DE102019204362A1 - Verfahren zu einem adaptiven Schnellladen eines Akkupacks - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zu einem adaptiven Schnellladen eines Akkupacks, insbesondere eines Wechselakkupacks für Elektrowerkzeugmaschinen, mittels eines Akkuladegeräts, wobei in zumindest einem Verfahrensschritt zumindest eine Spannung und eine Temperatur des Akkupacks (12), insbesondere einer Akkuzelle des Akkupacks (12), mittels einer Erfassungseinheit (16) kontinuierlich oder periodisch erfasst werden, und wobei in zumindest einem Verfahrensschritt ein Ladestrom des Akkuladegeräts (10) mittels einer Steuer- und/oder Regeleinheit (18) des Akkuladegeräts (10) in Abhängigkeit von der erfassten Spannung und/oder der erfassten Temperatur des Akkupacks (12) angepasst wird, wobei in zumindest einem Verfahrensschritt mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit (18) zu einer Anpassung des Ladestroms zumindest ein, insbesondere akkutypischer, Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur berücksichtigt wird.Es wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere vor einem Starten des Ladevorgangs, der, insbesondere akkutypische, Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur mittels einer, insbesondere kabellosen, Kommunikationseinheit (20) von einer Speichereinheit (22) des Akkupacks (12) und/oder des Akkuladegeräts (10) an die Steuer- und/oder Regeleinheit (18) übertragen wird.

Description

  • Stand der Technik
  • Es ist bereits ein Verfahren zu einem adaptiven Schnellladen eines Akkupacks mittels eines Akkuladegeräts vorgeschlagen worden, wobei in zumindest einem Verfahrensschritt zumindest eine Spannung und eine Temperatur des Akkupacks mittels einer Erfassungseinheit kontinuierlich oder periodisch erfasst werden, und wobei in zumindest einem Verfahrensschritt ein Ladestrom des Akkuladegeräts mittels einer Steuer- und/oder Regeleinheit des Akkuladegeräts in Abhängigkeit von der erfassten Spannung und/oder der erfassten Temperatur des Akkupacks angepasst wird, wobei in zumindest einem Verfahrensschritt mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit zu einer Anpassung des Ladestroms zumindest ein Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur berücksichtigt wird.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zu einem adaptiven Schnellladen eines Akkupacks, insbesondere eines Wechselakkupacks für Elektrowerkzeugmaschinen, mittels eines Akkuladegeräts, wobei in zumindest einem Verfahrensschritt zumindest eine Spannung und eine Temperatur des Akkupacks, insbesondere einer Akkuzelle des Akkupacks, mittels einer Erfassungseinheit kontinuierlich oder periodisch erfasst werden, und wobei in zumindest einem Verfahrensschritt ein Ladestrom des Akkuladegeräts mittels einer Steuer- und/oder Regeleinheit des Akkuladegeräts in Abhängigkeit von der erfassten Spannung und/oder der erfassten Temperatur des Akkupacks angepasst wird, wobei in zumindest einem Verfahrensschritt mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit zu einer Anpassung des Ladestroms zumindest ein, insbesondere akkutypischer, Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur berücksichtigt wird.
  • Es wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere vor einem Starten des Ladevorgangs, der, insbesondere akkutypische, Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur mittels einer, insbesondere kabellosen, Kommunikationseinheit von einer Speichereinheit des Akkupacks und/oder des Akkuladegeräts an die Steuer- und/oder Regeleinheit übertragen wird.
  • Vorzugsweise wird mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit der Ladestrom des Akkuladegeräts in Abhängigkeit von der erfassten Temperatur und/oder der erfassten Spannung derart angepasst, dass eine gesamte Ladezeit des Akkupacks gering gehalten werden kann. Bevorzugt ist die gesamte Ladezeit des Akkupacks eine Zeit, die benötigt wird, den Akkupack mittels des Ladegeräts von einem Anfangsladezustand zu einem vorbestimmten Endladezustand aufzuladen. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt ein Endladezustand von einem Benutzer und/oder einer externen Einheit eingestellt und/oder vorgegeben. Vorteilhafterweise wird die Spannung und/oder die Temperatur mittels der Erfassungseinheit am Akkupack erfasst. Es ist aber auch denkbar, dass mittels der Erfassungseinheit eine Spannung und/oder eine Temperatur einer Akkuzelle des Akkupacks erfasst wird, wobei insbesondere eine Anpassung des Ladestroms in Abhängigkeit von der Spannung und/oder der Temperatur der Akkuzelle des Akkupacks erfolgt. Vorzugsweise erfolgt eine Erfassung der Spannung und der Temperatur des Akkupacks mittels zumindest eines Erfassungselements der Erfassungseinheit, welches insbesondere einteilig mit einer Aufnahmeschnittstelle, insbesondere mit einem elektrischen Kontakt der Aufnahmeschnittstelle, des Akkuladegeräts ausgebildet ist. Es ist aber auch denkbar, dass die Spannung und/oder die Temperatur des Akkupacks und/oder der Ladestrom von einer im Akkupack angeordneten, insbesondere elektronischen, Erfassungseinheit des Akkupacks erfasst werden und über die Aufnahmeschnittstelle an das Akkuladegerät übertragen wird/werden. Unter einer „Steuer- und/oder Regeleinheit“ soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einer Steuerelektronik verstanden werden. Unter einer „Steuerelektronik“ soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Darunter, dass der, insbesondere akkutypische, Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur zu einer Anpassung des Ladestroms berücksichtigt wird soll insbesondere verstanden werden, dass eine Anpassung des Ladestroms mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit bei einem Über- oder Unterschreiten des Grenzwerts der Spannung und/oder der Temperatur erfolgt. Vorzugsweise werden/wird die erfasste Spannung und/oder die erfasste Temperatur mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit periodisch oder kontinuierlich mit dem Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur verglichen. Bevorzugt ist einem Wert des Ladestroms zumindest ein, insbesondere akkutypischer, Grenzwert der Spannung und/oder Temperatur zugeordnet. Besonders bevorzugt wird mittels der Kommunikationseinheit der Wert des Ladestroms zusammen mit dem zugeordneten Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur von der Speichereinheit des Akkupacks und/oder des Akkuladegeräts an die Steuer- und/oder Regeleinheit übertragen.
  • Vorteilhafterweise ist der Akkupack als Wechselakkupack für Elektrowerkzeugmaschinen ausgebildet und umfasst insbesondere zumindest eine Akkuzelle. Vorzugsweise ist die Akkuzelle als lithiumbasierte Akkuzelle, beispielsweise als Li-Ion-Akkuzelle, als Li-Po-Akkuzelle o. dgl., ausgebildet. Es ist denkbar, dass das Verfahren auch auf andere Akkuzellen anwendbar ist. Bevorzugt ergibt sich eine Akkuspannung des Akkupacks aus einer Verschaltung von Akkuzellen des Akkupacks. Vorzugsweise weist der Akkupack eine Akkuspannung von 3,6V, 7,2 V, 10,8 V, 14,4 V, 18 V, 36 V o.dgl. auf. Unter einer „Elektrowerkzeugmaschine“ soll insbesondere ein Gerät zur Bearbeitung von Werkstücken mittels eines elektrisch angetriebenen Werkzeugs verstanden werden. Beispielsweise ist die Elektrowerkzeugmaschine als Bohrmaschine, als Schrauber, als Schleifer, als Säge o. dgl. ausgebildet.
  • Vorteilhafterweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt ein Wert des Ladestroms nach einem Überschreiten des, insbesondere akkutypischen, Grenzwerts der Spannung und/oder der Temperatur auf einen weiteren Wert verringert. Bevorzugt ist der, insbesondere akkutypische, Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur dem Wert des Ladestroms zugeordnet. Vorzugsweise wird der Wert des Ladestroms zusammen mit dem, insbesondere akkutypischen, Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur von der Speichereinheit des Akkupacks und/oder des Akkuladegeräts an die Steuer- und/oder Regeleinheit übertragen. Vorzugsweise wird in zumindest einem, insbesondere weiteren, Verfahrensschritt zu einer Anpassung des Ladestroms, welcher den weiteren Wert aufweist, zumindest ein weiterer, insbesondere akkutypischer, Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur berücksichtigt, welcher insbesondere einen höheren Wert aufweist als der Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur, insbesondere eines vorherigen Verfahrensschritts. Bevorzugt ist der weitere, insbesondere akkutypische, Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur dem weiteren Wert des Ladestroms zugeordnet. Vorzugsweise wird der weitere Wert des Ladestroms zusammen mit dem weiteren, insbesondere akkutypischen, Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur von der Speichereinheit des Akkupacks und/oder des Akkuladegeräts an die Steuer- und/oder Regeleinheit übertragen.
  • Bevorzugt erfolgt in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere wenn der Ladestrom einen Wert von 6 A aufweist, bei einem Überschreiten eines Grenzwerts der Spannung, der insbesondere einer Spannung von zumindest 4,2 V entspricht, ein Laden des Akkupacks mit einer konstanten Spannung (CV-Phase), insbesondere unabhängig von dem Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt mittels der Erfassungseinheit der Ladestrom des Akkuladegeräts, insbesondere periodisch oder kontinuierlich, erfasst. Bevorzugterweise erfolgt ein Ladevorgang des Akkupacks mit einer konstanten Spannung (CV-Phase), bis ein anderer Grenzwert des Ladestroms unterschritten wird. Alternativ ist denkbar, dass der Ladevorgang bei einem Überschreiten des Grenzwerts der Spannung, der insbesondere einer Spannung von zumindest 4,2 V entspricht, beendet wird. Es ist aber auch denkbar, dass der Ladevorgang bei einem Überschreiten eines anderen Grenzwerts der Spannung und/oder der Temperatur beendet wird, welcher insbesondere von einem Benutzer und/oder einer externen Einheit vorgegeben wird. Vorzugsweise wird bei einer Überschreitung eines Werts der erfassten Temperatur von 60°C, besonders bevorzugt 50°C, der Ladevorgang mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit abgebrochen.
  • Vorteilhafterweise erfolgt ein Laden des Akkupacks in zumindest einem Verfahrensschritt nach einer, insbesondere vordefinierten, Schrittabfolge, wobei einzelne Schritte nacheinander durchgeführt werden und bei einem Erreichen eines dem jeweiligen Schritt zugeordneten Grenzwerts der Spannung und/oder der Temperatur eine Anpassung des Ladestroms gemäß eines Werts des Ladestroms des jeweiligen nächsten Schritts erfolgt. Vorzugsweise wird in einem ersten Schritt der Akkupack über das Akkuladegerät mit einem, insbesondere maximalen, Ladestrom geladen. Insbesondere ist der maximale Ladestrom ein für den Akkupack maximal zulässiger Ladestrom. Vorteilhafterweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem ersten Schritt, bei einer Überschreitung eines ersten Grenzwerts der Spannung und/oder der Temperatur der Ladestrom im Vergleich zum maximalen Ladestrom reduziert, wobei in einen, einem reduzierten Wert des Ladestroms entsprechenden, zweiten Schritt übergegangen wird. Bevorzugt wird in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem zweiten Schritt, bei einer Überschreitung eines zweiten Grenzwerts der Spannung und/oder der Temperatur der Ladestrom im Vergleich zum ersten Schritt weiter reduziert, wobei in einen, einem reduzierten weiteren Wert des Ladestroms entsprechenden, dritten Schritt übergegangen wird. Vorteilhafterweise weist jeder Schritt der Schrittabfolge zumindest einen Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur auf.
  • Eine erste beispielhafte Schrittabfolge weist in einem ersten Schritt einen Ladestrom von 8 A auf, wobei bei einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Spannung von 4,1 V oder einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Temperatur von 45°C der Ladestrom auf einen Wert von 6 A verringert wird. In einem zweiten Schritt der ersten beispielhaften Schrittabfolge wird bei einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Spannung von 4,2 V der Akkupack in einem dritten Schritt bei einer konstanten Spannung von 4,2 V weiter geladen. Wird in dem dritten Schritt ein Wert des Ladestroms von 100 mA unterschritten, wird der Ladevorgang beendet. Eine zweite beispielhafte Schrittabfolge weist in einem ersten Schritt einen Ladestrom von 12 A auf, wobei bei einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Spannung von 3,9 V oder einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Temperatur von 40°C der Ladestrom auf einen Wert von 6 A verringert wird. In einem zweiten Schritt der zweiten beispielhaften Schrittabfolge wird bei einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Spannung von 4,2 V der Akkupack in einem dritten Schritt bei einer konstanten Spannung von 4,2 V weiter geladen. Wird in dem dritten Schritt ein Wert des Ladestroms von 100 mA unterschritten, wird der Ladevorgang beendet. Eine dritte beispielhafte Schrittabfolge weist in einem ersten Schritt einen Ladestrom von 12 A auf, wobei bei einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Spannung von 3,9 V oder einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Temperatur von 40°C der Ladestrom auf einen Wert von 10 A verringert wird. In einem zweiten Schritt der dritten beispielhaften Schrittabfolge wird bei einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Spannung von 4,0 V oder einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Temperatur von 42°C der Ladestrom auf einen Wert von 8 A verringert. In einem dritten Schritt der dritten beispielhaften Schrittabfolge wird bei einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Spannung von 4,1 V oder einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Temperatur von 45°C der Ladestrom auf einen Wert von 6 A verringert. In einem vierten Schritt der dritten beispielhaften Schrittabfolge wird bei einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Spannung von 4,2 V der Akkupack in einem fünften Schritt bei einer konstanten Spannung von 4,2 V weiter geladen. Wird in dem fünften Schritt ein Wert des Ladestroms von 100 mA unterschritten, wird der Ladevorgang beendet. Es sind jedoch auch andere Ausgestaltungen der Schrittabfolge denkbar. Insbesondere sind Grenzwerte der Spannung und/oder der Temperatur und/oder Werte des Ladestroms abhängig von einer Ausgestaltung des zu ladenden Akkupacks. Bevorzugt sind die hier genannten Werte des Ladestroms und die Grenzwerte der Spannung und/oder der Temperatur für eine Akkuzelle des Akkupacks angegeben.
  • Vorzugsweise weist die Kommunikationseinheit zumindest ein Kommunikationselement zu einer elektrischen und/oder elektronischen Verbindung mit dem Akkupack auf. Vorzugsweise ist das Kommunikationselement zumindest teilweise als ein elektrischer Kontakt ausgebildet und insbesondere einteilig mit der Aufnahmeschnittstelle, insbesondere mit einem elektrischen Kontakt der Aufnahmeschnittstelle, des Akkuladegeräts ausgebildet. Bevorzugt erfolgt eine Übertragung des, insbesondere akkutypischen, Grenzwerts der Spannung und/oder der Temperatur über das Kommunikationselement mittels eines elektrischen und/oder elektronischen Signals. Es ist auch denkbar, dass die Kommunikationseinheit alternativ oder zusätzlich zumindest ein, insbesondere weiteres, Kommunikationselement zu einer drahtlosen Kommunikation mit dem Akkupack und/oder einer externen Einheit aufweist. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass der, insbesondere akkutypische, Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur über die Kommunikationseinheit drahtlos von der Speichereinheit des Akkupacks an die Steuer- und/oder Regeleinheit übertragen wird. Es ist denkbar, dass das, insbesondere weitere, Kommunikationselement beispielsweise als ein Element zur Nahfeld-Kommunikation (NFC), als ein Bluetooth-Element, als ein Funk-Element, als ein Netzwerkadapter o.dgl. ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Kommunikationseinheit, insbesondere das weitere Kommunikationselement, dazu vorgesehen, das Akkuladegerät und/oder den Akkupack mit einer externen Einheit zu verbinden. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell eingerichtet, speziell ausgelegt und/oder speziell ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Die externe Einheit ist beispielsweise als ein mobiles Gerät, insbesondere als Smartphone, als eine Cloud, als ein Server o. dgl. ausgebildet. Vorteilhafterweise ist die Kommunikationseinheit, insbesondere das weitere Kommunikationselement, dazu vorgesehen, das Akkuladegerät und/oder den Akkupack mit dem Internet und/oder einem Intranet zu verbinden. Vorzugsweise erfolgt die Übertragung des Grenzwerts der Spannung und/oder der Temperatur digital. Bevorzugt ist die Kommunikationseinheit zumindest teilweise als Teil des Akkuladegeräts ausgebildet. Es ist aber auch denkbar, dass die Kommunikationseinheit zumindest teilweise als Teil des Akkupacks und/oder der externen Einheit ausgebildet ist. Vorteilhafterweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt der, insbesondere in der Speichereinheit des Akkupacks und/oder des Akkuladegeräts hinterlegte, Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur mittels der externen Einheit über die Kommunikationseinheit gespeichert und/oder überschrieben. Vorzugsweise ist die Speichereinheit Teil des Akkupacks. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Speichereinheit Teil der externen Einheit, insbesondere der als Cloud oder Server ausgebildeten externen Einheit, ist, wobei der, insbesondere akkutypische Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur bei einer Erkennung des Akkupacks durch die Erfassungseinheit und/oder das Akkuladegerät von der externen Einheit mittels der Kommunikationseinheit an das Akkuladegerät, insbesondere die Steuer- und/oder Regeleinheit übertragen wird.
  • Bevorzugt erfolgt in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere bei einem Verbinden des Akkupacks mit dem Akkuladegerät mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit eine Anfrage an den Akkupack zur Übertragung des, insbesondere akkutypischen, Grenzwerts der Spannung und/oder der Temperatur. Die Speichereinheit des Akkupacks ist insbesondere als ein Speicher eines µ-Controllers des Akkupacks oder als eine separate Speichereinheit des Akkupacks ausgebildet. Vorzugsweise werden/wird in zumindest einem Verfahrensschritt der Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur und/oder der andere Grenzwert des Ladestroms in einer Speichereinheit des Akkuladegeräts zumindest temporär hinterlegt. Vorteilhafterweise erfolgt in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere vor einem Starten des Ladevorgangs, mittels der Kommunikationseinheit eine Übertragung einer Vielzahl von Grenzwerten der Temperatur und/oder der Spannung, wobei die Vielzahl von Grenzwerten für eine Vielzahl von Anpassungen des Ladestroms während eines Ladevorgangs des Akkupacks vorgesehen ist. Vorzugsweise wird die Vielzahl von Grenzwerten in der Speichereinheit des Akkuladegeräts zumindest temporär hinterlegt und insbesondere während des Ladevorgangs des Akkupacks nach und nach mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit zu einer Anpassung des Ladestroms berücksichtigt.
  • Bevorzugt werden/wird in zumindest einem Verfahrensschritt eine Bauart und/oder ein Typ des Akkupacks mittels der Kommunikationseinheit an die Steuer- und/oder Regeleinheit übertragen und/oder mittels der Erfassungseinheit erfasst. Vorzugsweise werden/wird die Bauart und/oder der Typ des Akkupacks mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit zu einer Anpassung des Ladestroms berücksichtigt.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens kann ein vorteilhaft individuelles Schnelladen eines Akkupacks ermöglicht werden, insbesondere, da ein Ladevorgang auf den jeweiligen Akkupack angepasst werden kann. Dadurch kann ein vorteilhaft schnelles Aufladen des Akkupacks erreicht werden. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann ein vorteilhaft schonender Ladevorgang erreicht werden. Es kann ein vorteilhaft benutzerspezifisches Schnellladen des Akkupacks erreicht werden, insbesondere da eine CV-Phase des Ladevorgangs übersprungen werden kann. Es kann ein Überhitzen des Akkupacks beim Schnellladen weitestgehend vermieden werden.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt der, insbesondere akkutypische, Grenzwert der Spannung mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit in Abhängigkeit von zumindest einem von dem Akkupack über die Kommunikationseinheit übermittelten Innenwiderstand des Akkupacks, insbesondere der Akkuzelle des Akkupacks, angepasst wird. Vorteilhafterweise wird der Innenwiderstand des Akkupacks innerhalb des Akkupacks ermittelt und/oder ausgelesen. Vorzugsweise wird der Innenwiderstand des Akkupacks mittels der Kommunikationseinheit, insbesondere vor einem Starten des Ladevorgangs, an die Steuer- und/oder Regeleinheit übertragen. Bevorzugt wird der Innenwiderstand des Akkupacks mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit im Akkuladegerät hinterlegt. Vorteilhafterweise erfolgt eine Anpassung des Grenzwerts der Spannung und/oder der Temperatur mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit über zumindest einen im Akkuladegerät und/oder dem Akkupack hinterlegten Algorithmus und/oder über einen Abgleich mit zumindest einer im Akkuladegerät und/oder dem Akkupack hinterlegten Datenbank. Vorzugsweise erfolgt die Anpassung des Ladestroms in Abhängigkeit von einem in Abhängigkeit vom Innenwiderstand des Akkupacks angepassten Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass in zumindest einem Verfahrensschritt der Innenwiderstand des Akkupacks mittels der Erfassungseinheit, insbesondere periodisch oder kontinuierlich, erfasst wird und, insbesondere mittels der Kommunikationseinheit, an die Steuer- und/oder Regeleinheit übertragen wird. Vorteilhafterweise wird der Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur bei einem hohen Innenwiderstand des Akkupacks, insbesondere der Akkuzelle des Akkupacks, bei einem gleichbleibenden Ladestrom mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit im Vergleich zu einem geringen Innenwiderstand des Akkupacks erhöht. Vorzugsweise weist eine beispielhafte Schrittabfolge für einen Ladevorgang eines Akkupacks, welcher Akkuzellen mit einem Innenwiderstand von RDC ≤ 30 mΩ umfasst, in einem ersten Schritt einen Ladestrom von 8 A auf, wobei insbesondere bei einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Spannung von 4,0 V oder einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Temperatur von 47°C der Ladestrom auf einen Wert von 6 A verringert wird. Vorzugsweise wird in einem zweiten Schritt der Schrittabfolge bei einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Spannung von 4,2 V der Akkupack in einem dritten Schritt bei einer konstanten Spannung von 4,2 V weiter geladen. Wird in dem dritten Schritt ein Wert des Ladestroms von 100 mA unterschritten, wird bevorzugt der Ladevorgang beendet. Vorteilhafterweise wird der Ladestrom des Akkuladegeräts für einen Ladevorgang eines Akkupacks, welcher insbesondere Akkuzellen mit einem Innenwiderstand von RDC ≤ 20 mΩ umfasst, mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit bei einer Temperatur von zumindest 42°C von 16 A auf zumindest 12 A reduziert. Vorzugsweise wird der Ladestrom des Akkuladegeräts für einen Ladevorgang eines Akkupacks, welcher insbesondere Akkuzellen mit einem Innenwiderstand von RDC ≤ 20 mΩ umfasst, mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit bei einer Temperatur von zumindest 46°C von 12 A auf zumindest 8 A reduziert. Bevorzugt wird der Ladestrom des Akkuladegeräts für einen Ladevorgang eines Akkupacks, welcher insbesondere Akkuzellen mit einem Innenwiderstand von RDC ≤ 20 mΩ umfasst, mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit bei einer Temperatur von zumindest 48°C von 8 A auf zumindest 6 A reduziert. Vorzugsweise wird für einen Ladevorgang eines Akkupacks, welcher insbesondere Akkuzellen mit einem Innenwiderstand von RDC ≤ 20 mΩ umfasst, mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit bei einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Spannung von 4,2 V der Akkupack bei einer konstanten Spannung von 4,2 V weiter geladen, wobei insbesondere falls ein Wert des Ladestroms von 100 mA unterschritten wird, der Ladevorgang beendet wird. Eine beispielhafte Schrittabfolge für einen Ladevorgang eines Akkupacks, welcher Akkuzellen mit einem Innenwiderstand von RDC ≤ 20 mΩ umfasst, weist bevorzugt in einem ersten Schritt einen Ladestrom von 12 A auf, wobei insbesondere bei einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Spannung von 3,95 V oder einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Temperatur von 42°C der Ladestrom auf einen Wert von 6 A verringert wird. Vorzugsweise wird in einem zweiten Schritt der Schrittabfolge bei einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Spannung von 4,2 V der Akkupack in einem dritten Schritt bei einer konstanten Spannung von 4,2 V weiter geladen. Wird in dem dritten Schritt ein Wert des Ladestroms von 100 mA unterschritten, wird bevorzugt der Ladevorgang beendet. Eine beispielhafte Schrittabfolge für einen Ladevorgang eines Akkupacks, welcher Akkuzellen mit einem Innenwiderstand von RDC ≤ 15 mΩ umfasst, weist vorzugsweise in einem ersten Schritt einen Ladestrom von zumindest 22 A auf, wobei insbesondere bei einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Spannung von zumindest 3,7 V oder einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Temperatur von 40°C der Ladestrom auf einen Wert von zumindest 16 A verringert wird. Bevorzugterweise wird in einem zweiten Schritt bei einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Spannung von zumindest 3,95 V oder einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Temperatur von 43°C der Ladestrom auf einen Wert von 10 A verringert. Vorzugsweise wird in einem dritten Schritt bei einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Spannung von zumindest 4,15 V oder einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Temperatur von 47°C der Ladestrom auf einen Wert von 6A verringert. Bevorzugt wird in einem vierten Schritt bei einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Spannung von 4,2 V der Akkupack in einem fünften Schritt bei einer konstanten Spannung von 4,2 V weiter geladen. Wird in dem fünften Schritt ein Wert des Ladestroms von 100 mA unterschritten, wird vorzugsweise der Ladevorgang beendet. Es sind jedoch auch andere Ausgestaltungen der Schrittabfolge denkbar. Insbesondere sind Grenzwerte der Spannung und/oder der Temperatur und/oder Werte des Ladestroms abhängig von einer Ausgestaltung des zu ladenden Akkupacks. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens kann ein vorteilhaft schneller Ladevorgang akkuspezifisch auch bei häufig verwendeten Akkupacks ermöglicht werden, insbesondere da ein alterungsbedingt veränderlicher Innenwiderstand berücksichtigt werden kann.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt ein über das Akkuladegerät ermittelter und bei einer Anpassung des, insbesondere akkutypischen, Grenzwerts der Spannung berücksichtigter Innenwiderstand des Akkupacks mittels der Kommunikationseinheit an den Akkupack übertragen wird und in einer Speichereinheit des Akkupacks hinterlegt wird. Vorzugsweise erfolgt ein Übertragen und Hinterlegen des Innenwiderstands des Akkupacks während oder nach einem Ladevorgang. Es ist denkbar, dass in zumindest einem Verfahrensschritt der über das Akkuladegerät ermittelte Innenwiderstand des Akkupacks, insbesondere mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit, mit einem Grenzwert des Innenwiderstands verglichen wird. Vorzugsweise wird in Abhängigkeit von einem Vergleich des Innenwiderstands mit dem Grenzwert des Innenwiderstands mittels der Kommunikationseinheit ein Signal an eine externe Einheit und/oder den Akkupack übertragen, insbesondere um ein Ende einer Lebensdauer und/oder eines unbedenklichen Ladens des Akkupacks zu signalisieren. Insbesondere ist der Grenzwert des Innenwiderstands in der Speichereinheit hinterlegt. Vorzugsweise ist der Grenzwert des Innenwiderstands von einem Hersteller des Akkupacks und/oder einem Benutzer definiert. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens kann eine vorteilhaft einfache Überwachung von Akkupacks realisiert werden, insbesondere bezüglich eines Alterungszustands und/oder einer Lebensdauer. Es kann ein vorteilhaft hoher Benutzerkomfort erreicht werden, insbesondere da ein Akkupack aussortiert werden kann, bevor eine ungenügende Leistung und/oder Laufzeit erreicht wird.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt eine Anzahl von Ladezyklen des Akkupacks, insbesondere mittels der Kommunikationseinheit, an die Steuer- und/oder Regeleinheit übertragen wird, wobei die Anzahl von Ladezyklen mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit bei einer Anpassung des Ladestroms berücksichtigt wird. Vorzugsweise wird ab einer vordefinierten und/oder benutzerspezifischen Anzahl an Ladezyklen der Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur zur Anpassung des Ladestroms mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit angepasst. Beispielsweise wird für einen Akkupack mit zumindest 100 Ladezyklen im ersten Schritt der ersten beispielhaften Schrittabfolge der Ladestrom bereits bei einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Spannung von 4,0 V oder einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Temperatur von 40°C von 8 A auf einen Wert von 6 A verringert. Insbesondere wird in dem zweiten Schritt der ersten beispielhaften Schrittabfolge für einen Akkupack mit zumindest 100 Ladezyklen bei einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Spannung von 4,15 V der Akkupack in dem dritten Schritt bei einer konstanten Spannung von 4,2 V weiter geladen. Wird für einen Akkupack mit zumindest 100 Ladezyklen in dem dritten Schritt ein Wert des Ladestroms von 150 mA unterschritten, wird vorzugsweise der Ladevorgang beendet. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass, insbesondere anstatt des Grenzwerts der Spannung und/oder der Temperatur, der Ladestrom des Akkuladegeräts in Abhängigkeit von der Anzahl von Ladezyklen des Akkupacks angepasst wird. Beispielsweise wird für einen Akkupack mit zumindest 100 Ladezyklen im ersten Schritt der ersten beispielhaften Schrittabfolge der Ladestrom bei einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Spannung von 4,1 V oder einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Temperatur von 45°C von 7 A auf einen Wert von 5 A verringert. Insbesondere wird in dem zweiten Schritt der ersten beispielhaften Schrittabfolge für einen Akkupack mit zumindest 100 Ladezyklen bei einem Überschreiten eines Wertes der erfassten Spannung von 4,2 V der Akkupack in dem dritten Schritt bei einer konstanten Spannung von 4,2 V weiter geladen.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens kann ein vorteilhaft schonender Ladevorgang des Akkupacks erreicht werden, insbesondere da die Belastung des Akkupacks in Abhängigkeit von einer Alterung des Akkupacks angepasst werden kann. Es kann eine vorteilhaft lange Lebensdauer des Akkupacks ermöglicht werden. Es kann ein vorteilhaft schnelles Aufladen von bereits gealterten Akkupacks erreicht werden. Es kann eine vorteilhaft schnelle alterungsspezifische Anpassung des Ladevorgangs ermöglicht werden.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt zumindest eine bei einer Anpassung des Ladestroms berücksichtigte, insbesondere mittels des Akkuladegeräts erfasste, Anzahl von Ladezyklen mittels der Kommunikationseinheit an den Akkupack übertragen und in einer Speichereinheit des Akkupacks hinterlegt wird. Vorzugsweise ist die Anzahl von Ladezyklen des Akkupacks abhängig von einem Ladevorgang des Akkupacks. Beispielsweise wird bei einem Aufladen des Akkupacks um 10% bis 50% einer Gesamtkapazität des Akkupacks, insbesondere mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit, ein halber Ladezyklus gezählt und zu einer Anzahl von Ladezyklen addiert. Vorteilhafterweise wird bei einem Aufladen des Akkupacks um zumindest 50% der Gesamtkapazität des Akkupacks, insbesondere mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit, ein ganzer Ladezyklus gezählt und zu einer Anzahl von Ladezyklen addiert. Es ist denkbar, dass in zumindest einem Verfahrensschritt die Anzahl von Ladezyklen des Akkupacks, insbesondere mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit, mit einem Grenzwert der Ladezyklen verglichen wird. Vorzugsweise wird in Abhängigkeit von einem Vergleich der Anzahl von Ladezyklen des Akkupacks mit dem Grenzwert der Ladezyklen mittels der Kommunikationseinheit ein Signal an eine externe Einheit und/oder den Akkupack übertragen, insbesondere um ein Ende einer Lebensdauer und/oder eines unbedenklichen Ladens des Akkupacks zu signalisieren. Zusätzlich oder alternativ ist denkbar, dass bei einem Erreichen eines Grenzwerts der Ladezyklen, insbesondere über den Akkupack, ein weiterer Ladevorgang zumindest im Wesentlichen vermieden wird. Es ist denkbar, dass zusammen mit der Anzahl der Ladezyklen mittels der Kommunikationseinheit weitere Informationen, wie beispielsweise eine Kennnummer des Akkuladegeräts, ein Verlauf des Ladestroms des Ladevorgangs o.dgl., an den Akkupack übertragen werden und in der Speichereinheit des Akkupacks hinterlegt werden. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens kann ein Schnellladen des Akkupacks an eine Alterung, insbesondere an ein „State of Health“, des Akkupacks vorteilhaft einfach angepasst werden, insbesondere da die Anzahl der Ladezyklen im Akkupack hinterlegt wird. Es kann eine vorteilhaft genaue und einfache Überwachung einer Alterung von Akkupacks erreicht werden. Es kann eine vorteilhaft einfache Überwachung von Akkupacks realisiert werden, insbesondere hinsichtlich einer Lebensdauer.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt bei einem Ladestrom von zumindest 14 A zumindest ein mittels der Kommunikationseinheit von einer Speichereinheit des Akkupacks und/oder des Akkuladegeräts übertragener, insbesondere akkutypischer, Grenzwert der Temperatur von zumindest 40°C und/oder Grenzwert der Spannung zwischen 3,8 V und 4,05 V zu einer Anpassung des Ladestroms berücksichtigt wird. Bevorzugt wird in zumindest einem Verfahrensschritt bei einem Ladestrom zwischen 14 A und 18 A zumindest ein mittels der Kommunikationseinheit von einer Speichereinheit des Akkupacks und/oder des Akkuladegeräts übertragener, insbesondere akkutypischer, Grenzwert der Temperatur von zumindest 40°C und/oder Grenzwert der Spannung zwischen 3,8 V und 4,05 V zu einer Anpassung des Ladestroms berücksichtigt. Vorzugsweise wird bei einem Wert der erfassten Temperatur von 40°C, 42°C, 46°C oder 47°C der Ladestrom mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit auf einen Wert von 6 A, 8 A oder 10 A verringert. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens kann ein vorteilhaft schneller Ladevorgang ermöglicht werden.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt bei einem Ladestrom von zumindest 10 A zumindest ein mittels der Kommunikationseinheit von einer Speichereinheit des Akkupacks und/oder des Akkuladegeräts übertragener, insbesondere akkutypischer, Grenzwert der Temperatur von zumindest 42°C und/oder Grenzwert der Spannung zwischen 3,9 V und 4,15 V zu einer Anpassung des Ladestroms berücksichtigt wird. Bevorzugt wird in zumindest einem Verfahrensschritt bei einem Ladestrom zwischen 10 A und 14 A zumindest ein mittels der Kommunikationseinheit von einer Speichereinheit des Akkupacks und/oder des Akkuladegeräts übertragener, insbesondere akkutypischer, Grenzwert der Temperatur von zumindest 42°C und/oder Grenzwert der Spannung zwischen 3,9 V und 4,15 V zu einer Anpassung des Ladestroms berücksichtigt.
  • Vorzugsweise wird bei einem Wert der erfassten Temperatur von 42°C oder 47°C der Ladestrom mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit auf einen Wert von 6 A oder 8 A verringert. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens kann ein vorteilhaft schneller Ladevorgang ermöglicht werden.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt bei einem Ladestrom von zumindest 6 A zumindest ein mittels der Kommunikationseinheit von einer Speichereinheit des Akkupacks und/oder des Akkuladegeräts übertragener, insbesondere akkutypischer, Grenzwert der Temperatur von zumindest 45°C und/oder Grenzwert der Spannung zwischen 4 V und 4,2 V zu einer Anpassung des Ladestroms berücksichtigt wird. Bevorzugt wird in zumindest einem Verfahrensschritt bei einem Ladestrom zwischen 6 A und 10 A zumindest ein mittels der Kommunikationseinheit von einer Speichereinheit des Akkupacks und/oder des Akkuladegeräts übertragener, insbesondere akkutypischer, Grenzwert der Temperatur von zumindest 45°C und/oder Grenzwert der Spannung zwischen 4 V und 4,2 V zu einer Anpassung des Ladestroms berücksichtigt. Vorzugsweise wird bei einem Wert der erfassten Temperatur von 45°C oder 48°C der Ladestrom mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit auf einen Wert von 6 A verringert. Es ist aber auch denkbar, insbesondere falls ein Grenzwert für die Anzahl an Ladezyklen erreicht ist, der Grenzwert der Temperatur 40°C oder 45°C beträgt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens kann ein vorteilhaft schneller Ladevorgang ermöglicht werden.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt bei einer Überschreitung oder bei einer Unterschreitung des, insbesondere akkutypischen, Grenzwertes der Spannung und/oder der Temperatur mittels einer Ausgabeeinheit des Akkuladegeräts zumindest ein optisches, akustisches und/oder haptisches Signal ausgegeben wird und/oder mittels einer, insbesondere kabellosen, Kommunikationseinheit des Akkuladegeräts ein Signal an eine externe Einheit und/oder den Akkupack übertragen wird. Vorzugsweise wird, falls die erfasste Temperatur einen Wert von 60°C, besonders bevorzugt 50°C, erreicht, mittels der Ausgabeeinheit zumindest ein optisches, akustisches und/oder haptisches Signal ausgegeben und/oder mittels der Kommunikationseinheit ein Signal an eine externe Einheit und/oder den Akkupack übertragen. Vorteilhafterweise ist das an die externe Einheit und/oder den Akkupack übertragene Signal als ein digitales Datenpaket, wie beispielsweise ein Programmierbefehl, ein Datenbankeintrag o. dgl., ausgebildet. Vorzugsweise ist das über die Ausgabeeinheit ausgegebene Signal als ein Sprachlaut, als ein Signalton, als ein Leuchten, als eine Vibration o. dgl. ausgebildet. Bevorzugt ist die externe Einheit ein mobiles Gerät, insbesondere ein Smartphone, eine Cloud, ein Server o. dgl. Vorteilhafterweise umfasst das Signal weitere Informationen des Ladevorgangs, wie beispielsweise einen momentanen Ladestrom, eine momentane Temperatur, eine momentane Spannung, eine, insbesondere mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit abgeschätzte und/oder berechnete, Restladezeit, einen momentanen Ladezustand des Akkupacks o. dgl. Vorzugsweise wird mittels des Signals ein Ablauf des Ladevorgangs auf dem Akkupack und/oder der externen Einheit hinterlegt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens kann eine vorteilhaft hohe Benutzerfreundlichkeit erreicht werden, insbesondere da ein Benutzer den Ladevorgang vorteilhaft einfach mitverfolgen kann. Es kann eine vorteilhaft externe Überwachung des Ladevorgangs ermöglicht werden. Es kann eine vorteilhaft einfache Dokumentation und/oder Überwachung des Ladevorgangs erreicht werden.
  • Außerdem wird ein Akkuladegerät zu einem adaptiven Schnellladen eines Akkupacks, insbesondere eines Wechselakkupacks für Elektrowerkzeugmaschinen, zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, wobei das Akkuladegerät zumindest eine Steuer- und/oder Regeleinheit und zumindest eine, insbesondere kabellose, Kommunikationseinheit umfasst. Bevorzugterweise weist das Akkuladegerät eine Erfassungseinheit auf, die dazu vorgesehen ist, periodisch oder kontinuierlich eine Spannung und/oder eine Temperatur des Akkupacks, insbesondere einer Akkuzelle des Akkupacks, zu erfassen. Bevorzugt weist die Erfassungseinheit zumindest ein als elektrischer Kontakt ausgebildetes Erfassungselement auf. Vorzugsweise ist die Erfassungseinheit dazu vorgesehen, periodisch oder kontinuierlich einen von dem Akkuladegerät an den Akkupack fließenden Ladestrom zu erfassen. Die Kommunikationseinheit ist vorzugsweise, insbesondere leitend mit der Steuer- und/oder Regeleinheit verbunden. Vorteilhafterweise ist die Kommunikationseinheit dazu vorgesehen, digitale Daten an den Akkupack und/oder eine externe Einheit zu übertragen. Bevorzugt umfasst das Akkuladegerät zumindest eine Aufnahmeschnittstelle, die zumindest teilweise korrespondierend zu einer Schnittstelle des Akkupacks ausgebildet ist.
  • Bevorzugt ist das Akkuladegerät über die Aufnahmeschnittstelle elektrisch mit dem Akkupack, insbesondere zumindest einer Akkuzelle des Akkupacks, verbunden. Vorzugsweise ist die Aufnahmeschnittstelle dazu vorgesehen, das Akkuladegerät, insbesondere mechanisch, kraft- und/oder formschlüssig lösbar mit dem Akkupack zu verbinden. Besonders bevorzugt sind/ist das Erfassungselement und/oder das Kommunikationselement einteilig mit der Aufnahmeschnittstelle ausgebildet. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Akkuladegeräts kann ein vorteilhaft schnelles und akkupackspezifisches Schnellladeverfahren durchgeführt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und/oder das erfindungsgemäße Akkuladegerät sollen/soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können/kann das erfindungsgemäße Verfahren und/oder das erfindungsgemäße Akkuladegerät zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.
  • Zeichnung
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Systems mit zumindest einem erfindungsgemäßen Akkuladegerät zu einem adaptiven Schnellladen eines Akkupacks zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei das System eine externe Einheit aufweist,
    • 2 eine schematische Darstellung eines Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens zu einem adaptiven Schnellladen eines Akkupacks und
    • 3 eine schematische Darstellung eines Verlaufs eines Ladestroms während eines beispielhaften Ladevorgangs nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Die 1 zeigt ein System mit zumindest einem Akkuladegerät 10 zu einem adaptiven Schnellladen eines Akkupacks 12. Das System umfasst vorzugsweise den mit einer Aufnahmeschnittstelle 15 des Akkuladegeräts 10 korrespondierend ausgebildeten Akkupack 12 und eine beispielhaft als Smartphone ausgebildete externe Einheit 14. Der Akkupack 12 ist als Wechselakkupack für Elektrowerkzeugmaschinen ausgebildet. Das Akkuladegerät 10 weist zumindest eine Gehäuseeinheit auf. Das Akkuladegerät 10 umfasst die Aufnahmeschnittstelle 15, die zumindest teilweise korrespondierend zu einer Schnittstelle des Akkupacks 12 ausgebildet ist. Die Aufnahmeschnittstelle 15 umfasst zumindest ein Kontaktelement 62 zu einer Übertragung zumindest eines Ladestroms von dem Akkuladegerät 10 zum Akkupack 12. Das Akkuladegerät 10 umfasst eine Erfassungseinheit 16, die dazu vorgesehen ist, zumindest eine Spannung und/oder eine Temperatur des Akkupacks 12, insbesondere einer Akkuzelle des Akkupacks 12, kontinuierlich oder periodisch zu erfassen. Vorzugsweise ist die Erfassungseinheit 16 dazu vorgesehen, einen Ladestrom des Akkuladegeräts 10 periodisch oder kontinuierlich zu erfassen. Vorteilhafterweise ist die Erfassungseinheit 16 an einer der Aufnahmeschnittstelle 15 zugewandten Seite der Gehäuseeinheit angeordnet. Die Erfassungseinheit 16 weist zumindest ein Erfassungselement 64 zur Erfassung der Kenngröße des Akkupacks 12 auf, das einteilig mit der Aufnahmeschnittstelle 15 ausgebildet ist. Das Erfassungselement 64 ist zumindest teilweise als elektrischer Kontakt ausgebildet, welcher insbesondere bei einer Aufnahme des Akkupacks 12 zu einem Laden des Akkupacks 12 in der Aufnahmeschnittstelle 15 mit dem Akkupack 12, insbesondere elektrisch und/oder elektronisch, verbunden wird. Vorzugsweise ist das Erfassungselement 64 als ein Kontaktelement der Aufnahmeschnittstelle 15 ausgebildet. Es sind jedoch auch andere Ausgestaltungen der Erfassungseinheit 16, insbesondere des Erfassungselements 64, denkbar. Es ist aber auch denkbar, dass der Akkupack 12 die Erfassungseinheit 16 aufweist. Das Akkuladegerät 10 umfasst eine Steuer- und/oder Regeleinheit 18, die dazu vorgesehen ist, den Ladestrom des Akkuladegeräts 10 in Abhängigkeit von der erfassten Spannung und/oder der erfassten Temperatur des Akkupacks 12 anzupassen und zu einer Anpassung des Ladestroms zumindest einen, insbesondere akkutypischen, Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur zu berücksichtigen. Das Akkuladegerät 10 umfasst eine Kommunikationseinheit 20, die dazu vorgesehen ist, zumindest einen, insbesondere akkutypischen, Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur von einer Speichereinheit 22 des Akkupacks 12 und/oder des Akkuladegeräts 10, insbesondere drahtlos, an die Steuer- und/oder Regeleinheit 18 zu übertragen. Vorteilhafterweise weist die Kommunikationseinheit 20 zumindest ein Kommunikationselement 66 auf, welches als elektrischer Kontakt ausgebildet ist und zu einer elektrischen und/oder elektronischen Verbindung mit dem Akkupack 12 vorgesehen ist. Das Kommunikationselement 66 ist einteilig mit der Aufnahmeschnittstelle 15 ausgebildet. Vorzugsweise ist das Kommunikationselement 66 als ein Kontaktelement der Aufnahmeschnittstelle 15 ausgebildet. Bevorzugt wird das Kommunikationselement 66 bei einer Aufnahme des Akkupacks 12 zu einem Laden des Akkupacks 12 in der Aufnahmeschnittstelle 15 mit dem Akkupack 12, insbesondere elektrisch und/oder elektronisch, verbunden. Es sind jedoch auch andere Ausgestaltungen des Kommunikationselements 66 denkbar. Die Kommunikationseinheit 20 weist bevorzugt ein weiteres Kommunikationselement 68 auf, welches zu einer drahtlosen Verbindung des Akkuladegeräts 10 mit der externen Einheit 14 und/oder dem Akkupack 12 vorgesehen ist. Vorzugsweise ist das weitere Kommunikationselement 68 an einer der Aufnahmeschnittstelle 15 zugewandten Seite der Gehäuseeinheit angeordnet. In der 1 ist die Speichereinheit 22 als Teil des Akkupacks 12 gezeigt. Es ist aber auch denkbar, dass die Speichereinheit 22 Teil des Akkuladegeräts 10 und/oder der externen Einheit 14 ist. Es ist denkbar, dass die externe Einheit 14 dazu vorgesehen ist, über die Kommunikationseinheit 20 einen Ladevorgang zu überwachen und/oder zumindest einen Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur zu hinterlegen. Beispielsweise ist die Kommunikationseinheit 20, insbesondere das weitere Kommunikationselement 68, zumindest teilweise als eine Einheit zur Nahfeld-Kommunikation (NFC), als ein Bluetooth-System, als ein Funk-System, als ein Netzwerkadapter o.dgl. ausgebildet. Vorzugsweise ist die Kommunikationseinheit 20, insbesondere das weitere Kommunikationselement 68, dazu vorgesehen, das Akkuladegerät 10 und/oder den Akkupack 12 mit der externen Einheit 14 zu verbinden. Es ist auch denkbar, dass die externe Einheit 14 und/oder eine weitere externe Einheit als ein anders ausgebildetes mobiles Gerät, als eine Cloud, als ein Server o. dgl. ausgebildet ist, wobei insbesondere die Kommunikationseinheit 20, insbesondere das weitere Kommunikationselement 68, dazu vorgesehen ist, das Akkuladegerät 10 und/oder den Akkupack 12 mit einem Netzwerk zu verbinden. Vorzugsweise ist die Kommunikationseinheit 20, insbesondere das weitere Kommunikationselement 68, dazu vorgesehen, das Akkuladegerät 10 und/oder den Akkupack 12 mit dem Internet und/oder einem Intranet zu verbinden. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass die Kommunikationseinheit 20, insbesondere das weitere Kommunikationselement 68, dazu vorgesehen ist, den zumindest einen Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur von der externen Einheit 14 und/oder der weiteren externen Einheit, vorzugsweise in Abhängigkeit von einem, insbesondere mittels der Erfassungseinheit 16 erfassten, Typ und/oder Kennnummer des Akkupacks 12, an die Steuer- und/oder Regeleinheit 18 zu übertragen. Das Akkuladegerät 10 umfasst eine Ausgabeeinheit 24, die dazu vorgesehen ist, bei einer Überschreitung oder bei einer Unterschreitung des, insbesondere akkutypischen, Grenzwertes der Spannung und/oder der Temperatur zumindest ein optisches, akustisches und/oder haptisches Signal auszugeben.
  • Die 2 zeigt einen beispielhaften Ablauf eines Verfahrens 30 zu einem adaptiven Schnellladen des Akkupacks 12. In zumindest einem Verfahrensschritt 32 des Verfahrens 30 werden zumindest eine Spannung und eine Temperatur des Akkupacks 12, insbesondere einer Akkuzelle des Akkupacks 12, mittels der Erfassungseinheit 16 kontinuierlich oder periodisch erfasst. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 34 des Verfahrens 30 wird ein Ladestrom des Akkuladegeräts 10 mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit 18 des Akkuladegeräts 10 in Abhängigkeit von der erfassten Spannung und/oder der erfassten Temperatur des Akkupacks 12 angepasst. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 36 des Verfahrens 30 wird mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit 18 zu einer Anpassung des Ladestroms zumindest ein, insbesondere akkutypischer, Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur berücksichtigt. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 38 des Verfahrens 30, insbesondere vor einem Starten des Ladevorgangs, wird der, insbesondere akkutypische, Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur mittels der, insbesondere kabellosen, Kommunikationseinheit 20 von der Speichereinheit 22 des Akkupacks 12 und/oder des Akkuladegeräts 10 an die Steuer- und/oder Regeleinheit 18 übertragen. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 40 des Verfahrens 30 wird der, insbesondere akkutypische, Grenzwert der Spannung mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit 18 in Abhängigkeit von zumindest einem von dem Akkupack 12 über die Kommunikationseinheit 20 übermittelten Innenwiderstand des Akkupacks 12 angepasst. In zumindest einem Verfahrensschritt 42 des Verfahrens 30 wird ein über das Akkuladegerät 10 ermittelter und bei einer Anpassung des, insbesondere akkutypischen, Grenzwerts der Spannung berücksichtigter Innenwiderstand des Akkupacks 12 mittels der Kommunikationseinheit 20 an den Akkupack 12 übertragen und in der Speichereinheit 22 des Akkupacks 12 hinterlegt. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 44 des Verfahrens 30 wird eine Anzahl von Ladezyklen des Akkupacks 12, insbesondere mittels der Kommunikationseinheit 20, an die Steuer- und/oder Regeleinheit 18 übertragen, wobei die Anzahl von Ladezyklen mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit 18 bei einer Anpassung des Ladestroms berücksichtigt wird. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 46 des Verfahrens 30 wird zumindest eine bei einer Anpassung des Ladestroms berücksichtigte, insbesondere mittels des Akkuladegeräts 10 erfasste, Anzahl von Ladezyklen mittels der Kommunikationseinheit 20 an den Akkupack 12 übertragen und in der Speichereinheit 22 des Akkupacks 12 hinterlegt. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 48 des Verfahrens 30 wird bei einem Ladestrom von zumindest 14 A zumindest ein mittels der Kommunikationseinheit 20 von der Speichereinheit 22 des Akkupacks 12 und/oder des Akkuladegeräts 10 übertragener, insbesondere akkutypischer, Grenzwert der Temperatur von zumindest 40°C und/oder Grenzwert der Spannung zwischen 3,8 V und 4,05 V zu einer Anpassung des Ladestroms berücksichtigt. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 50 des Verfahrens 30 wird bei einem Ladestrom von zumindest 10 A zumindest ein mittels der Kommunikationseinheit 20 von der Speichereinheit 22 des Akkupacks 12 und/oder des Akkuladegeräts 10 übertragener, insbesondere akkutypischer, Grenzwert der Temperatur von zumindest 42°C und/oder Grenzwert der Spannung zwischen 3,9 V und 4,15 V zu einer Anpassung des Ladestroms berücksichtigt. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 52 des Verfahrens 30 wird bei einem Ladestrom von zumindest 6 A zumindest ein mittels der Kommunikationseinheit 20 von der Speichereinheit 22 des Akkupacks 12 und/oder des Akkuladegeräts 10 übertragener, insbesondere akkutypischer, Grenzwert der Temperatur von zumindest 45°C und/oder Grenzwert der Spannung zwischen 4 V und 4,2 V zu einer Anpassung des Ladestroms berücksichtigt. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 54 des Verfahrens 30 wird bei einer Überschreitung oder bei einer Unterschreitung des, insbesondere akkutypischen, Grenzwertes der Spannung und/oder der Temperatur mittels der Ausgabeeinheit 24 des Akkuladegeräts 10 zumindest ein optisches, akustisches und/oder haptisches Signal ausgegeben und/oder mittels der, insbesondere kabellosen, Kommunikationseinheit 20 des Akkuladegeräts 10 ein Signal an die externe Einheit 14 und/oder den Akkupack 12 übertragen.
  • Die 3 zeigt einen Verlauf eines Ladestroms 56 während eines beispielhaften Ladevorgangs des Akkupacks 12 mittels des Akkuladegeräts 10 nach dem Verfahren 30. Der Ladestrom 56 ist über die Ordinate 58 aufgetragen. Die Abszisse 60 stellt die Zeit dar. Zu einem Zeitpunkt to startet der Ladevorgang des Akkupacks 12. Vom Zeitpunkt t0 bis zu einem weiteren Zeitpunkt t1 wird der Akkupack 12 mit einem Ladestrom 56 von 12 A geladen. Zu dem weiteren Zeitpunkt t1 wird mittels der Erfassungseinheit 16 eine Temperatur des Akkupacks 12 von 40°C und/oder eine Spannung des Akkupacks 12 von 3,9 V erfasst. Mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit 18 wird der Ladestrom 56 zum weiteren Zeitpunkt t1 auf 10 A verringert. Zu einem Zeitpunkt t2 wird mittels der Erfassungseinheit 16 eine Temperatur des Akkupacks 12 von 42°C und/oder eine Spannung des Akkupacks 12 von 4,0 V erfasst. Mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit 18 wird der Ladestrom 56 zum Zeitpunkt t2 auf 8 A verringert. Zu einem Zeitpunkt t3 wird mittels der Erfassungseinheit 16 eine Temperatur des Akkupacks 12 von 45°C und/oder eine Spannung des Akkupacks 12 von 4,1 V erfasst. Mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit 18 wird der Ladestrom 56 zum Zeitpunkt t3 auf 6 A verringert. Zu einem Zeitpunkt t4 wird mittels der Erfassungseinheit 16 eine Spannung des Akkupacks 12 von 4,2 V erfasst. Mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit 18 wird der Akkupack 12 ab dem Zeitpunkt t4 mit einer konstanten Spannung von 4,2 V geladen, bis der Ladestrom 56 auf einen Wert von weniger als 100 mA sinkt, wobei der Ladevorgang beendet wird. Es sind aber auch andere Ausgestaltungen des Ablaufs eines Ladevorgangs des Akkupacks 12 gemäß dem Verfahren 30 denkbar.

Claims (10)

  1. Verfahren zu einem adaptiven Schnellladen eines Akkupacks, insbesondere eines Wechselakkupacks für Elektrowerkzeugmaschinen, mittels eines Akkuladegeräts (10), wobei in zumindest einem Verfahrensschritt (32) zumindest eine Spannung und eine Temperatur des Akkupacks (12), insbesondere einer Akkuzelle des Akkupacks (12), mittels einer Erfassungseinheit (16) kontinuierlich oder periodisch erfasst werden, und wobei in zumindest einem Verfahrensschritt (34) ein Ladestrom des Akkuladegeräts (10) mittels einer Steuer- und/oder Regeleinheit (18) des Akkuladegeräts (10) in Abhängigkeit von der erfassten Spannung und/oder der erfassten Temperatur des Akkupacks (12) angepasst wird, wobei in zumindest einem Verfahrensschritt (36) mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit (18) zu einer Anpassung des Ladestroms zumindest ein, insbesondere akkutypischer, Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur berücksichtigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt (38), insbesondere vor einem Starten des Ladevorgangs, der, insbesondere akkutypische, Grenzwert der Spannung und/oder der Temperatur mittels einer, insbesondere kabellosen, Kommunikationseinheit (20) von einer Speichereinheit (22) des Akkupacks (12) und/oder des Akkuladegeräts (10) an die Steuer- und/oder Regeleinheit (18) übertragen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt (40) der, insbesondere akkutypische, Grenzwert der Spannung mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit (18) in Abhängigkeit von zumindest einem von dem Akkupack (12) über die Kommunikationseinheit (20) übermittelten Innenwiderstand des Akkupacks (12) angepasst wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt (42) ein über das Akkuladegerät (10) ermittelter und bei einer Anpassung des, insbesondere akkutypischen, Grenzwerts der Spannung berücksichtigter Innenwiderstand des Akkupacks (12) mittels der Kommunikationseinheit (20) an den Akkupack (12) übertragen wird und in einer Speichereinheit (22) des Akkupacks (12) hinterlegt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt (44) eine Anzahl von Ladezyklen des Akkupacks (12), insbesondere mittels der Kommunikationseinheit (20), an die Steuer- und/oder Regeleinheit (18) übertragen wird, wobei die Anzahl von Ladezyklen mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit (18) bei einer Anpassung des Ladestroms berücksichtigt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt (46) zumindest eine bei einer Anpassung des Ladestroms berücksichtigte, insbesondere mittels des Akkuladegeräts (10) erfasste, Anzahl von Ladezyklen mittels der Kommunikationseinheit (20) an den Akkupack (12) übertragen und in einer Speichereinheit (22) des Akkupacks (12) hinterlegt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt (48) bei einem Ladestrom von zumindest 14A zumindest ein mittels der Kommunikationseinheit (20) von einer Speichereinheit (22) des Akkupacks (12) und/oder des Akkuladegeräts (10) übertragener, insbesondere akkutypischer, Grenzwert der Temperatur von zumindest 40°C und/oder Grenzwert der Spannung zwischen 3,8 V und 4,05 V zu einer Anpassung des Ladestroms berücksichtigt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt (50) bei einem Ladestrom von zumindest 10 A zumindest ein mittels der Kommunikationseinheit (20) von einer Speichereinheit (22) des Akkupacks (12) und/oder des Akkuladegeräts (10) übertragener, insbesondere akkutypischer, Grenzwert der Temperatur von zumindest 42°C und/oder Grenzwert der Spannung zwischen 3,9 V und 4,15 V zu einer Anpassung des Ladestroms berücksichtigt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt (52) bei einem Ladestrom von zumindest 6A zumindest ein mittels der Kommunikationseinheit (20) von einer Speichereinheit (22) des Akkupacks (12) und/oder des Akkuladegeräts (10) übertragener, insbesondere akkutypischer, Grenzwert der Temperatur von zumindest 45°C und/oder Grenzwert der Spannung zwischen 4 V und 4,2 V zu einer Anpassung des Ladestroms berücksichtigt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt (54) bei einer Überschreitung oder bei einer Unterschreitung des, insbesondere akkutypischen, Grenzwertes der Spannung und/oder der Temperatur mittels einer Ausgabeeinheit (24) des Akkuladegeräts (10) zumindest ein optisches, akustisches und/oder haptisches Signal ausgegeben wird und/oder mittels einer, insbesondere kabellosen, Kommunikationseinheit (20) des Akkuladegeräts (10) ein Signal an eine externe Einheit und/oder den Akkupack (12) übertragen wird.
  10. Akkuladegerät zu einem adaptiven Schnellladen eines Akkupacks, insbesondere eines Wechselakkupacks für Elektrowerkzeugmaschinen, zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zumindest einer Steuer- und/oder Regeleinheit (18) und mit zumindest einer, insbesondere kabellosen, Kommunikationseinheit (20).
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