom ein lastabhängiger elektrischer Innenwiderstandskennwert bestimmt wird.
Haushaltsgerät nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Akkuspannungsmesseinheit (5) so eingerichtet ist, dass im Anschluss an ein Entladen des Akkus (2) nach Ablauf einer Relaxationszeit oder mit Erreichen einer vorgegebenen Temperatur ein relaxierter Akkuspannungswert ermittelt wird.
Haushaltsgerät nach einem der acht vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (3) so eingerichtet ist, dass der Alterungszustand des Akkus (2) auf Basis des lastabhängig ermittelten Innenwiderstands oder der lastabhängige elektrische Innenwiderstandskennwert unmittelbar beim Start einer Entladung und/oder eines Spannungshubs als die Differenz aus einer Akkuspannung bei Erreichen der Entlade-Abschaltschwelle und des relaxierten Akkuspannungswertes bestimmt wird.
Haushaltsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor (6) zum Messen der aktuellen Temperatur des Akkus (2) vorgesehen ist und/oder die gemessene Temperatur für ein Anpassen der Entlade-Abschaltschwelle genutzt wird.
Haushaltsgerät nach einem der zehn vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (3) so eingerichtet ist, dass die Entlade-Abschaltschwelle in Abhängigkeit von der aktuell von dem Akku (2) gelieferten elektrischen Leistung oder einer elektrisch leistungsrelevanten Benutzereinstellung angepasst wird.
Haushaltsgerät nach dem vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (3) so eingerichtet ist, dass die Entlade-Abschaltschwelle um so niedriger wird, je höher die aktuell gelieferte elektrische Leistung des Akkus (2) oder die leistungsrelevante Benutzereinstellung sind.
Haushaltsgerät nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die leistungsrelevante Benutzereinstellung eine durch den Benutzer einstellbare Leistungsstufe ist und/oder dass für jede Leistungsstufe eine eigene Entlade-Abschaltschwelle hinterlegt ist, die niedriger wird, je höher die Leistungsstufe ist.
Verfahren zur Steuerung einer Kapazitätsfreigabe bei einem Akku insbesondere für ein Haushaltsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei dem Akku (2) anfänglich nur ein Anteil einer maximal verfügbaren Kapazität des Akkus (2) dem Haushaltsgerät freigegeben wird und erst zu einem späteren Zeitpunkt ein demgegenüber vergrößerter Anteil der maximal verfügbaren Kapazität freigegeben wird.