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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ladesystem für ein batteriebetriebenes Elektrogerät, insbesondere in Form eines Elektrowerkzeugs, eines Haushalts- oder Gartengeräts, wobei das Ladesystem mindestens eine wiederaufladbare Batterie mit einer ersten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung, insbesondere zum Steuern, Regeln und Überwachen des Ladens, Entladens und eines Batteriezustands, und eine Ladevorrichtung zum Laden der wiederaufladbaren Batterie umfasst.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Elektrogerätesystem umfassend mindestens ein batteriebetriebenes Elektrogerät, insbesondere in Form eines Elektrowerkzeugs, eines Haushalts- oder Gartengeräts, mindestens eine wiederaufladbare Batterie zum Versorgen des mindestens einen Elektrogeräts mit elektrischer Energie und ein Ladesystem zum Laden der wiederaufladbaren Batterie.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Laden einer wiederaufladbaren Batterie, welche eine erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung umfasst, die insbesondere ausgebildet ist zum Steuern, Regeln und Überwachen des Ladens und/oder Entladens der wiederaufladbaren Batterie, wobei die wiederaufladbare Batterie ausgebildet ist zum Versorgen eines Elektrogeräts, insbesondere in Form eines Elektrowerkzeugs, eines Haushalts- oder Gartengeräts mit elektrischer Energie.
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Ladesysteme der eingangs beschriebenen Art sind in vielfältiger Weise bekannt. Insbesondere batteriebetriebene Elektrogeräte, beispielsweise Elektrowerkzeuge, Haushalt- oder Gartengeräte, die mit wiederaufladbaren Batterien betrieben werden, deren Batteriespannungen größer als 5 Volt sind, beispielsweise 18 Volt oder 36 Volt, werden mit Ladevorrichtungen in Form von proprietären Ladegeräten geladen, die für die jeweiligen Elektrogeräte beziehungsweise wiederaufladbaren Batterien, nachfolgend auch als Akkupacks bezeichnet, spezifisch ausgebildet sind. Diese Ladegeräte dienen dazu, die batteriespezifischen Ladeparameter, insbesondere einen Ladestrom, zu regeln. Derartige Ladesysteme erfordern, dass für jeden Typ einer wiederaufladbaren Batterie in der Regel ein spezielles Ladegerät bereitgestellt werden muss. Auf diese Weise entstehen jährlich große Mengen an Elektroschrott, denn die Ladegeräte können aufgrund ihrer spezifischen Anpassung nur für die ihnen zugeordneten wiederaufladbaren Batterien beziehungsweise Akkupacks genutzt werden.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ladesystem, ein Elektrogerätesystem und ein Verfahren zum Laden einer wiederaufladbaren Batterie so zu verbessern, dass insbesondere die Entstehung von Elektroschrott verringert wird.
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Diese Aufgabe wird bei einem Ladesystem der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Ladevorrichtung mindestens eine Ladeeinrichtung und eine Adaptereinrichtung umfasst, dass die Ladeeinrichtung ein Ladeeinrichtungsgehäuse, dass die Adaptereinrichtung ein Adaptereinrichtungsgehäuse umfasst, das das Ladeeinrichtungsgehäuse und das Adaptereinrichtungsgehäuse separat voneinander ausgebildet sind, dass die Adaptereinrichtung und die Ladeeinrichtung über ein Verbindungkabel oder eine direkte Steckverbindung in einer Ladestellung miteinander verbunden oder verbindbar sind, dass die mindestens eine Ladeeinrichtung eine zweite Steuer- und/oder Regelungseinrichtung zum Steuern und/oder Regeln von Ladeparametern während des Ladevorgangs umfasst und dass in der Ladestellung die erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung und die zweite Steuer- und/oder Regelungseinrichtung kommunikationswirksam miteinander verbunden sind zum Übertragen von für die mindestens eine wiederaufladbare Batterie spezifischen Ladeparametern von der ersten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung zur zweiten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung.
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Ein derartiges Ladesystem ermöglicht es insbesondere, Standard-Ladegeräte zum Laden der wiederaufladbaren Batterien zu nutzen. Die Ladeeinrichtung, die in einem separaten Ladeeinrichtungsgehäuse angeordnet oder ausgebildet ist, bildet somit ein eigenständiges Ladegerät, welches über die batteriespezifische Adaptereinrichtung mit der wiederaufladbaren Batterie gekoppelt werden kann, um diese zu laden. So kann insbesondere mit einem einzigen Ladegerät eine Mehrzahl unterschiedlicher Batterietypen geladen werden. Es werden hierfür nur unterschiedliche, an die jeweiligen Batterietypen angepasste Adaptervorrichtungen benötigt. Die Adaptereinrichtungen selbst können mit einer minimalen Ausstattung an elektronischen Komponenten bereitgestellt werden. Insbesondere kann bei der Ausbildung der Adaptereinrichtungen vollständig auf eine Leistungselektronik verzichtet werden, die zum Laden der wiederaufladbaren Batterie erforderlich ist. Auf diese Weise lassen sich jährlich signifikante Mengen an Elektroschrott vermeiden, da die Ladeeinrichtung, nachfolgend auch als Ladegerät gezeichnet, weiter genutzt werden kann, auch wenn eine Batterie unbrauchbar ist oder ein Anwender ein neues Elektrogerät einsetzten möchte, welches mit einem anderen Batterietyp betrieben werden muss, für den bislang eine proprietäre Ladevorrichtung bereitgestellt werden müsste. Ein Anwender kann nun einfach seine Ladeeinrichtung, also das unspezifische Ladegerät, auch zum Laden des neuen Batterietyps für sein neues Elektrogerät nutzen. Eine direkte Steckverbindung kann insbesondere ein Steckerelement an der Adaptereinrichtung und ein korrespondierendes Steckerelement an der Ladeeinrichtung umfasst, welche in der Ladestellung in Eingriff stehen, insbesondere kraft- und/oder formschlüssig zur Ausbildung einer elektrischen und mechanischen Verbindung zwischen der Adaptereinrichtung und der Ladeeinrichtung. Wiederaufladbare Batterien im Sinne dieser Anmeldung umfassen eine oder mehrere Batterie- oder Akkuzellen, die vorzugsweise identisch ausgebildet sind. Insbesondere kann es sich dabei um Lithium-Ionen-Zellen handeln.
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Günstig ist es, wenn die Ladevorrichtung eine Leistungselektronik umfasst, wenn die Leistungselektronik ausschließlich von der Ladeeinrichtung umfasst ist und wenn die Adaptereinrichtung ohne Leistungselektronik ausgebildet ist.
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Wie bereits oben angedeutet können so alle für das Laden der wiederaufladbaren Batterie erforderlichen relevanten elektrischen Leistungskomponenten, eben als Leistungselektronik bezeichnet, in die Ladeeinrichtung, also das sogenannte Ladegerät, integriert werden. Bei der Adaptereinrichtung auf eine Leistungselektronik zu verzichten, vereinfacht deren Aufbau und minimiert auch Kosten für deren Herstellung.
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Vorzugsweise ist die Ladeeinrichtung ausgebildet zum Bereitstellen einer Ladeleistung von mindestens 50 Watt, insbesondere von mindestens 120 Watt. Mit derartigen Ladeeinrichtungen lassen sich wiederaufladbare Batterien, insbesondere auch mit Nennspannungen größer als 5 Volt, beispielsweise 18 Volt, 36 Volt oder 48 Volt, schnell und sicher laden.
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Günstig ist es, wenn die Ladeeinrichtung in Form eines USB-Ladegeräts ausgebildet ist. Die Ladeeinrichtung als USB-Ladegerät bereitzustellen, ermöglicht es insbesondere, ein universelles Ladesystem auszubilden. So können beispielsweise handelsübliche USB-Ladegeräte genutzt werden, um letztlich beliebige wiederaufladbare Batterien für batteriebetriebene Elektrogeräte aufzuladen. Für den jeweiligen Batterietyp spezifisch sind dann lediglich die Adaptervorrichtungen. Diese sind jedoch vorzugsweise so ausgebildet, dass sie mit beliebigen USB-Ladegeräten, die zum Bereitstellen der erforderlichen Ladeparameter wie Ladespannung, Ladestrom und Ladeleistung ausgebildet sind, gekoppelt werden können, um die wiederaufladbaren Batterien aufzuladen. Eine solche Weiterbildung eines Ladesystems ermöglicht es insbesondere, auch auf Reisen die batteriebetriebenen Elektrogeräte zu nutzen. Beispielsweise können in Hotels USB-Ladegeräte bereitgestellt werden. Ein Anwender muss dann lediglich die für seine wiederaufladbare Batterie passende Adaptereinrichtung mit sich führen, um die wiederaufladbare Batterie seines Elektrogeräts aufladen zu können. Ist die Ladeeinrichtung beschädigt oder die von ihr umfasste Leistungselektronik defekt, muss lediglich die Ladeeinrichtung ausgetauscht werden, jedoch nicht die Adaptereinrichtung. Wenn es sich bei den Ladeeinrichtungen um standardisierte USB-Ladegeräte handelt, kann so ein Anwender schnell und unkompliziert Ersatz erhalten. Insbesondere ist er hier nicht auf Ladeeinrichtungen des Herstellers seines Elektrogeräts angewiesen, sondern kann handelsübliche USB-Ladegeräte nutzen, die zum Laden der von ihm genutzten wiederaufladbaren Batterie die erforderliche Ladespannung, den erforderlichen Ladestrom und damit die benötigte Ladeleistung bereitstellen können.
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Vorzugsweise ist das Ladegerät mindestens entsprechend dem Standard USB 3.1 PD ausgebildet. Derartige Ladegeräte sowie deren Weiterentwicklungen hin zu höheren Leistungen ermöglichen die externe Steuerung von Ladeparametern, beispielsweise durch Übertragen von entsprechenden Steuersignalen von der wiederaufladbaren Batterie, insbesondere der ersten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung. Die Ladegeräte müssen also nicht die batteriespezifischen Ladeparameter selbst vorhalten, beispielsweise in einer Speichervorrichtung derselben. Vielmehr werden sie von der zu ladenden Batterie übertragen. Dies ermöglicht es, derartige Ladegeräte auch zum Laden von Batterietypen zu nutzen, die erst zukünftig verfügbar sein werden.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Ladeeinrichtung ausgebildet ist zum Laden von wiederaufladbaren Batterien mit eine Batteriespannung größer 5 Volt, insbesondere mit Batteriespannungen von mindestens 18 Volt oder von mindestens 36 Volt. Mit derartigen Ladeeinrichtungen können insbesondere wiederaufladbare Batterien zum Betreiben von Elektrogeräten genutzt werden, die Betriebsspannungen nutzen, die größer als 5 Volt sind, insbesondere Batteriespannungen von 18 Volt oder beispielsweise 36 Volt oder 48 Volt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Adaptereinrichtung eine erste Adapterschnittstelleneinrichtung umfasst, dass die mindestens eine wiederaufladbare Batterie eine Batterieschnittstelleneinrichtung umfasst und dass die erste Adapterschnittstelleneinrichtung und die Batterieschnittstelleneinrichtung korrespondierend zueinander ausgebildet sind zum mechanischen und elektrischen Koppeln miteinander in einer ersten Kopplungsstellung. Diese Ausgestaltung der Adaptereinrichtung ermöglicht eine definierte Kopplung in mechanischer und elektrischer Hinsicht zwischen der Batterie und der Adaptereinrichtung in der ersten Kopplungsstellung. So kann unabhängig von der Ausgestaltung der Ladeeinrichtung eine definierte Verbindung zwischen der wiederaufladbaren Batterie und der Adaptereinrichtung sichergestellt werden, um die wiederaufladbare Batterie in der Ladestellung zu laden, in welcher die Adaptereinrichtung und die Ladeeinrichtung über eine direkte Steckverbindung oder ein Verbindungskabel miteinander verbunden sind.
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Günstig ist es, wenn die direkte Steckverbindung oder das Verbindungskabel mit der Adaptereinrichtung oder mit der Ladeeinrichtung dauerhaft und unlösbar verbunden ist. Das Verbindungskabel oder ein Steckverbinder der Steckverbindung ist also entweder an der Adaptereinrichtung oder der Ladeeinrichtung festgelegt, sodass nur eine lösbare Verbindung vorgesehen ist, nämlich zwischen dem Verbindungskabel beziehungsweise dem Steckverbinder und der Ladeeinrichtung oder dem Verbindungskabel beziehungsweise dem Steckverbinder und der Adaptereinrichtung. So wird die Zahl der Kontaktstellen zum Betreiben des Ladesystems minimiert. Dadurch kann insbesondere eine Zuverlässigkeit des Ladesystems im Einsatz verbessert werden.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Adaptereinrichtung eine zweite Adapterschnittstelleneinrichtung umfasst, wenn das Verbindungskabel eine erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung umfasst und wenn die zweite Adapterschnittstelleneinrichtung und die erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung korrespondierend zueinander ausgebildet sind zum mechanischen und elektrischen Koppeln miteinander in einer zweiten Kopplungsstellung. Mit anderen Worten sind das Verbindungskabel und die Adaptereinrichtung miteinander lösbar verbindbar. Die Schnittstelle wird hier definiert durch die zweite Adapterschnittstelleneinrichtung und die zu dieser korrespondierende erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung.
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Ferner kann es günstig sein, wenn die Ladeeinrichtung eine erste Ladeeinrichtungsschnittstelle umfasst, wenn das Verbindungskabel eine zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung umfasst und wenn die erste Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung und die zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung korrespondierend zueinander ausgebildet sind zum mechanischen und elektrischen Koppeln miteinander in einer dritten Kopplungsstellung. Diese Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere, eine Verbindung zwischen dem Verbindungskabel und der Ladeeinrichtung zu lösen. So kann die Adaptereinrichtung von der Ladeeinrichtung schnell und sicher getrennt werden. Verfügt das Verbindungskabel sowohl über eine erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung als auch über eine zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung, kann das Verbindungkabel, wenn es beispielsweise beschädigt ist, beim Ladesystem auf einfache Weise ersetztdurch ein neues Verbindungskabel werden. Die Adaptereinrichtung und die Ladeeinrichtung können dann mit dem neuen Verbindungskabel weiter genutzt werden.
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Vorteilhaft ist es, wenn die zweite Adapterschnittstelleneinrichtung, die erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung, die zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung und die erste Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung in Form von USB-Schnittstelleneinrichtungen ausgebildet sind. Insbesondere können sie in Form von USB-Buchsen oder korrespondierenden USB-Steckern ausgebildet sein. Beispielsweise können an der Adaptereinrichtung und an der Ladeeinrichtung USB-Buchsen vorgesehen sein. Das Verbindungskabel kann beispielsweise zwei USB-Stecker umfassen. So kann für das Ladesystem ein herkömmliches USB-Verbindungskabel genutzt werden, um die Ladeeinrichtung und die Adaptereinrichtung elektrisch leitungswirksam miteinander zu verbinden. Insbesondere können die Verbindungskabel auch eine oder mehrere Datenleitungen umfassen, um Daten zwischen der Adaptereinrichtung und der Ladeeinrichtung und damit indirekt auch zwischen der Ladeeinrichtung und der wiederaufladbaren Batterie, insbesondere der ersten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung, auszutauschen. So können die Ladeeinrichtungen die wiederaufladbare Batterie, insbesondere deren erste und die zweite Steuer- und/oder Regelungseinrichtung, miteinander kommunizieren.
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Vorteilhafterweise sind die USB-Schnittstelleneinrichtungen in Form von USB-C-Schnittstelleneinrichtungen ausgebildet. Insbesondere können sie in Form von Schnittstelleneinrichtungen vom Typ USB-C 3.1 oder höher ausgebildet sein. Derartige Schnittstelleneinrichtungen können insbesondere genutzt werden, um Ladeeinrichtungen mit hohen Ladeleistungen zu nutzen, welche beim Laden hohe Ströme bereitstellen, beispielsweise bis zu 5 Ampere.
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Ferner ist es günstig, wenn die erste Adapterschnittstelleneinrichtung, die zweite Adapterschnittstelleneinrichtung, die erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung, die zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung und die erste Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung mindestens einen Kommunikationskontakt umfassen zum Übertragen und Austauschen von Daten zwischen der ersten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung und der zweiten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung. Auf diese Weise können insbesondere für das Laden der wiederaufladbaren Batterie relevante Parameter zwischen der wiederaufladbaren Batterie und der Ladeeinrichtung ausgetauscht werden, insbesondere vor Beginn eines Ladevorgangs oder auch während eines Ladevorgangs, und zwar in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen oder auch kontinuierlich. Diese Ausgestaltung hat insbesondere den Vorteil, dass die Ladeeinrichtung selbst keine Ladeparameter bereitstellen muss, um die wiederaufladbare Batterie zu laden. Alle hierfür erforderlichen Parameter können in Form von Daten in einem Datenspeicher der wiederaufladbaren Batterie hinterlegt sein und dann, wenn die wiederaufladbare Batterie und die Ladeeinrichtung in der Ladestellung miteinander elektrisch und kommunikativ wirkverbunden sind, von der wiederaufladbaren Batterie auf die Ladeeinrichtung übertragen werden. Es können aber auch lediglich nur Steuersignale von der wiederaufladbaren Batterie an die Ladeeinrichtung übertragen werden, um diese so anzusteuern, dass sie zu jeder Zeit die zum Laden der wiederaufladbaren Batterie erforderliche Ladespannung und den erforderlichen Ladestrom bereitstehen kann.
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Auf einfache und kostengünstige Weise lässt sich das Ladesystem ausbilden, wenn das Verbindungskabel in Form eines USB-Verbindungskabels ausgebildet ist. Insbesondere kann es in Form eines Verbindungskabels vom Typ USB-C ausgebildet sein. Es ist hier also kein spezielles Verbindungskabel erforderlich, sondern es kann insbesondere ein herkömmliches Standard-USB-C-Verbindungskabel zum Einsatz kommen. So kann sich ein Anwender beispielsweise sein Ladesystem in gewünschter Weise zusammenstellen, je nachdem ob er aufgrund einer räumlichen Situation ein kurzes oder ein langes Verbindungskabel benötigt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Adaptereinrichtung eine Kommunikationseinrichtung umfasst, welche ausgebildet ist zum Übertragen und Austauschen von Daten zwischen der ersten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung und der zweiten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung. Die Kommunikationseinrichtung der Adaptereinrichtung kann insbesondere dazu dienen, Daten und/oder Steuersignale von der wiederaufladbaren Batterie auf die Ladeeinrichtung zu übertragen. Eine solche Kommunikationseinrichtung kann insbesondere dann vorgesehen sein, wenn die wiederaufladbare Batterie beispielsweise ausgebildet ist, um nicht direkt mit einem Ladegerät vom Typ USB-C 3.1 PD zu kommunizieren. Die Kommunikationseinrichtung kann in einem solchen Fall insbesondere ausgebildet sein, um wiederaufladbare Batterien und Ladeeinrichtungen, die unterschiedliche Kommunikationsprotokolle nutzen, miteinander kommunikationswirksam zu koppeln.
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Vorzugsweise umfasst die Kommunikationseinrichtung einen Mikrocontroller, welcher kommunikationswirksam mit der Steuer- und/oder Regelungseinrichtung der mindestens wiederaufladbaren Batterie und der Steuer- und/oder Regelungseinrichtung der mindestens einen Ladeeinrichtung verbunden oder verbindbar ist. Mit einem solchen Mikrocontroller kann eine Kommunikation zwischen der wiederaufladbaren Batterie und der Ladeeinrichtung auf einfache Weise realisiert werden. Insbesondere ist es möglich, unterschiedliche Datenübertragungsprotokolle mit dem Mikrocontroller umzusetzen. Er bildet dann eine Art Übersetzungseinrichtung, die eine Kommunikation zwischen der wiederaufladbaren Batterie und der Ladeeinrichtung ermöglicht.
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Günstig ist es, wenn die Ladeeinrichtung eine zweite Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung umfasst zum direkten oder indirekten mechanischen und elektrischen Koppeln mit einem Stromversorgungsnetz. Mit der zweiten Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung kann dann die Ladeeinrichtung direkt, beispielsweise über einen am Ladeeinrichtungsgehäuse angeordneten beziehungsweise ausgebildeten Stecker in eine Steckdose, die mit einem Stromversorgungsnetz verbunden ist, gesteckt und so mit Strom versorgt werden.
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Vorzugsweise ist die zweite Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung ausgebildet zum mechanischen und elektrischen Koppeln mit einem Netzanschlusskabel. Diese Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere, das Netzanschlusskabel bei Bedarf von der Ladeeinrichtung zu trennen. So können unterschiedliche Netzanschlusskabel bereitgestellt werden für unterschiedliche Stromversorgungsnetze, deren Steckdosen unterschiedlich sind. Dies ermöglich es beispielsweise, Ladeeinrichtungen weltweit zu nutzen, für unterschiedliche Länder jedoch nur das passende Netzanschlusskabel dem Ladesystem beizufügen.
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Ferner ist es günstig, wenn die zweite Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung eine Steckverbindungseinrichtung oder ein beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Ladeeinrichtung unlösbar mit der Ladeeinrichtung verbundenes Netzanschlusskabel umfasst, wobei die Steckverbindungseinrichtung und das Netzanschlusskabel ausgebildet sind zum direkten mechanischen und elektrischen Koppeln beispielsweise mit einer Steckdose. Die vorgeschlagene Weiterbildung ermöglicht es im Fall einer am Ladeeinrichtungsgehäuse angeordneten Steckverbindungseinrichtung, die Ladeeinrichtung direkt mit einer Steckdose zu koppeln oder über das mit der Ladeeinrichtung verbundene Netzanschlusskabel mit einer Steckdose zu koppeln. Die Steckverbindungseinrichtung, beispielsweise in Form eines Steckers, insbesondere eines Netzsteckers, ermöglicht eine besonders kompakte Ausbildung der Ladeeinrichtung. Das Netzanschlusskabel ermöglicht es insbesondere, die Ladeeinrichtung auch räumlich getrennt von einer Steckdose zum Laden einer wiederaufladbaren Batterie zu positionieren.
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Die eingangs gestellte Aufgabe wird ferner bei einem Elektrogerätesystem der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Ladesystem in Form eines der oben beschriebenen Ladesysteme ausgebildet ist.
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Ein in der vorgeschlagenen Weise weitergebildetes Elektrogerätesystem weist dann die bereits oben in Verbindung mit den beschriebenen vorteilhaften Ausführungsformen von Ladesystemen erläuterten Vorteile auf. Wie insbesondere dargelegt, ermöglichen es die Ladeeinrichtungen des Ladesystems des Elektrogerätesystems, unterschiedliche wiederaufladbare Batterien zu laden. Eine individuelle Anpassung der Ladeeinrichtungen an unterschiedliche Batterietypen erfolgt über die vorgeschlagene Adaptereinrichtung.
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Vorteilhaft ist es, wenn das batteriebetriebene Haushalts- oder Gartengerät in Form eines Reinigungsgeräts ausgebildet ist, insbesondere in Form eines Sauggeräts, eines Hochdruckreinigungsgeräts, eines Dampfreinigungsgeräts, eines Kehrgeräts, einer Säge, eines Blasgeräts, eines Rasenmähers oder einer Heckenschere. Mit einem solchen Elektrogerätesystem können insbesondere die beispielhaft genannten Geräte mit ein und derselben wiederaufladbaren Batterie betrieben werden. Das Elektrogerätesystem kann aber auch unterschiedliche Batterietypen umfassen, die jedoch mit einer einzigen Ladeeinrichtung geladen werden können. Für unterschiedliche Batterietypen kann das Elektrogerätesystem unterschiedliche Adaptereinrichtungen umfassen, die zu den jeweiligen Batterietypen korrespondieren. Das Elektrogerätesystem kann selbstverständlich auch zwei oder mehr Ladeeinrichtungen umfassen. Grundsätzlich würde jedoch eine einzige Ladeeinrichtung ausreichen. Allerdings können dann mehrere Batterien des Elektrogerätesystems nur nacheinander geladen werden, nicht gleichzeitig. Ein gleichzeitiges Laden kann jedoch ermöglicht werden, wenn die Adaptereinrichtung nicht nur eine, sondern zwei oder mehr erste Adapterschnittstelleneinrichtungen umfasst, sodass die Adaptereinrichtung gleichzeitig mit zwei oder mehr wiederaufladbaren Batterien zum Laden derselben gekoppelt werden kann.
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Vorzugsweise ist das batteriebetriebene Elektrogerät ausgebildet zum Betreiben mit mindestens einer, insbesondere mit nur einer, mit zwei, drei, vier oder mehr wiederaufladbaren Batterien. Diese Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere, beim Einsatz von zwei oder mehr wiederaufladbaren Batterien, eine Einsatzzeit des Elektrogeräts zu verlängern, ohne dass ein Batteriewechsel erforderlich ist. Ferner können die Batterien auch in Serie geschaltet zum Betreiben des Elektrogeräts genutzt werden. So lassen sich höhere Betriebsspannungen realisieren.
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Günstigerweise ist die mindestens eine wiederaufladbare Batterie wahlweise mit unterschiedlichen batteriebetriebenen Elektrogeräten koppelbar. Diese Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere, beispielsweise mit nur einer einzigen Batterie und einer einzigen Ladeeinrichtung mehrere Elektrogeräte zu betreiben, zwar nicht gleichzeitig, jedoch nacheinander. Da ein Anwender in der Regel nur ein Elektrogerät gleichzeitig bedienen kann, kann er so nacheinander unterschiedliche Elektrogeräte einsetzen. Hierfür muss er dann lediglich die wiederaufladbare Batterie vom einen Elektrogerät entfernen und mit dem anderen Elektrogerät koppeln. Wenn er nur eine Batterie zur Verfügung hat, muss er die Arbeit mit seinen unterschiedlichen Elektrogeräten während des Ladens der Batterie unterbrechen. Hat er mehrere Batterien zur Verfügung, kann er die leere Batterie gegen eine aufgeladene Batterie auswechseln.
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Die eingangs gestellte Aufgabe wird ferner bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die wiederaufladbare Batterie mit einem der oben beschriebenen Ladesysteme aufgeladen wird, dass die Ladeeinrichtung automatisch durch die erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung angesteuert wird und dass die erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung der Ladeeinrichtung während des Ladevorgangs Ladeparameter vorgibt.
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Das vorgeschlagene weitergebildete Verfahren ermöglicht es insbesondere, die Ladeeinrichtungen des Ladesystems Batterietyp-unspezifisch und Elektrogerätunspezifisch bereitzustellen. Sämtliche Informationen und Parameter, die für das Laden unterschiedlichster wiederaufladbarer Batterietypen erforderlich sind, müssen nicht im Ladegerät, also der Ladeeinrichtung, hinterlegt oder bereitgestellt werden. Das vorgeschlagene Ladesystem ermöglicht es insbesondere, dass diese Informationen von der wiederaufladbaren Batterie bereitgestellt werden. Auf diese Weise kann die Ladeeinrichtung auch für zukünftige Generationen von Batterietypen genutzt werden. Eine Aktualisierung der Ladeeinrichtung, um sie mit neuartigen Batterietypen zu nutzen, ist nicht erforderlich. Alle für das Laden neuer Batterietypen erforderlichen Informationen können in der wiederaufladbaren Batterie hinterlegt werden, beispielsweise in der ersten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung oder einer von der wiederaufladbaren Batterie umfassten Speichereinrichtung. Als Ladeparameter können insbesondere ein Ladestrom und/oder eine Ladespannung vorgegeben werden.
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Vorzugsweise werden die Ladeparameter während des Ladevorgangs in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen oder kontinuierlich vorgegeben. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, den Ladevorgang der wiederaufladbaren Batterie ausschließlich durch die erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung der wiederaufladbaren Batterie vorzugeben. Die erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung wird auch als Batterie-Management-System (BMS) bezeichnet.
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Ferner wird die Verwendung eines der oben beschriebenen Ladesysteme zum Laden einer wiederaufladbaren Batterie vorgeschlagen, insbesondere zur Durchführung eines der oben beschriebenen Verfahren.
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Die nachfolgende Beschreibung bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung dient dem Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung. Es zeigen:
- 1: eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Ladesystems;
- 2: eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Ladesystems;
- 3: eine schematische Darstellung eines Elektrogerätesystems umfassend mehrere Elektrogeräte sowie ein Ladesystem.
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Ladesystems 10 schematisch dargestellt, welches beispielsweise von einem schematisch in 3 dargestellten Elektrogerätesystem 12 umfasst sein kann.
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Das Elektrogerätesystem 12 umfasst mindestens eine batteriebetriebenes Elektrogerät 14. In 3 sind beispielhaft drei Elektrogeräte 14 dargestellt, und zwar in Form eines Elektrowerkzeugs 16, eines Haushaltsgeräts 18 sowie eines Gartengeräts 20.
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Das in 1 schematisch dargestellte Ladesystem 10 umfasst eine wiederaufladbare Batterie 22 zum Versorgen eines der Elektrogeräte 14 mit elektrischer Energie.
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In 3 sind schematisch drei wiederaufladbare Batterien 22 schematisch dargestellt, sie sind in Form von sich unterscheidenden Akkupacks 82a, 82b und 82c ausgebildet.
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Die wiederaufladbaren Batterien 22 umfassen jeweils eine erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 30. Die erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 30 ist ausgebildet zum Steuern, Regeln und Überwachen des Ladens, Entladens und eines Betriebszustands der wiederaufladbaren Batterie 22.
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Das Ladesystem 10 umfasst ferner eine Ladevorrichtung 32 zum Laden der wiederaufladbaren Batterie 22.
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Die Ladevorrichtung 32 umfasst eine Ladeeinrichtung 34 und eine Adaptereinrichtung 36.
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Die Ladeeinrichtung 34 umfasst ein Ladeeinrichtungsgehäuse 38. Die Adaptereinrichtung 36 umfasst eine Adaptereirichtungsgehäuse 40.
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Wie schematisch in 1 dargestellt sind das Ladeeinrichtungsgehäuse 38 und das Adaptereinrichtungsgehäuse 40 separat voneinander ausgebildet. Die Adaptereinrichtung 36 und die Ladeeinrichtung 34 sind über ein Verbindungskabel 42 in einer Ladestellung miteinander verbunden oder verbindbar. In 1 ist das Verbindungskabel 42 sowohl von der Adaptereinrichtung 36 als auch von der Ladeeinrichtung 34 getrennt dargestellt.
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Die Ladeeinrichtung 34 umfasst eine zweite Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 44 zum Steuern und/oder Regeln von Ladeparametern während eines Ladevorgangs der wiederaufladbaren Batterie 22.
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Die erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 30 und die zweite Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 44 sind derart ausgebildet, dass sie über das Verbindungskabel 42 kommunikationswirksam in der Ladestellung miteinander verbunden sind zum Übertragen von für die wiederaufladbare Batterie 22 spezifischen Ladeparametern von der ersten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 30 zur zweiten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 44. Selbstverständlich wird über das Verbindungskabel 42 die Ladeeinrichtung 34 mit der Adaptereinrichtung 36 auch elektrisch leitungswirksam verbunden, um einen Ladestrom von der Ladeeinrichtung 34 zur Adaptereinrichtung 36 zu leiten.
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Die Adaptereinrichtung 36 umfasst eine erste Adapterschnittstelleneinrichtung 46. Die wiederaufladbare Batterie 22 umfasst eine Batterieschnittstelleneinrichtung 48. Die erste Adapterschnittstelleneinrichtung 46 und die Batterieschnittstelleneinrichtung 48 sind korrespondierend zueinander ausgebildet zum mechanischen und elektrischen Koppeln miteinander in einer ersten Kopplungsstellung.
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In 1 ist die wiederaufladbare Batterie 22 in einer von der Adaptereinrichtung 36 getrennten Stellung dargestellt. In der ersten Kopplungsstellung sind die wiederaufladbare Batterie 22 und die Adaptereinrichtung 36 in definierter Weise mechanisch und elektrisch leitungswirksam miteinander gekoppelt.
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Beim Ausführungsbeispiel der 1 umfasst die Adaptereinrichtung 36 eine zweite Adapterschnittstelleneinrichtung 50. Das Verbindungskabel 42 umfasst bei diesem Ausführungsbeispiel eine erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung 52 und eine zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung 54.
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Die erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung 52 und die zweite Adapterschnittstelleneinrichtung 50 sind korrespondierend zueinander ausgebildet zum mechanischen und elektrischen Koppeln miteinander in einer zweiten Kopplungsstellung. In 1 sind die zweite Adapterschnittstelleneinrichtung 50 und die erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung 52 außer Eingriff stehend dargestellt.
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Die Ladeeinrichtung 34 umfasst beim Ausführungsbeispiel der 1 eine erste Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung 56 und eine zweite Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung 58.
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Die erste Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung 56 und die zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung 54 sind korrespondierend zueinander ausgebildet zum mechanischen und elektrischen Koppeln miteinander in einer dritten Kopplungsstellung. Beim Ausführungsbeispiel der 1 stehen die zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung 54 und die erste Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung 56 außer Eingriff.
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Beim Ausführungsbeispiel der 1 umfasst das Ladesystem 10 ein Netzanschlusskabel 60 mit einem Netzstecker 62 an einem Ende zum Verbinden mit einer Steckdose eines Stromversorgungsnetzes. Am anderen Ende des Netzanschlusskabels 60 ist ein Anschlussstecker 64 angeordnet beziehungsweise ausgebildet, welcher mit der zweiten Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung 58 mechanisch und elektrisch in Eingriff gebracht werden kann. In 1 ist die zweite Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung 58 vom Anschlussstecker 64 getrennt dargestellt.
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Zum Laden der wiederaufladbaren Batterie 22 wird diese bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel mit ihrer Batterieschnittstelleneinrichtung 48 mit der ersten Adapterschnittstelleneinrichtung 46 in Eingriff gebracht. Das Verbindungskabel 42 wird mit seiner ersten Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung 52 mit der zweiten Adapterschnittstelleneinrichtung 50 in Eingriff gebracht. Die zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung 54 wird mit der ersten Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung 56 in Eingriff gebracht. Ferner wird der Anschlussstecker 64 des Netzanschlusskabels 60 mit der zweiten Ladeneinrichtungsschnittstelleneinrichtung 58 in Eingriff gebracht. Und schließlich wird der Netzstecker 62 in eine Steckdose gesteckt.
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Die beschriebene Verbindung der Komponenten miteinander ermöglicht nun das automatische Laden der wiederaufladbaren Batterie 22. Hierfür kommunizieren die wiederaufladbare Batterie 22 und die Ladeeinrichtung 34 miteinander. Die erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 30 überträgt Daten und Informationen zum Steuern der Ladeeinrichtung 34 über die Adaptereinrichtung 36 und das Verbindungskabel 42 zur zweiten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 44 der Ladeeinrichtung 34. Abhängig vom Ladezustand sowie weiterer relevanter Parameter der wiederaufladbaren Batterie 22, insbesondere einer Umgebungstemperatur, wird nun ein Ladestrom von einer Leistungselektronik 66 der Ladeeinrichtung 34 bereitgestellt und über das Verbindungskabel 42 zur Adaptereinrichtung 36 und von dieser zur wiederaufladbaren Batterie 22 geleitet zum Aufladen einer oder mehrerer, in den Figuren der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellter Batteriezellen, die in einem Batteriegehäuse 68 der wiederaufladbaren Batterie 22 aufgenommen sind.
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Beim Ausführungsbeispiel der 1 sind die zweite Adapterschnittstelleneinrichtung 50, die erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung 52, die zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung 54 und die erste Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung 56 in Form von USB-Schnittstelleneinrichtungen 70 ausgebildet.
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Die USB-Schnittstelleneinrichtungen 70 der Adaptereinrichtung 36 und der Ladeeinrichtung 34 sind in Form von USB-Buchsen 72 ausgebildet, die USB-Schnittstelleneinrichtungen 70 des Verbindungskabels 42 in Form von USB-Steckern 74.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 sind die USB-Schnittstelleneinrichtungen 70 in Form von USB-C-Schnittstelleneinrichtungen 76 ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die USB-C-Schnittstelleneinrichtungen 76 in Form von Schnittstelleneinrichtungen vom Typ USB-C 3.1 ausgebildet.
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Zum Übertragen und Austauschen von Daten zwischen der ersten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 30 und der zweiten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 44 umfassen die erste Adapterschnittstelleneinrichtung 46, die zweite Adapterschnittstelleneinrichtung 50, die Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung 52, die zweite Verbindungkabelschnittstelleneinrichtung 54 und die erste Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung 56 einen oder mehrere Kommunikationskontakte. Diese sind in den Figuren der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt.
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Mit seinen USB-Schnittstelleneinrichtungen 70 ist das Verbindungskabel 42 in Form eines USB-Verbindungskabels 78 ausgebildet, und zwar in Form eines Verbindungskabels 42 vom Typ USB-C.
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In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ladesystems 10 schematisch dargestellt. Es stimmt in Teilen mit dem Ausführungsbeispiel der 1 überein. Zur Bezeichnung identischer und funktional vergleichbarer Komponenten sind daher dieselben Bezugszeichen verwendet wie bei den Ausführungsbeispielen der 1 und 3.
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Beim Ausführungsbeispiel der 2 sind die wiederaufladbare Batterie 22 und die Adaptereinrichtung 36 identisch ausgebildet wie beim Ausführungsbeispiel der 1. Dies trifft auch auf das Verbindungskabel 42 zu. Ein Unterschied ergibt sich lediglich bei der Ladeeinrichtung 34. Anders als beim Ausführungsbeispiel der 1 ist hier keine zweite Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung 58 vorgesehen, sondern eine Steckverbindungseinrichtung 80, die beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Ladeeinrichtung 34 unlösbar mit dem Ladeeinrichtungsgehäuse 38 verbunden ist. Die Steckverbindungseinrichtung 80 ist in Form eines Netzsteckers ausgebildet, welcher direkt in eine Steckdose eines Stromversorgungsnetzes eingesteckt werden kann.
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Zur Funktionsweise des Ladesystems 10, welches in 2 schematisch dargestellt ist, kann auf die obige Beschreibung zum Ladesystem 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 verwiesen werden.
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Bei einem in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist statt der Steckverbindungseinrichtung 80, die direkt mit dem Ladeeinrichtungsgehäuse 38 verbunden ist, am Ladeeinrichtungsgehäuse 38 ein Netzanschlusskabel angeordnet, und zwar beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Ladeeinrichtung 34 ein unlösbar mit dieser verbundenes Netzanschlusskabel. Am Netzanschlusskabel ist wiederum ein Netzstecker angeordnet beziehungsweise ausgebildet zum in Eingriff Bringen mit einer Steckdose an einem Stromversorgungsnetz.
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Mit Bezug zur 3 wird nachfolgend eine beispielhafte Ausgestaltung eines Elektrogerätesystems 12 näher erläutert.
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In 3 sind beispielhaft drei wiederaufladbare Batterien 22 dargestellt. Diese sind in Form von Akkupacks 82a, 82b und 82c ausgebildet. Der Akkupack 82a weist eine Nennspannung von 18V auf und umfasst fünf nicht dargestellte Akkuzellen. Der Akkupack 82b weist eine Nennspannung von 36V auf und umfasst 10 nicht dargestellte Akkuzellen.
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Der Akkupack 82c weist eine Nennspannung von 36V auf und umfasst ebenfalls 10 Akkuzellen.
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Die Akkuzellen der Akkupacks 82a, 82b und 82c sind jeweils identisch und in Form von Lithium-Ionen-Zellen ausgebildet.
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Die Batterieschnittstelleneinrichtung 48 ist bei den Akkupacks 82a und 82b identisch ausgebildet.
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Jeder der drei Akkupacks 82a, 82b und 82c umfasst eine erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 30, die insbesondere zum Steuern, Regeln und Überwachen des Ladens, Entladens sowie eines Betriebszustands des Akkupacks 82a, 82b beziehungsweise 82c ausgebildet ist.
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Das Elektrogerätesystem 12 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 3 umfasst eine Mehrzahl von unterschiedlich ausgebildeten Adaptereinrichtungen 36. Sie sind in Form von Adaptern 84a bis 84i ausgebildet.
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Die Adapter 84a bis 84i unterscheiden sich in der Ausgestaltung der ersten Adapterschnittstelleneinrichtung 46. Bei den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen der Adapter 84a, 84b sowie 84e bis 84i sind die ersten Adapterschnittstelleneinrichtungen 46 identisch ausgebildet, und zwar in Form erster Adapterschnittstellen 86a. Bei den Adaptern 84c und 84d ist die erste Adapterschnittstelleneinrichtung 46 in Form einer ersten Adapterschnittstelle 86b ausgebildet.
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Die Batterieschnittstelleneinrichtung 48 ist bei den Akkupacks 82a und 82b in Form einer Batterieschnittstelle 88a ausgebildet, beim Akkupack 82c in Form einer Batterieschnittstelle 88b. Die Batterieschnittstellen 88a und 88b sind unterschiedlich ausgebildet in ihrer Form sowie der Ausgestaltung der Kontakte.
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Die erste Adapterschnittstelle 86a ist korrespondierend zur Batterieschnittstelle 88a ausgebildet. Die erste Adapterschnittstelle 86b ist korrespondierend zur Batterieschnittstelle 88b ausgebildet. Dies ermöglicht es, wiederaufladbare Batterien 22 mit Adaptereinrichtungen 36 zu koppeln, bei denen die Batterieschnittstelleneinrichtung 48 und die erste Adapterschnittstelleneinrichtung 46 korrespondierend zueinander ausgebildet sind.
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Jeder Adapter 84a bis 84i umfasst eine zweite Adapterschnittstelleneinrichtung 50. Diese ist in Form einer zweiten Adapterschnittstelle 90a, 90b beziehungsweise 90c ausgebildet. Die zweite Adapterschnittstelle 90a ist in Form einer USB-Buchse 72 ausgebildet. Die zweite Adapterschnittstelle 90b ist in Form eines dauerhaft und unlösbar mit der Adaptereinrichtung 36 verbundenen USB-Kabels 92 und eines am freien Ende desselben angeordneten USB-Steckers 74 ausgebildet. Die zweite Adapterschnittstelle 90c ist in Form eines am Adaptereinrichtungsgehäuse 40 ausgebildeten USB-Steckers 74 ausgebildet.
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Bei den in 3 dargestellten Ausführungsbeispielen der Adaptereinrichtungen 36 umfassen die Adaptereinrichtungen 84a bis 84e jeweils identische zweite Adapterschnittstellen 90a. Die Adapter 84f und 84e umfassen identische zweite Adapterschnittstellen 90b. Die beiden Adapter 84h und 84i umfassen identische zweite Adapterschnittstellen 90c.
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Ein Teil der Adapter 84a bis 84i umfasst eine Kommunikationseinrichtung 94, welche ausgebildet ist zum Übertragen und Austauschen von Daten und Signalen, beispielsweise Steuersignalen, zwischen der ersten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 30 und der zweiten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 44.
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Die Kommunikationseinrichtung 94 umfasst einen Mikrocontroller 96. Dieser ist in einer Ladestellung kommunikationswirksam mit der ersten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 30 und der zweiten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 44 verbunden oder verbindbar.
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In 3 sind ferner drei Ausführungsbeispiele von Ladeeinrichtungen 34 dargestellt in Form der Ladegeräte 98a, 98b sowie 98c. Die Ladegeräte 98a, 98b und 98c umfassen jeweils eine Leistungselektronik 66, welche im Ladeeinrichtungsgehäuse 38 aufgenommen ist. In diesem ist auch die zweite Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 44 aufgenommen.
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Die Ladegeräte 98 umfassen erste Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtungen 56, die in Form von USB-Buchsen 72 ausgebildet sind.
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Die Ladegeräte 98a, 98b und 98c können wahlweise mit einem der Adapter 84a bis 84i verbunden werden. Zum Verbinden mit den Adaptern 84a bis 84e wird das Verbindungskabel 42 mit zwei USB-Steckern 74 benötigt, die korrespondierend zu den USB-Buchsen 72 ausgebildet sind.
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Ferner können die Adapter 74f und 74g mit den USB-Steckern 74 an den USB-Kabeln 92 mit den USB-Buchsen 72 an den Ladegeräten 98a, 98b und 98c gekoppelt werden.
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Die Ladegeräte 98a, 98b und 98c können direkt mit den Adaptern 84h und 84i gekoppelt werden, indem die USB-Stecker 74 in die USB-Buchsen 72 der jeweiligen Ladegeräte 98a, 98b beziehungsweise 98c eingesteckt werden.
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Die Ladeeinrichtungen 34 umfassen ferner eine zweite Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung 58.
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Die zweite Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung 58 ist bei den drei Ladegeräten 98a, 98b und 98c in Form einer zweiten Ladegerätschnittstelle 104a, 104b beziehungsweise 104c ausgebildet.
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Die ersten Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtungen 56 sind bei den drei Ladegeräten 98a, 98b und 98c identisch ausgebildet in Form von ersten Ladegerätschnittstellen 102.
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Die zweite Ladegerätschnittstelle 104a ist in Form eines Netzsteckers 62 ausgebildet, welcher direkt am Ladeeinrichtungsgehäuse 38 angeordnet ist. So wird ein kompaktes Ladegerät 98a ausgebildet, welches mit dem Netzstecker 62 direkt in eine Steckdose eingesteckt werden kann.
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Die zweite Ladegerätschnittstelle 104b des Ladegeräts 98b umfasst ein fest, also bestimmungsgemäß unlösbar, mit dem Ladeeinrichtungsgehäuse 38 verbundenes Anschlusskabel 100, welches an einem freien Ende einen Netzstecker 62 aufweist, welcher in eine Steckdose eingesteckt werden kann.
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Die Ladegerätschnittstelle 104c ist in Form einer Anschlussbuchse 106 ausgebildet, welche zu einem Anschlussstecker 64 eines Netzanschlusskabels 60 korrespondiert. Das Netzanschlusskabel 60 umfasst ferner einen Netzstecker 62 zum Einstecken in eine Steckdose.
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Die in 3 schematisch dargestellten Elektrogeräte 14 umfassen Elektrogerätschnittstellen 108a beziehungsweise 108b zum elektrischen und mechanischen Koppeln mit den Batterieschnittstellen 88a beziehungsweise 88b. Beim Ausführungsbeispiel der 3 sind die Elektrogerätschnittstellen 108a korrespondierend zu den Batterieschnittstellen 88a ausgebildet. Die Elektrogerätschnittstelle 108b ist korrespondierend zur Batterieschnittstelle 88b ausgebildet. Auf diese Weise können wiederaufladbare Batterien 22, deren Batterieschnittstellen 88a beziehungsweise 88b zu den Elektrogerätschnittstellen 108a beziehungsweise 108b korrespondieren, mit dem jeweiligen Elektrogerät 84 verbunden werden, sodass diese von der gekoppelten Batterie 22 mit elektrischer Energie versorgt werden können.
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3 zeigt schematisch das Elektrogerät 14 in Form des Haushaltsgeräts 18 mit zwei Elektrogerätschnittstellen 108a. Dieses Elektrogerät 14 kann mit zwei Batterien 22 gekoppelt werden.
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Die Haushalts- oder Gartengeräte 18 beziehungsweise 20, die in 3 schematisch dargestellt sind, können insbesondere in Form von Reinigungsgeräten, beispielsweise in Form von Sauggeräten, Hochdruckreinigungsgeräten, Dampfreinigungsgeräten, Kehrgeräten, Sägen, Blasgeräten, Rasenmähern oder Heckenscheren ausgebildet sein. Selbstverständlich ist diese Liste genannter Elektrogeräte nicht abschließend.
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Wenn auch nicht in den Figuren dargestellt, so sind bei Ausführungsbeispielen batteriebetriebener Elektrogeräte 14 unterschiedliche Anzahlen von Elektrogerätschnittstellen 108a beziehungsweise 108b vorgesehen. Es können beispielsweise nur eine einzige Elektrogerätschnittstelle 108a beziehungsweise 108b vorgesehen sein oder aber auch zwei, drei, vier oder mehr. So kann das batteriebetriebene Elektrogerät 14 mit einer entsprechenden Anzahl wiederaufladbarer Batterien 22 gekoppelt werden, je nach Energiebedarf des Elektrogeräts.
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Das Elektrogerätesystem 12 ist ferner derart ausgebildet, dass die wiederaufladbaren Batterien 22 wahlweise mit unterschiedlichen batteriebetriebenen Elektrogeräten 14 koppelbar sind.
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Bei dem Elektrogerätesystem 12 sind die USB-Schnittstelleneinrichtungen 70 in Form von USB-C-Schnittstelleneinrichtungen 76 ausgebildet. Bei einem Ausführungsbeispiel sind sie insbesondere in Form von Schnittstelleneinrichtungen in Form vom Typ USB-C 3.1 ausgebildet.
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Die in 3 schematisch dargestellten Ladegeräte 98a, 98b und 98c sind ferner ausgebildet zum Bereitstellen einer Ladeleistung von mindestens 50W. Bei Ausführungsbeispielen sind sie ausgebildet zum Bereitstellen einer Ladeleistung von mindestens 120W.
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Die Ladegeräte 98a, 98b und 98c sind in Form von USB-Ladegeräten ausgebildet. Die USB-Buchsen 72 sind, abhängig vom Ausführungsbeispiel, in Form von USB-C-Buchsen oder USB-A-Buchsen ausgebildet.
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Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Ladegeräte 98a, 98b und 98c entsprechend dem Standard USB 3.1 PD ausgebildet.
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Bei dem Ladesystem 12 sind die Ladeeinrichtungen 34 ausgebildet zum Laden von wiederaufladbaren Batterien 22 mit Batteriespannungen, die größer als 5V sind. Wie bei den Akkupacks 82a, 82b und 82c angegeben, können die Batteriespannungen mindestens 18V oder mindestens 36V betragen.
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Mit dem Ladesystem 10 lassen sich wiederaufladbare Batterien 22, die erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtungen 30 umfassen, auf einfache Weise laden mit Ladeeinrichtungen 34 in Form von Ladegeräten 98a, 98b und 98c. Bei diesem Ladeverfahren wird die Ladeeinrichtung 34 automatisch durch die erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 30 der wiederaufladbaren Batterie 22 angesteuert, die der Ladeeinrichtung 34 vor und/oder während des Ladevorgangs Ladeparameter vorgibt, nämlich insbesondere den Ladestrom sowie die Ladespannung. Dabei kann insbesondere die erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 30 die Ladeparameter während des Ladevorgangs in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen oder aber auch kontinuierlich vorgeben.
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Insbesondere mit Verweis auf das Ausführungsbeispiel der 3 ist erkennbar, dass sämtliche Adaptereinrichtungen 36 ohne eine Leistungselektronik 66 ausgebildet sind. Die Leistungselektronik 66 ist ausschließlich von der Ladeeinrichtung 34 umfasst. Somit beschränkt sich die Funktion der Adaptereinrichtung 36 ausschließlich auf die Anpassung der wiederaufladbaren Batterie 22 in elektromechanischer Hinsicht an die Ladeeinrichtung 34 durch entsprechende Gestaltung ihrer ersten und zweiten Adapterschnittstelleneinrichtungen 46 beziehungsweise 50.
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Die vorgeschlagene Ausgestaltung des Ladesystems 10 ermöglicht den Einsatz von Ladegeräten 98a, 98b und 98c, die nicht spezifisch an die wiederaufladbaren Batterien 22 angepasst sind, wie dies üblicherweise der Fall ist. Vielmehr können diese unter Verwendung einer entsprechenden Adaptereinrichtung 36 mit unterschiedlichen Varianten von wiederaufladbaren Batterien 22 zum Laden desselben gekoppelt werden. Die wiederaufladbaren Batterien 22 können sich hierbei in Form und Größe sowie auch in ihrer Nennspannung unterscheiden.
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Die Ansteuerung der Ladeeinrichtungen 34 erfolgt wie beschrieben über die wiederaufladbaren Batterien 22. Dies hat den Vorteil, dass in den Ladeeinrichtungen 34 keine Informationen hinterlegt werden müssen, die spezifisch sind für bestimmte Batterietypen. Diese Informationen können in der jeweiligen wiederaufladbaren Batterie 22 hinterlegt werden. Durch die Ansteuerung der Ladeeinrichtung 34 beim Laden durch die wiederaufladbare Batterie 22 können die Ladeeinrichtungen 34 auch zum Laden von zukünftig verfügbaren Batterietypen genutzt werden.
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Das in 3 schematisch dargestellte Ladesystem 10 zeigt lediglich eine Auswahl möglicher Konfigurationen von wiederaufladbaren Batterien 22, Adaptereinrichtungen 36 sowie Ladeeinrichtungen 34 und Elektrogeräten 14. Die jeweiligen Schnittstellen der Komponenten des Ladesystems 10 können letztlich beliebig ausgestaltet sein, sodass sich noch mehr mögliche Kombinationen ergeben als die, die in 3 dargestellt und oben beschrieben sind.
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Selbstverständlich können Ausführungsbeispiele von Ladesystemen 10 auch nur eine Teilmenge der in 3 dargestellten Komponenten umfassen, je nachdem, welche Elektrogeräte 14 mit welchen wiederaufladbaren Batterien 22 genutzt werden sollen. Es müssen dann nur diejenigen Adaptereinrichtungen 36 sowie im Prinzip nur eine einzige Ladeeinrichtung 34 bereitgestellt werden, um das Elektrogerätesystem 12 einsetzen zu können.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Reinigungsgerät
- 12
- Elektrogerätesystem
- 14
- Elektrogerät
- 16
- Elektrowerkzeug
- 18
- Haushaltsgerät
- 20
- Gartengerät
- 22
- wiederaufladbare Batterie
- 30
- erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung
- 32
- Ladevorrichtung
- 34
- Ladeeinrichtung
- 36
- Adaptereinrichtung
- 38
- Ladeeinrichtungsgehäuse
- 40
- Adaptereinrichtungsgehäuse
- 42
- Verbindungskabel
- 44
- zweite Steuer- und/oder Regelungseinrichtung
- 46
- erste Adapterschnittstelleneinrichtung
- 48
- Batterieschnittstelleneinrichtung
- 50
- zweite Adapterschnittstelleneinrichtung
- 52
- erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung
- 54
- zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung
- 56
- erste Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung
- 58
- zweite Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung
- 60
- Netzanschlusskabel
- 62
- Netzstecker
- 64
- Anschlussstecker
- 66
- Leistungselektronik
- 68
- Batteriegehäuse
- 70
- USB-Schnittstelleneinrichtung
- 72
- USB-Buchse
- 74
- USB-Stecker
- 76
- USB-C-Schnittstelleneinrichtung
- 78
- USB-Verbindungskabel
- 80
- Streckverbindungseinrichtung
- 82a, 82b, 82c
- Akkupack
- 84a, 84b, 84c
- Adapter
- 84d, 84e, 84f
- Adapter
- 84g, 84h, 84i
- Adapter
- 86a, 86b
- erste Adapterschnittstelle
- 88a, 88b
- Batterieschnittstelle
- 90a, 90b, 90c
- zweite Adapterschnittstelle
- 92
- USB-Kabel
- 94
- Kommunikationseinrichtung
- 96
- Mikoocontroller
- 98a, 98b, 98c
- Ladegerät
- 100
- Anschlusskabel
- 102
- Ladegerätschnittstelle
- 104a, 104b, 104c
- Ladegerätschnittstelle
- 106
- Anschlussbuchse
- 108a, 108b
- Elektrogerätschnittstelle