DE10354874B4 - Battery charger - Google Patents
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Abstract
Batterieladevorrichtung (30), die betrieben werden kann, um eine erste Batterie (20) und eine zweite Batterie (20) aufzuladen, wobei die Batterieladevorrichtung umfasst:eine Steuerung (100); undeine Ladeschaltung (95), die betrieben werden kann, um die erste und die zweite Batterie aufzuladen,wobei die erste Batterie (20) eine erste Vielzahl von Batteriezellen (60) aufweist, wobei jede Zelle in der ersten Vielzahl eine lithiumbasierte Chemie hat und wobei die erste Batterie eine erste Nennspannung in einem Nennspannungsbereich hat, undwobei die zweite Batterie eine zweite Vielzahl von Batteriezellen aufweist, wobei jede Zelle in der zweiten Vielzahl eine lithiumbasierte Chemie hat, undwobei die zweite Batterie eine zweite Nennspannung hat, wobei die zweite Nennspannung sich von der ersten Nennspannung unterscheidet und außerhalb des Nennspannungsbereichs liegt,wobei die Gesamtzahl der Zellen in der ersten Vielzahl sich von der Gesamtzahl der Zellen in der zweiten Vielzahl unterscheidet,wobei die Steuerung betrieben werden kann, um von der ersten Batterie, welche an die Batterieladevorrichtung gekoppelt ist, Informationen bezüglich eines individuellen Ladezustands mindestens einer der ersten Vielzahl von Batteriezellen zu empfangen,wobei die Steuerung betrieben werden kann, umdie Batterieladevorrichtung so zu steuern, dass sie der mit der Batterieladevorrichtung gekoppelten ersten Batterie einen Ladestrom zuführt, der zumindest teilweise auf dem individuellen Ladezustand der mindestens einen der ersten Vielzahl von Batteriezellen basiert, undden Ladestrom durch Steuern der Batterieladevorrichtung so zu steuern, dass der Ladestrom in einer Vielzahl von Pulsen geliefert wird,wobei die Vielzahl von Pulsen jeweils eine erste Zeitperiode aufweist, während der der Ladestrom der mit der Batterieladevorrichtung gekoppelten Batterie mit einer vordefinierten Amplitude zugeführt wird, und eine zweite Zeitperiode aufweist, während der die Zufuhr von Ladestrom unterbrochen wird, undden Ladestrom durch Modifizieren der ersten Zeitspanne und durch Steuern der zweiten Zeitspanne auf eine konstante Größe zu steuern.A battery charger (30) operable to charge a first battery (20) and a second battery (20), the battery charger comprising:a controller (100); and a charging circuit (95) operable to charge the first and second batteries, the first battery (20) comprising a first plurality of battery cells (60), each cell in the first plurality having a lithium-based chemistry, and wherein the first battery has a first rated voltage in a rated voltage range, and wherein the second battery has a second plurality of battery cells, each cell in the second plurality having a lithium-based chemistry, and wherein the second battery has a second rated voltage, the second rated voltage being different from the first nominal voltage and is outside the nominal voltage range, the total number of cells in the first plurality being different from the total number of cells in the second plurality, the controller being operable to operate from the first battery coupled to the battery charger, Receive information regarding an individual state of charge of at least one of the first plurality of battery cells, the controller being operable to control the battery charging device to supply the first battery coupled to the battery charging device with a charging current that is at least partially based on the individual state of charge of the at least one of the first plurality of battery cells, and to control the charging current by controlling the battery charging device so that the charging current is delivered in a plurality of pulses, the plurality of pulses each having a first time period during which the charging current of the battery coupled to the battery charging device is supplied at a predefined amplitude, and has a second time period during which the supply of charging current is interrupted, and to control the charging current by modifying the first period of time and by controlling the second period of time to a constant size.
Description
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren und ein System für das Laden einer Batterie und insbesondere auf ein Verfahren und ein System für das Laden der Batterie eines Elektrowerkzeugs.The present invention relates generally to a method and system for charging a battery, and more particularly to a method and system for charging the battery of a power tool.
Schnurlose Elektrowerkzeuge werden typischerweise durch tragbare Batteriesätze mit Leistung versorgt. Diese Batteriesätze unterscheiden sich in der Art der Batterien und der Nennspannung und sie können verwendet werden, um viele Werkzeuge und elektrische Vorrichtungen mit Leistung zu versorgen. Typischerweise besteht die Batterie eines Elektrowerkzeugs entweder aus Nickel-Cadmium („NiCd“) oder Nickel-Metall-Hydrid („NiMH“). Die Nennspannung des Batteriesatzes reicht gewöhnlicherweise von ungefähr 2,4 V bis ungefähr 24 V.Cordless power tools are typically powered by portable battery packs. These battery packs vary in battery type and voltage rating and can be used to power many tools and electrical devices. Typically, a power tool battery is made of either nickel-cadmium (“NiCd”) or nickel-metal hydride (“NiMH”). The nominal voltage of the battery pack usually ranges from about 2.4V to about 24V.
Die
Die
Die
Die
Die
Aus der
Die
Die
Einige Batterietypen (wie beispielsweise Lithium („Li“), Lithium-Ionen („Li-Ionen“) und andere auf Lithium basierende chemische Zusammensetzungen) erfordern präzise Ladeschemata und Ladeoperationen mit einer gesteuerten Entladung. Ungenügende Ladeschemata und ungesteuerten Entladeschemata können eine übermäßige Wärmeerzeugung, übermäßig überladene Zustände und/oder übermäßig entladene Zustände erzeugen. Diese Zustände und Erzeugungen können den Batterien einen irreversiblen Schaden zufügen und sie können die Batteriekapazität schwer beeinträchtigen.Some battery types (such as lithium (“Li”), lithium-ion (“Li-ion”) and other lithium-based chemistries) require precise charging schemes and controlled discharge charging operations. Insufficient charging schemes and uncontrolled discharging schemes can produce excessive heat generation, excessive overcharged conditions and/or excessively discharged conditions. These conditions and generation can cause irreversible damage to batteries and can severely impact battery capacity.
Die vorliegende Erfindung liefert ein System und ein Verfahren für das Laden einer Batterie. In einigen Konstruktionen und einigen Aspekten liefert die Erfindung eine Batterieladevorrichtung, die verschiedene Batteriesätze mit Batterien unterschiedlichen chemischen Aufbaus vollständig laden können. In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten liefert die Erfindung eine Batterieladevorrichtung, die auf Lithium basierende Batterien, wie beispielsweise Lithium-Cobalt-Batterien, Lithium-Mangan-Batterien und Spinellbatterien, laden kann. In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten liefert die Erfindung eine Batterieladevorrichtung, die auf Lithium basierende Batteriesätze mit unterschiedlichen Nennspannungen oder in unterschiedlichen Nennspannungsbereichen laden kann. In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten liefert die Erfindung eine Batterieladevorrichtung, die verschiedene Lademodule aufweist, die auf der Basis unterschiedlicher Batteriezustände implementiert sind. In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten liefert die Erfindung ein Verfahren und ein System für das Laden einer auf Lithium basierenden Batterie durch das Anlegen von Pulsen konstanten Stroms. Die Zeit zwischen den Pulsen und die Länge der Pulse kann in Abhängigkeit von gewissen Batterieeigenschaften durch die Batterieladevorrichtung erhöht oder erniedrigt werden.The present invention provides a system and method for charging a battery. In some constructions and some aspects, the invention provides a battery charger that can fully charge various battery packs with batteries of different chemical makeup. In some constructions and in some aspects, the invention provides a battery charging device capable of charging lithium-based batteries, such as lithium-cobalt batteries, lithium-manganese batteries, and spinel batteries. In some constructions and in some aspects, the invention provides a battery charger that can charge lithium-based battery packs of different voltage ratings or in different voltage ranges. In some constructions and in some aspects, the invention provides a battery charging device having various charging modules implemented based on different battery conditions. In some constructions and in some aspects, the invention provides a method and system for charging a lithium-based battery by applying constant current pulses. The time between the pulses and the length of the pulses can be increased or decreased by the battery charging device depending on certain battery properties.
Unabhängige Merkmale und unabhängige Vorteile der Erfindung werden Fachleuten beim Betrachten der folgenden detaillierten Beschreibung, der Ansprüche und der Zeichnungen deutlich.Independent features and independent advantages of the invention will become apparent to those skilled in the art upon review of the following detailed description, claims and drawings.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer Batterie.1 is a perspective view of a battery. -
2 ist eine andere perspektivische Ansicht einer Batterie, wie der Batterie, die in1 gezeigt ist.2 is another perspective view of a battery, like the battery shown in1 is shown. -
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Batterie, wie der Batterie, die in1 gezeigt ist, die elektrisch und physikalisch mit einer Batterieladevorrichtung verbunden ist.3 is a perspective view of a battery, like the battery shown in1 is shown, which is electrically and physically connected to a battery charging device. -
4 ist eine schematische Ansicht einer Batterie, die elektrisch mit einer Batterieladevorrichtung verbunden ist, wie der Batterie und der Batterieladevorrichtung, die in3 gezeigt sind.4 is a schematic view of a battery electrically connected to a battery charger, such as the battery and battery charger described in3 are shown. -
5a und5b sind Flussdiagramme, die den Betrieb einer Batterieladevorrichtung zeigen, die Aspekte der Erfindung verkörpert, wie der Batterieladevorrichtung, die in3 gezeigt ist.5a and5b are flowcharts showing the operation of a battery charger embodying aspects of the invention, such as the battery charger described in3 is shown. -
6 ist ein Flussdiagramm, das ein erstes Modul zeigt, das auf einer Batterieladevorrichtung implementiert werden kann, die Aspekte der Erfindung verkörpert, wie der Batterieladevorrichtung, die in3 gezeigt ist.6 is a flowchart showing a first module that may be implemented on a battery charger embodying aspects of the invention, such as the battery charger described in3 is shown. -
7 ist ein Flussdiagramm, das ein zweites Modul zeigt, das auf einer Batterieladevorrichtung, die Aspekte der vorliegenden Erfindung verkörpert, wie der Batterieladevorrichtung, die in3 gezeigt ist, implementiert werden kann.7 is a flowchart showing a second module mounted on a battery charger embodying aspects of the present invention, such as the battery charger described in3 shown can be implemented. -
8 ist ein Flussdiagramm, das ein drittes Modul zeigt, das auf einer Batterieladevorrichtung, die Aspekte der vorliegenden Erfindung verkörpert, wie der Batterieladevorrichtung, die in3 gezeigt ist, implementiert werden kann.8th is a flowchart showing a third module mounted on a battery charger embodying aspects of the present invention, such as the battery charger described in3 shown can be implemented. -
9 ist ein Flussdiagramm, das ein viertes Modul zeigt, das auf einer Batterieladevorrichtung, die Aspekte der vorliegenden Erfindung verkörpert, wie der Batterieladevorrichtung, die in3 gezeigt ist, implementiert werden kann.9 is a flowchart showing a fourth module mounted on a battery charger embodying aspects of the present invention, such as the battery charger described in3 shown can be implemented. -
10 ist ein Flussdiagramm, das ein fünftes Modul zeigt, das auf einer Batterieladevorrichtung, die Aspekte der vorliegenden Erfindung verkörpert, wie der Batterieladevorrichtung, die in3 gezeigt ist, implementiert werden kann.10 is a flowchart showing a fifth module mounted on a battery charger embodying aspects of the present invention, such as the battery charger described in3 shown can be implemented. -
11 ist ein Flussdiagramm, das ein sechstes Modul zeigt, das auf einer Batterieladevorrichtung, die Aspekte der vorliegenden Erfindung verkörpert, wie der Batterieladevorrichtung, die in3 gezeigt ist, implementiert werden kann.11 is a flowchart showing a sixth module mounted on a battery charger embodying aspects of the present invention, such as the battery charger described in3 shown can be implemented. -
12 ist ein Flussdiagramm, das einen Ladealgorithmus zeigt, der auf einer Batterieladevorrichtung, die Aspekte der Erfindung verkörpert, wie der Batterieladevorrichtung, die in3 gezeigt ist, verkörpert werden kann.12 is a flowchart showing a charging algorithm applied to a battery charging device embodying aspects of the invention, such as the battery charging device described in3 shown can be embodied. -
13 ist ein schematisches Diagramm einer Batterie, die elektrisch mit einer Batterieladevorrichtung verbunden ist.13 is a schematic diagram of a battery electrically connected to a battery charger. -
14A und14B sind Ansichten anderer Konstruktionen einer Batterie.14A and14B are views of other constructions of a battery. -
15A und15B sind perspektivische Ansichten einer Batterie, wie einer der Batterien, die in den1 ,2 und14A und14B gezeigt sind, die elektrisch und physikalisch mit einem Elektrowerkzeug verbunden ist.15A and15B are perspective views of a battery, like one of the batteries found in the1 ,2 and14A and14B are shown, which is electrically and physically connected to a power tool. -
16 ist eine schematische Ansicht des Ladestroms für eine Batterie.16 is a schematic view of the charging current for a battery. -
17 ist ein anderes schematisches Diagramm einer Batterie.17 is another schematic diagram of a battery.
Bevor irgend welche Ausführungsformen der Erfindung im Detail erklärt werden, sollte verstanden werden, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Details der Konstruktion und die Anordnung der Komponenten, die in der folgenden Beschreibung angeführt oder in den folgenden Zeichnungen gezeigt sind, beschränkt ist. Die Erfindung kann andere Ausführungsformen annehmen und sie kann auf verschiedene Weise in die Praxis umgesetzt oder ausgeführt werden. Es sollte auch verständlich sein, dass die Ausdrucksweise und Terminologie, die hier verwendet wird, nur zur Beschreibung und nicht als Begrenzung dienen soll. Die Verwendung von „einschließen“, „umfassen“ oder „haben“ und Variationen davon sollen die Gegenstände, die nachfolgend aufgelistet sind, und Äquivalente davon als auch zusätzliche Gegenstände umfassen.Before any embodiments of the invention are explained in detail, it should be understood that the invention is not limited in its application to the details of construction and arrangement of components set forth in the following description or shown in the following drawings. The invention is capable of other embodiments and of being practiced or of being carried out in various ways. It should also be understood that the language and terminology used herein is intended to be descriptive and not limiting. The use of "include", "comprise" or "have" and variations thereof are intended to include the items listed below and equivalents thereof as well as additional items.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENDETAILED DESCRIPTION OF DRAWINGS
Ein Batteriesatz oder eine Batterie 20 ist in den
In einigen Konstruktionen und einigen Aspekten kann die Batterie 20 auch irgend eine Nennspannung, wie beispielsweise eine Nennspannung, die von ungefähr 9,6 V bis ungefähr 50 V reicht, aufweisen. In einer Konstruktion (siehe
Die Batterie 20 umfasst ein Gehäuse 35, das Anschlussträger 40 liefert. Die Batterie 20 umfasst weiter ein oder mehrere Batterieanschlüsse, die von den Anschlussträgern 40 getragen werden, und die mit einem elektrischen Gerät, wie einem Elektrowerkzeug 25 und/oder einer Batterieladevorrichtung 30 verbindbar sind. In einigen Konstruktionen, wie beispielsweise der Konstruktion, die in
Die Batterie 20 umfasst eine oder mehrere Batteriezellen 60, wobei jede einen chemischen Aufbau und eine Nennspannung aufweist. In einigen Konstruktionen weist die Batterie 20 einen chemischen Batterieaufbau aus Li-Ionen, eine Nennspannung von ungefähr 18 V oder 21 V und fünf Batteriezellen auf. In einigen Konstruktionen weist jede Batteriezelle 60 einen chemischen Aufbau aus Li-Ionen auf, und jede Batteriezelle 60 weist im wesentlichen dieselben Nennspannung, wie beispielsweise ungefähr 3,6 V oder ungefähr 4,2 V auf.The
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst die Batterie 20 eine Identifikationsschaltung oder eine Komponente, die elektrisch mit einem oder mehreren Batterieanschlüssen verbunden ist. In einigen Konstruktionen würde ein elektrisches Gerät, wie beispielsweise eine Batterieladevorrichtung 30 (die in den
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst die Batterie 20 eine Steuervorrichtung, eine Mikrosteuerung, einen Mikroprozessor oder eine Steuerung, die elektrisch mit einem oder mehreren Batterieanschlüssen verbunden ist. Die Steuerung kommuniziert mit den elektrischen Geräten, wie beispielsweise der Batterieladevorrichtung 30 und liefert Information an die Geräte im Hinblick auf eine oder mehrere Batterieeigenschaften oder Zustände, wie beispielsweise die Nennspannung der Batterie 20, die einzelnen Zellenspannungen, die Temperatur der Batterie 20 und/oder den chemischen Aufbau der Batterie 20. In einigen Konstruktionen, wie beispielsweise der Konstruktion, die in
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst die Batterie 20 eine Temperaturmessvorrichtung oder einen Thermistor. Der Thermistor ist innerhalb der Batterie 20 konfiguriert und positioniert, um eine Temperatur einer oder mehrerer Batteriezellen oder eine Temperatur der Batterie 20 als Ganzes zu messen. In einigen Konstruktionen, wie beispielsweise der Konstruktion, die in
Wie in den
In einigen Konstruktionen, wie beispielsweise der Konstruktion, die in
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst die Batterieladevorrichtung 30 auch eine Ladeschaltung 95. In einigen Konstruktionen umfasst die Ladeschaltung 95 eine Steuervorrichtung, eine Mikrosteuerung, einen Mikroprozessor oder eine Steuerung 100. Die Steuerung 100 steuert den Transfer der Leistung zwischen der Batterie 20 und der Batterieladevorrichtung 30. In einigen Konstruktionen steuert die Steuerung 100 den Transfer von Information zwischen der Batterie 20 und der Batterieladevorrichtung 30. In einigen Konstruktionen identifiziert die Steuerung 100 und/oder bestimmt eine oder mehrere Eigenschaften oder Zustände der Batterie 20 auf der Basis von Signalen, die von der Batterie 20 empfangen werden. Die Steuerung 100 kann auch den Betrieb der Ladevorrichtung 30 auf der Basis der Identifikationseigenschaften der Batterie 20 steuern.In some constructions and in some aspects, the
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst die Steuerung 100 verschiedene Zeitmesser, Sicherungszeitmesser und Zähler und/oder kann verschiedene Zeitmess- und Zählfunktionen durchführen. Die Zeitmesser, Sicherungszeitmesser und Zähler werden durch die Steuerung 100 während verschiedener Ladeschritte und/oder Module verwendet und gesteuert. Die Zeitmesser, Sicherungszeitmesser und Steuerungen werden unten diskutiert.In some constructions and in some aspects, the
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst die Batterieladevorrichtung 30 eine Anzeige oder einen Indikator 110. Der Indikator 110 informiert einen Nutzer über den Status der Batterieladevorrichtung 30. In einigen Konstruktionen kann der Indikator 110 den Nutzer über verschiedene Stufen der Ladung, Ladebetriebsarten oder Lademodule informieren, wie sie während des Betriebs begonnen und/oder beendet werden. In einigen Konstruktionen umfasst der Indikator 110 eine erste Leuchtdiode 115 („LED“) und eine zweite LED 120. In der dargestellten Konstruktion sind die ersten und zweiten LEDs 115 und 120 verschieden gefärbte LEDs. Beispielsweise ist die erste LED 115 eine rote LED, und die zweite LED 120 ist eine grüne LED. In einigen Konstruktionen aktiviert die Steuervorrichtung 100 den Indikator 110. In einigen Konstruktionen ist der Indikator 110 auf dem Gehäuse 70 oder im Gehäuse 70 angeordnet, so dass der Indikator 110 für den Nutzer sichtbar ist. Die Anzeige könnte auch einen Indikator einschließen, die den prozentualen Ladezustand, die verbleibende Zeit etc. zeigt. In einigen Konstruktionen kann die Anzeige oder der Indikator 110 die Ladeanzeige, die auf der Batterie 20 vorgesehen ist, einschließen.In some constructions and in some aspects, the
Die Batterieladevorrichtung 30 ist angepasst, um eine Eingabe von Energie von einer Leistungsquelle 130 zu empfangen. In einigen Konstruktionen besteht die Leistungsquelle 130 aus einem Signal einer Wechselspannung von ungefähr 120 Volt mit 60 Hz. In anderen Konstruktionen ist die Leistungsquelle 130 beispielsweise eine Konstantstromquelle.The
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann die Batterieladevorrichtung 30 verschiedene wiederaufladbare Batterien, die verschiedene chemische Batterieaufbauten und verschiedene Nennspannungen haben, aufladen, wie das unten beschrieben ist. Beispielsweise kann die Batterieladevorrichtung 30 in einer beispielhaften Implementierung eine erste Batterie laden, die einen chemischen Batterieaufbau aus NiCd aufweist und eine Nennspannung von ungefähr 14,4 Volt hat, eine zweite Batterie, die einen chemischen Batterieaufbau von Li-Ionen und eine Nennspannung von ungefähr 18 Volt aufweist, und eine dritte Batterie, die einen chemischen Batterieaufbau von Li-Ionen und eine Nennspannung von ungefähr 28 Volt besitzt. In einer anderen beispielhaften Implementierung kann die Batterieladevorrichtung 30 eine erste Li-Ionen-Batterie, die eine Nennspannung von ungefähr 21 V aufweist, und eine zweite Li-Ionen-Batterie, die eine Nennspannung von ungefähr 28 V aufweist, laden. In dieser beispielhaften Implementierung kann die Batterieladevorrichtung 30 die Nennspannungen jeder Batterie 20 identifizieren und entweder gewisse Schwellwerte entsprechend skalieren, wie das unten diskutiert wird, oder die Spannungsablesungen oder Messungen (die während des Ladens gewonnen werden) gemäß der Nennspannung der Batterie modifizieren.In some constructions and in some aspects, the
In einigen Konstruktionen kann die Batterieladevorrichtung 30 die Nennspannung einer Batterie 20 identifizieren, indem sie eine Identifikationskomponente, die in der Batterie 20 eingeschlossen ist „liest“ oder indem sie ein Signal von beispielsweise einem Batteriemikroprozessor oder einer Steuerung empfängt. In einigen Konstruktionen kann die Batterieladevorrichtung 30 einen Bereich akzeptabler Nennspannungen für verschiedene Batterien 20, die die Ladevorrichtung 30 identifizieren können, einschließen. In einigen Konstruktionen kann der Bereich akzeptabler Nennspannungen einen Bereich von ungefähr 8 Volt bis ungefähr 50 Volt einschließen. In anderen Konstruktionen kann der Bereich der akzeptablen Nennspannungen einen Bereich von ungefähr 12 V bis ungefähr 28 V einschließen. Bei weiteren Konstruktionen kann die Batterieladevorrichtung 30 Nennspannungen, die ungefähr 12 V und mehr betragen, identifizieren. In weiteren Konstruktionen kann die Batterieladevorrichtung 30 Nennspannungen von ungefähr 30 Volt oder niedriger identifizieren.In some constructions, the
In anderen Konstruktionen kann die Batterieladevorrichtung 30 einen Bereich von Werten identifizieren, die die Nennspannung der Batterie 20 einschließt. Statt der Identifikation, dass eine erste Batterie 20 eine Nennspannung von ungefähr 18 V aufweist, kann die Batterieladevorrichtung 30 beispielsweise eine Identifikation durchführen, dass die Nennspannung der ersten Batterie 20 in den Bereich von beispielsweise ungefähr 18 Volt bis ungefähr 22 Volt oder ungefähr 16 Volt bis ungefähr 24 Volt fällt. In weiteren Konstruktionen kann die Batterieladevorrichtung 30 auch andere Batterieeigenschaften, wie beispielsweise die Anzahl von Batteriezellen, die chemische Zusammensetzung der Batterie und dergleichen, identifizieren.In other constructions, the
In anderen Konstruktionen kann die Ladevorrichtung 30 jede Nennspannung der Batterie 20 identifizieren. In diesen Konstruktionen kann die Ladevorrichtung 30 die Batterie 20 mit jeder Nennspannung laden, indem sie gewisse Schwellwerte gemäß der Nennspannung der Batterie 20 einstellt oder skaliert. Jede Batterie 20 kann in diesen Konstruktionen auch unabhängig von der Nennspannung ungefähr dieselbe Amplitude des Ladestroms für ungefähr dieselbe Menge der zeit empfangen (wenn beispielsweise jede Batterie 20 ungefähr voll geladen wird). Die Batterieladevorrichtung 30 kann gemäß der Nennspannung der Batterie 20, die geladen wird, entweder die Schwellwerte einstellen oder skalieren (wie das unten diskutiert wird) oder die Messungen einstellen oder skalieren.In other constructions, the
Beispielsweise kann die Batterieladevorrichtung 30 eine erste Batterie identifizieren, die eine Nennspannung von ungefähr 21 Volt und 5 Batteriezellen aufweist. Während des Ladens modifiziert die Batterieladevorrichtung 30 jede Messung, die die Ladevorrichtung 30 abtastet (beispielsweise die Batteriespannung), um eine Messung pro Zelle zu erhalten. Das heißt, die Ladevorrichtung 30 teilt jede Messung der Batteriespannung durch 5 (bei beispielsweise fünf Zellen), um ungefähr die mittlere Spannung einer Zelle zu erhalten. Somit können alle Schwellwerte, die in der Batterieladevorrichtung 30 eingeschlossen sind, einer Messung pro Zelle entsprechen. Die Batterieladevorrichtung 30 kann auch eine zweite Batterie identifizieren, die eine Nennspannung von ungefähr 28 Volt und 7 Batteriezellen aufweist. Ähnlich wie beim Betrieb mit der ersten Batterie modifiziert die Batterieladevorrichtung 30 jede Spannungsmessung, um eine Messung pro Zelle zu erhalten. Wiederum können alle Schwellwerte, die in der Batterieladevorrichtung 30 enthalten sind, einer Messung pro Zelle entsprechen. In diesem Beispiel kann die Batterieladevorrichtung 30 dieselben Schwellwerte für das Überwachen und das Beenden der Ladung für die ersten und zweiten Batterien verwenden, um es der Batterieladevorrichtung 30 zu ermöglichen, viele Batterien in einem Bereich von Nennspannungen zu laden.For example, the
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten gründet die Batterieladevorrichtung das Ladeschema oder das Verfahren für das Laden der Batterie 20 auf die Temperatur der Batterie 20. In einer Konstruktion liefert die Batterieladevorrichtung 30 einen Ladestrom an die Batterie 20, während sie periodisch die Temperatur der Batterie 20 detektiert oder überwacht. Wenn die Batterie 20 keinen Mikroprozessor oder keine Steuerung einschließt, misst die Batterieladevorrichtung 30 periodisch den Widerstand des Thermistors 66 nach vordefinierten Perioden der Zeit. Wenn die Batterie 20 einen Mikroprozessor oder eine Steuerung, wie die Steuerung 64, einschließt, so (1) fragt die Batterieladevorrichtung 30 entweder die Steuerung 64 periodisch ab, um die Batterietemperatur zu bestimmen und/oder ob die Batterietemperatur sich außerhalb eines passenden Betriebsbereiches befindet, oder (2) wartet darauf, ein Signal von der Steuerung 64 zu empfangen, das anzeigt, dass sich die Batterietemperatur nicht innerhalb eines passenden Betriebsbereichs befindet, wie das unten diskutiert wird.In some constructions and in some aspects, the battery charger bases the charging scheme or method for charging the
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten gründet die Batterieladevorrichtung 30 das Ladeschema oder das Verfahren für das Laden der Batterie 20 auf die aktuelle Spannung der Batterie 20. In einigen Konstruktionen liefert die Batterieladevorrichtung 30 einen Ladestrom an die Batterie 20, während sie periodisch die Batteriespannung nach vorbestimmten Zeitabschnitten detektiert oder überwacht, wenn der Strom an die Batterie 20 geliefert wird und/oder wenn der Strom nicht geliefert wird, wie das unten diskutiert wird. In einigen Konstruktionen gründet die Batterieladevorrichtung 30 das Ladeschema oder das Verfahren für das Laden der Batterie 20 sowohl auf der Temperatur als auch der Spannung der Batterie 20. Das Ladeschema kann auch auf die Spannungen einzelner Zellen gegründet werden.In some constructions and in some aspects, the
Wenn die Batterietemperatur und/oder die Batteriespannung einen vordefinierten Schwellwert überschreitet oder nicht in einen passenden Betriebsbereich fällt, so unterbricht die Batterieladevorrichtung 30 den Ladestrom. Die Batterieladevorrichtung 30 detektiert oder überwacht weiter periodisch die Batterietemperatur / die Spannungen oder wartet, um ein Signal von der Steuerung 64 zu empfangen, das anzeigt, dass die Batterietemperatur / die Spannungen innerhalb eines passenden Betriebsbereichs liegen. Wenn die Batterietemperatur / die Spannungen innerhalb eines passenden Betriebsbereichs liegen, so kann die Batterieladevorrichtung 30 den Ladestrom, der an die Batterie 20 geliefert wird, wieder aufnehmen. Die Batterieladevorrichtung 30 überwacht weiter die Batterietemperatur / die Spannungen und unterbricht und nimmt den Ladestrom auf der Basis der detektierten Batterietemperatur / den Spannungen wieder auf. In einigen Konstruktionen beendet die Batterieladevorrichtung 30 das Laden nach einer vorbestimmten Zeitdauer oder wenn die Batteriekapazität einen vordefinierten Schwellwert erreicht. In anderen Konstruktionen wird das Laden beendet, wenn die Batterie 20 von der Batterieladevorrichtung 30 entfernt wird.If the battery temperature and/or the battery voltage exceeds a predefined threshold or does not fall within an appropriate operating range, the
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst die Batterieladevorrichtung 30 ein Verfahren des Betriebs für das Laden verschiedener Batterien, wie der Batterie 20, die verschiedene chemische Zusammensetzungen und/oder Nennspannungen aufweisen. Ein Beispiel dieses Ladebetriebs 200 ist in den
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst das Verfahren zum Betrieb 200 Module für das Unterbrechen des Ladens auf der Basis abnormaler und/oder normaler Batteriezustände. In einigen Konstruktionen umfasst die Ladeoperation 200 ein Defektsatzmodul, wie das Defektsatzmodul, das im Flussdiagramm 205 der
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst der Ladebetrieb 200 verschiedene Betriebsarten oder Module für das Laden der Batterie 20 auf der Basis verschiedener Batteriezustände. In einigen Konstruktionen umfasst der Ladebetrieb 200 ein Erhaltungslademodul, wie das Erhaltungslademodul, das im Flussdiagramm 215 der
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten wird jedes Lademodul 215 bis 230 durch die Steuerung 100 während des Ladebetriebs 200 auf der Basis gewissen Bereiche der Batterietemperatur, gewisser Bereiche der Batteriespannung und/oder gewisser Bereiche der Batteriekapazitäten ausgewählt. In einigen Konstruktionen wird jedes Modul 215 bis 230 durch die Steuerung 100 auf der Basis der in Tabelle 1 gezeigten Batterieeigenschaften ausgewählt. In einigen Konstruktionen kann der Zustand „Batterietemperatur“ oder „Temperatur der Batterie“ die Temperatur der Batterie als ein Ganzes (das sind die Batteriezellen, die Batteriekomponenten etc.) und/oder die Temperatur der Batteriezellen, die einzeln oder gemeinsam hergenommen werden, einschließen. In einigen Konstruktionen kann jedes Lademodul 215 bis 230 auf demselben Basisladeschema oder demselben Ladealgorithmus, wie beispielsweise dem Vollladestrom, basieren, wie das unten diskutiert wird.In some constructions and in some aspects, each charging
Betrieb für das Laden von auf Li basierenden Batterien Tabelle 1
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst der Ladestrom, der an die Batterie 20 während des Erhaltungslademoduls 215 angelegt wird, das Anlegen eines vollen Ladestroms (beispielsweise „I“) an die Batterie 20 für eine erste Zeitdauer, wie beispielsweise 10 Sekunden, und dann das Aufheben des vollen Ladestroms für eine zweite Zeitdauer, beispielsweise fünfzig Sekunden. In einigen Konstruktionen ist der volle Ladestrom ein Puls des Ladestroms mit einer ungefähr vordefinierten Amplitude. In einigen Konstruktionen tritt die Batterieladevorrichtung 30 nur in das Erhaltungslademodul 215 ein, wenn die Batteriespannung kleiner als ein erster vordefinierten Spannungsschwellwert V1 ist.In some constructions and in some aspects, the charging current applied to the
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst der Ladestrom, der an die Batterie 20 während des Schnelllademoduls 225 angelegt wird, das Anlegen des vollen Ladestroms an die Batterie 20 für eine erste Zeitdauer, wie beispielsweise eine Sekunde, und dann das Aufheben des vollen Ladestroms für eine zweite Zeitdauer, wie beispielsweise 50 ms. In einigen Konstruktionen stellt die Steuerung 100 einen ersten Sicherungszeitgeber auf eine erste vorbestimmte Zeitgrenze, wie beispielsweise auf ungefähr zwei Stunden, ein. In diesen Konstruktionen wird die Batterieladevorrichtung 30 das Schnelllademodul 225 für die vorbestimmte Zeitgrenze nicht implementieren, um eine Batteriebeschädigung zu vermeiden. In anderen Konstruktionen wird die Batterieladevorrichtung 30 abschalten (das heißt das Laden stoppen), wenn die vorbestimmte Zeitgrenze abläuft.In some constructions and in some aspects, the charging current applied to the
In einigen Konstruktionen wird die Batterieladevorrichtung 30 nur dann in das Schnelllademodul 225 eintreten, wenn die Batteriespannung sich in einem Bereich vom ersten Spannungsschwellwert V1 bis zu einem zweiten vordefinierten Spannungsschwellwert V2 befindet, und wenn die Batterietemperatur in einen Bereich von einem zweiten Batterietemperaturschwellwert T2 bis zu einem dritten Temperaturschwellwert T3 fällt. In einigen Konstruktionen ist der zweite Spannungsschwellwert V2 größer als der erste Spannungsschwellwert V1, und der dritte Temperaturschwellwert T3 ist größer als der zweite Temperaturschwellwert T2.In some constructions, the
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten, umfasst das Ladestrom, der an die Batterie 20 während des Schrittlademoduls 220 angelegt wird, das Anlegen des Ladestroms des Schnelllademoduls 225 an die Batterie 20, wobei aber nur ein Tastzyklus von einer Minute Laden („AN“) und einer Minute aufgehobenen Ladens („AUS“) vorkommt. In einigen Konstruktionen stellt die Steuerung 100 einen Sicherungszeitgeber auf eine zweite bevorzugte Zeitgrenze, wie beispielsweise vier Stunden, ein. In diesen Konstruktionen wird die Batterieladevorrichtung 30 das Schrittlademodul 220 für die vorbestimmte Zeitgrenze nicht implementieren, um eine Beschädigung der Batterie zu vermeiden.In some constructions and in some aspects, the charging current applied to the
In einigen Konstruktionen wird die Batterieladevorrichtung 30 nur in das Schrittlademodul 220 eintreten, wenn sich die Batteriespannung in einem Bereich vom ersten Spannungsschwellwert V1 bis zum zweiten Spannungsschwellwert V2 befindet, und wenn die Batterietemperatur in einen Bereich vom ersten Temperaturschwellwert T1 bis zum zweiten Temperaturschwellwert T2 fällt. In einigen Konstruktionen ist der zweite Spannungsschwellwert V2 größer als der erste Spannungsschwellwert V1, und der zweite Temperaturschwellwert T2 ist größer als der erste Temperaturschwellwert T1.In some constructions, the
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten umfasst der Ladestrom, der an die Batterie 20 während des Wartungsmoduls 230 angelegt wird, das Anlegen eines vollen Ladestroms an die Batterie 20 nur dann, wenn die Batteriespannung auf einen gewissen vordefinierten Schwellwert fällt. In einigen Konstruktionen liegt der Schwellwert bei ungefähr 4,05 V/Zelle +/- 1% pro Zelle, In einigen Konstruktionen tritt die Batterieladevorrichtung 30 nur in das Wartungsmodul 230 ein, wenn die Batteriespannung im Bereich des zweiten Spannungsschwellwerts V2 bis zum dritten Spannungsschwellwert V3 enthalten ist, und wenn die Batterietemperatur in einen Bereich vom ersten Temperaturschwellwert T1 bis zum dritten Temperaturschwellwert T3 fällt.In some constructions and in some aspects, the charging current applied to the
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten implementiert die Steuerung 100 die verschiedenen Lademodule 220 bis 230 auf der Basis verschiedener Batteriezustände. In einigen Konstruktionen umfasst jedes Lademodul 220 bis 230 denselben Ladealgorithmus (beispielsweise einen Algorithmus für das Anlegen des vollen Ladestroms). Jedes Lademodul 220 bis 230 implementiert, wiederholt oder schließt den Ladealgorithmus auf unterschiedliche Art ein. Ein Beispiel eines Ladealgorithmus ist der Ladestromalgorithmus, wie er im Flussdiagramm 250 der
Wie in den
Wenn die Steuerung 100 bestimmt, dass keine stabile Eingabe einer angewandten Leistung vorliegt, so aktiviert die Steuerung 100 die Anzeige 110 nicht, und es wird in Schritt 315 keine Ladung auf die Batterie 20 angewandt. In einigen Konstruktionen zieht die Batterieladevorrichtung 30 einen kleinen Entladestrom in Schritt 315. In einigen Konstruktionen beträgt der Entladestrom weniger als ungefähr 0,1 mA.If the
Wenn die Steuerung 100 bestimmt, dass eine stabile Leistung an die Batterieladevorrichtung 30 im Schritt 310 angelegt wird, so geht der Betrieb 200 zum Schritt 320 weiter. Im Schritt 320 bestimmt die Steuerung 100, ob alle Verbindungen zwischen den Batterieanschlüssen 45, 50 und 55 und den Anschlüssen 80, 85 und 90 der Batterieladevorrichtung stabil sind. Wenn die Verbindungen im Schritt 320 nicht stabil sind, so geht die Steuerung 100 zum Schritt 315 weiter.If the
Wenn die Verbindungen.im Schritt 320 stabil sind, identifiziert die Steuerung 100 den chemischen Aufbau der Batterie 20 über den Messanschluss 55 der Batterie 20 im Schritt 325. In einigen Konstruktionen zeigt ein Widerstandsmessdraht von der Batterie 20, wie er durch die Steuerung 100 gemessen wird, dass die Batterie 20 einen chemischen Aufbau aus NiCd oder NiMH aufweist. In einigen Konstruktionen wird die Steuerung 100 den Widerstand der Widerstandsmessleitung messen, um den chemischen Aufbau der Batterie 20 zu bestimmen. Beispielsweise besteht in einigen Konstruktionen, wenn der Widerstands der Messleitung in einen ersten Bereich fällt, der chemische Aufbau der Batterie 20 aus NiCd. Wenn der Widerstand der Messleitung in einen zweiten Bereich fällt, dann besteht der chemische Aufbau der Batterie 20 aus NiMH.If the connections are stable in
In einigen Konstruktionen werden NiCd-Batterien und NiMH-Batterien durch die Batterieladevorrichtung 30 unter Verwendung eines einzigen Ladealgorithmus, der sich von einem Ladealgorithmus, der für Batterien implementiert wird, die einen auf Li basierende chemischen Aufbau aufweisen, unterscheidet, geladen. In einigen Konstruktionen ist der einzige Ladealgorithmus für NiCd- und NiMH-Batterien beispielsweise ein existierender Ladealgorithmus für NiCd/NiMH-Batterien. In einigen Konstruktionen verwendet die Batterieladevorrichtung 30 den einzigen Ladealgorithmus für das Laden von NiCd-Batterien und NiMH-Batterien aber beendet das Ladeverfahren für NiCd-Batterien mit einem anderen Beendigungsschema als das Beendigungsschema, das verwendet wird, um das Laden für NiMH-Batterien zu beenden. In einigen Konstruktionen beendet die Batterieladevorrichtung 30 das Laden für NiCd-Batterien, wenn eine negative Änderung in der Batteriespannung (beispielsweise -dV) durch die Steuerung 100 detektiert wird. In einigen Konstruktionen beendet die Batterieladevorrichtung 30 das Laden für NiMH-Batterien, wenn eine Änderung der Temperatur der Batterie über der Zeit (beispielsweise ΔT/dt) einen vordefinierten Beendigungsschwellwert erreicht oder überschreitet.In some constructions, NiCd batteries and NiMH batteries are charged by the
In einigen Konstruktionen werden NiCd- und/oder NiMH-Batterien unter Verwendung eines Konstantstromalgorithmus geladen. Beispielsweise kann die Batterieladevorrichtung 30 dieselbe Ladeschaltung für das Laden unterschiedlicher Batterien, die einen unterschiedlichen chemische Aufbau der Batterie aufweisen, wie NiCd, NiMH, Li-Ionen und dergleichen, einschließen. In einer beispielhaften Konstruktion kann die Ladevorrichtung 30 die Ladeschaltung verwenden, um denselben vollen Ladestrom an NiCd- und NiMH-Batterien anzulegen, da Li-Ionen-Batterien einen Konstantstromalgorithmus statt einer Pulsladung verwenden. In einer anderen beispielhaften Konstruktion kann die Batterieladevorrichtung 30 den vollen Ladestrom durch die Ladeschaltung gemäß dem chemischen Aufbau der Batterie skalieren.In some designs, NiCd and/or NiMH batteries are charged using a constant current algorithm. For example, the
In anderen Konstruktionen bestimmt die Steuerung 100 nicht den exakten chemischen Aufbau der Batterie 20. Stattdessen implementiert die Steuerung 100 ein Lademodul, das sowohl NiCd-Batterien als auch NiMH-Batterien wirksam laden kann.In other designs, the
In anderen Konstruktionen könnte der Widerstand der Messleitung anzeigen, dass die Batterie 20 einen auf Li basierenden chemischen Aufbau aufweist. Wenn beispielsweise der Widerstand der Messleitung in einen dritten Bereich fällt, so basiert der chemische Aufbau der Batterie 20 auf Li.In other designs, the resistance of the test lead could indicate that the
In einigen Konstruktionen zeigt eine serielle Kommunikationsverbindung zwischen der Batterieladevorrichtung 30 und der Batterie 20, die durch die Messanschlüsse 55 und 90 errichtet wird, dass die Batterie 20 einen auf Li basierenden chemischen Aufbau aufweist. Wenn eine serielle Kommunikationsverbindung in Schritt 325 errichtet wird, so sendet ein Mikroprozessor oder eine Steuerung, wie die Steuerung 64 in der Batterie 20, Information in Bezug auf die Batterie 20 an die Steuerung 100 in der Batterieladevorrichtung 30. Eine solche Information, die zwischen der Batterie 20 und der Batterieladevorrichtung 30 übertragen wird, kann den chemischen Aufbau der Batterie, die Batterienennspannung, die Batteriekapazität, die Batterietemperatur, einzelne Zellenspannungen, die Anzahl der Ladezyklen, die Anzahl der Entladezyklen, den Status einer Schutzschaltung oder eines Netzes (beispielsweise aktiviert, gesperrt, freigeschaltet etc.) etc. umfassen.In some constructions, a serial communication link between the
Im Schritt 330 bestimmt die Steuerung 100, ob der chemische Aufbau der Batterie 20 auf Li basiert oder ob dies nicht der Fall ist. Wenn die Steuerung 100 im Schritt 330 bestimmt, dass die Batterie 20 einen chemischen Aufbau aus NiCd oder NiMH besitzt, dann geht der Betrieb 200 zum NiCd/NiMH-Ladealgorithmus in Schritt 335 weiter.In
Wenn die Steuerung 100 im Schritt 330 bestimmt, dass die Batterie 20 einen chemischen Aufbau auf Li-Basis besitzt, dann geht der Betrieb 200 zum Schritt 340 weiter. Im Schritt 340 setzt die Steuerung 100 jede Batterieschutzschaltung, wie beispielsweise einen Schalter, der in der Batterie 20 enthalten ist, zurück und bestimmt die Nennspannung der Batterie 20 über die Kommunikationsverbindung. Im Schritt 345 stellt die Steuerung 100 den Analog-Digital-Wandler („A/D“) auf der Basis der Nennspannung auf den passenden Pegel ein.If the
Im Schritt 350 misst die Steuerung 100 die aktuelle Spannung der Batterie 20. Wenn eine Messung vorgenommen wurde, so bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 355, ob die Spannung der Batterie 20 größer als 4,3 Volt/Zelle ist. Wenn die Batteriespannung größer als 4,3 Volt/Zelle im Schritt 355 ist, so geht der Betrieb 200 zum Defektsatzmodul 205 im Schritt 360 weiter. Das Defektsatzmodul 205 wird unten diskutiert.In step 350,
Wenn im Schritt 355 die Batteriespannung nicht größer als 4,3 Volt/Zelle ist, so misst die Steuerung 100 im Schritt 365 die Temperatur der Batterie und bestimmt im Schritt 370, ob die Temperatur der Batterie unter -20°C fällt oder 65°C übersteigt. Wenn im Schritt 370 die Temperatur der Batterie unterhalb -20°C oder über 65°C liegt, dann geht der Betrieb 200 im Schritt 375 zum Temperatur-aus-dem-Bereich-Modul 210 weiter. Das Temperatur-aus-dem-Bereich-Modul 210 wird unten diskutiert.If in
Wenn im Schritt 370 die Temperatur der Batterie nicht unter - 20°C liegt und 65°C nicht übersteigt, dann bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 380 (der in
Wenn die Spannung der Batterie im Schritt 385 nicht kleiner als 3,5 Volt/Zelle ist, so bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 395, ob die Spannung der Batterie im Spannungsbereich von 3,5 Volt/Zelle bis 4,1 Volt/Zelle enthalten ist. Wenn die Spannung der Batterie sich nicht im Spannungsbereich von 3,5 Volt/Zelle bis 4,1 Volt/Zelle im Schritt 395 befindet, so geht der Betrieb 200 im Schritt 400 weiter zum Wartungsmodul 230. Das Wartungsmodul 230 wird unten diskutiert.If the voltage of the battery is not less than 3.5 volts/cell in
Wenn sich die Spannung der Batterie im Schritt 395 im Spannungsbereich von 3,5 Volt/Zelle bis 4,1 Volt/Zelle befindet, so löscht die Steuerung 100 im Schritt 405 einen Zähler, wie einen Ladezähler. Wenn der Ladezähler im Schritt 405 gelöscht ist, so geht der Betrieb 200 im Schritt 410 zum Schrittlademodul 220 weiter. Das Schrittlademodul 220 und der Ladezähler werden unten diskutiert.If the voltage of the battery is in the voltage range of 3.5 volts/cell to 4.1 volts/cell in
Man kehre zum Schritt 380 zurück, wo, wenn die Temperatur der Batterie nicht im Bereich von -20°C und 0°C enthalten ist, die Steuerung 100 im Schritt 415 bestimmt, ob die Batteriespannung weniger als 3,5 Volt/Zelle beträgt. Wenn die Spannung im Schritt 415 weniger als 3,5 Volt/Zelle beträgt, so geht der Betrieb 200 im Schritt 420 weiter zum Erhaltungslademodul 215.Return to step 380 where, if the temperature of the battery is not in the range of -20°C and 0°C,
Wenn die Spannung der Batterie im Schritt 415 nicht weniger als 3,5 Volt /Zelle beträgt, so bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 425, ob die Spannung der Batterie im Spannungsbereich von 3,5 Volt/Zelle bis 4,1 Volt/Zelle enthalten ist. Wenn die Spannung der Batterie im Schritt 425 nicht im Spannungsbereich von 3,5 Volt/Zelle bis 4,1 Volt/Zelle enthalten ist, dann geht der Betrieb 200 im Schritt 430 weiter zum Wartungsmodul 230.If the voltage of the battery is not less than 3.5 volts/cell in
Wenn die Spannung der Batterie im Schritt 425 im Spannungsbereich von 3,5 Volt/Zelle bis 4,1 Volt/Zelle enthalten ist, so löscht die Steuerung im Schritt 435 einen Zähler, wie den Ladezähler. Wenn der Ladezähler im Schritt 435 gelöscht wurde, so geht der Betrieb 200 im Schritt 440 zum Schnelllademodul 225 weiter. Das Schnelllademodul 225 wird unten diskutiert.If the voltage of the battery is in the voltage range of 3.5 volts/cell to 4.1 volts/cell in
Wenn die Anzeige 110 im Schritt 525 aktiviert wurde, so initialisiert die Steuerung 100 im Schritt 530 einen Zähler, wie einen Erhaltungsladezähler. In der dargestellten Konstruktion weist der Erhaltungsladezähler eine Zählgrenze von zwanzig auf.If the
Im Schritt 540 beginnt die Steuerung 100 zwei jeweils eine Sekunde (1 s) lange Vollstrompulse an die Batterie 20 zu legen, und unterbricht dann das Laden für fünfzig Sekunden („50 s“). In einigen Konstruktionen gibt es 50 ms Zeitintervalle zwischen den Pulsen von 1 Sekunde.In
Im Schritt 545 misst die Steuerung 100 die Spannung der Batterie, wenn ein Ladestrom an die Batterie 20 (beispielsweise während Zeiten des angeschalteten Stroms) angelegt wird, um zu bestimmen, ob die Spannung der Batterie 4,6 Volt/Zelle übersteigt. Wenn die Spannung der Batterie 4,6 Volt/Zelle während der Zeiten des angeschalteten Stroms im Schritt 545 übersteigt, so geht das Modul 215 zum Defektsatzmodul 205 im Schritt 550 weiter und würde im Schritt 552 enden. Wenn die Spannung der Batterie 4,6 Volt/Zelle während des angeschalteten Stroms in Schritt 545 nicht übersteigt, misst die Steuerung 100 im Schritt 555 die Temperatur der Batterie und die Spannung der Batterie, wenn kein Ladestrom an die Batterie 20 angelegt wird (beispielsweise während Zeiten des ausgeschalteten Stroms).In
Im Schritt 560 bestimmt die Steuerung 100, ob die Temperatur der Batterie unter -20°C fällt oder 65°C übersteigt. Wenn im Schritt 560 die Temperatur der Batterie unter -20°C oder über 65°C beträgt, so geht das Modul 215 zum Temperatur-aus-dem-Bereich-Modul 210 im Schritt 565 weiter und würde im Schritt 570 enden. Wenn die Temperatur der Batterie im Schritt 560 nicht unter -20°C beträgt oder wenn sie nicht über 65°C liegt, so bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 575, ob sich die Spannung der Batterie im Bereich von 3,5 Volt/Zelle bis 4,1 Volt/Zelle befindet.In
Wenn sich die Spannung der Batterie im Schritt 575 im Bereich von 3,5 Volt/Zelle bis 4,1 Volt/Zelle befindet, so bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 580, ob die Temperatur im Bereich von -20°C bis 0°C enthalten ist. Wenn sich die Temperatur der Batterie im Bereich von -20°C bis 0°C im Schritt 580 befindet, so geht das Modul 215 im Schritt 590 zum Schnelllademodul 225.If the voltage of the battery is in the range of 3.5 volts/cell to 4.1 volts/cell in
Wenn sich die Spannung der Batterie im Schritt 575 nicht im Bereich von 3,5 Volt/Zelle bis 4,1 Volt/Zelle befindet, so erhöht die Steuerung 100 im Schritt 595 den Erhaltungsladezähler. Im Schritt 600 bestimmt die Steuerung 100, ob der Erhaltungsladezähler die Zählergrenze, die beispielsweise bei zwanzig liegt, erreicht hat. Wenn der Zähler im Schritt 600 die Zählergrenze nicht erreicht hat, so geht das Modul 215 zum Schritt 540 weiter. Wenn der Zähler im Schritt 600 die Zählergrenze erreicht hat, so geht das Modul 215 zum Defektsatzmodul 205 im Schritt 605 weiter und würde im Schritt 610 enden.If the voltage of the battery is not in the range of 3.5 volts/cell to 4.1 volts/cell in
Im Schritt 640 startet die Steuerung 100 einen ersten Zeitmesser oder einen Ladevorgangszeitmesser. In der dargestellten Konstruktion zählt der Ladevorgangsmesser von einer Minute herab. Im Schritt 645 geht das Modul 220 zum Ladestromalgorithmus 250 weiter. Wenn der Ladestromalgorithmus 250 durchgeführt wird, so bestimmt die Steuerung 100, ob der Ladezähler die Zählgrenze, wie beispielsweise 7200, im Schritt 650 erreicht hat. Wenn der Ladezähler im Schritt 650 die Zählgrenze erreicht hat, so geht das Modul 220 zum Defektsatzmodul 205 im Schritt 655 weiter, und das Modul 220 würde am Schritt 660 enden.In
Wenn der Ladezäher im Schritt 650 die Zählgrenze nicht erreicht hat, so bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 665, ob die Wartezeit zwischen Strompulsen (wie das unten beschrieben werden wird) größer oder gleich einem ersten Wartezeitschwellwert, wie beispielsweise zwei Sekunden, ist. Wenn die Wartezeit größer oder gleich dem ersten Wartezeitschwellwert im Schritt 665 ist, so aktiviert die Steuerung 100 im Schritt 670 die Anzeige, wobei sie beispielsweise die erste LED 115 abschaltet und die zweite LED 120 aktiviert, so dass sie mit ungefähr 1 Hz blinkt. Wenn die Wartezeit nicht größer oder gleich dem ersten Wartezeitschwellwert im Schritt 665 ist, so geht das Modul 220 zum Schritt 690 weiter, der nachfolgend diskutiert wird.If the charge counter has not reached the count limit in step 650, the
Wenn die Anzeige 110 im Schritt 670 aktiviert wird, so bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 675, ob die Wartezeit zwischen Strompulsen größer oder gleich einem zweiten Wartezeitschwellwert, beispielsweise fünf Sekunden, ist. Wenn die Wartezeit größer oder gleich dem zweiten Wartezeitschwellwert in Schritt 675 ist, so ändert die Steuerung 100 die Anzeige 110 im Schritt 680, indem sie beispielsweise die zweite LED 120 aktiviert, so dass die zweite LED 120 konstant an zu sein scheint. Das Modul 220 geht dann zum Wartungsmodul 230 im Schritt 685 weiter.If the
Wenn die Wartezeit nicht größer als oder gleich dem zweiten Wartezeitschwellwert im Schritt 675 ist, so bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 690, ob die Batterietemperatur größer als 0°C ist. Wenn die Batterietemperatur im Schritt 690 größer als 0°C ist, so geht das Modul 220 zum Schnelllademodul 225 im Schritt 695 weiter. Wenn die Batterietemperatur im Schritt 690 nicht größer als 0°C ist, so bestimmt die Steuerung im Schritt 700, ob der Ladevorgangszeitmesser abgelaufen ist.If the wait time is not greater than or equal to the second wait time threshold in
Wenn der Ladevorgangszeitmesser im Schritt 700 nicht abgelaufen ist, so geht das Modul 220 im Schritt 645 zum Ladestromalgorithmus 250 weiter. Wenn der Ladevorgangszeitmesser im Schritt 700 abgelaufen ist, so aktiviert die Steuerung 100 einen zweiten Zeitmesser oder einen Nichtladezeitmesser im Schritt 705 und setzt das Laden aus. Im Schritt 710 bestimmt die Steuerung 100, ob der Nichtladezeitmesser abgelaufen ist. Wenn der Nichtladezeitmesser im Schritt 710 nicht abgelaufen ist, so wartet die Steuerung 100 eine vorbestimmte Zeit im Schritt 715 und kehrt dann zum Schritt 710 zurück. Wenn der Nichtladezeitmesser im Schritt 710 abgelaufen ist, so geht das Modul 220 zurück zum Schritt 640, um den Ladevorgangszeitmesser wieder zu starten.If the charging timer has not expired in
Im Schritt 740 geht das Modul 225 zum Ladestromalgorithmus 250 weiter. Wenn der Ladestromalgorithmus 250 durchgeführt wird, so bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 745, ob der Ladezähler der Zählgrenze (beispielsweise 7200) entspricht. Wenn der Ladezähler im Schritt 650 die Zählgrenze erreicht hat, so geht das Modul 220 weiter zum Defektsatzmodul 205 im Schritt 750, und das Modul 220 würde am Schritt 755 enden.In
Wenn der Ladezähler im Schritt 745 nicht der Zählgrenze entspricht, so bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 760, ob die Wartezeit zwischen Strompulsen größer als oder gleich dem ersten Wartezeitschwellwert (beispielsweise zwei Sekunden) ist. Wenn die Wartezeit größer oder gleich dem ersten Wartezeitschwellwert im Schritt 760 ist, aktiviert die Steuerung 100 die Anzeige 110 im Schritt 765, wobei sie beispielsweise die erste LED 115 ausschaltet und die zweite LED 120 aktiviert, so dass sie mit ungefähr 1 Hz blinkt. Wenn die Wartezeit nicht größer oder gleich dem ersten Wartezeitschwellwert in Schritt 760 ist, so geht das Modul 225 zum Schritt 785 weiter, der unten diskutiert wird.If the load count does not meet the count limit in
Wenn die Anzeige im Schritt 755 aktiviert ist, so bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 770, ob die Wartezeit zwischen Strompulsen größer oder gleich einem zweiten Wartezeitschwellwert (beispielsweise fünfzehn Sekunden) ist. Wenn die Wartezeit größer als oder gleich dem zweiten Wartezeitschwellwert in Schritt 770 ist, ändert die Steuerung 100 die Anzeige 110 im Schritt 775, aktiviert beispielsweise die zweite LED 120, so dass die zweite LED 120 konstant angeschaltet erscheint. Das Modul 225 geht dann im Schritt 780 zum Wartungsmodul weiter.If the display is activated in
Wenn die Wartezeit nicht größer als oder gleich dem zweiten Wartezeitschwellwert in Schritt 770 ist, so bestimmt die Steuerung 100, ob die Batterietemperatur im Bereich von -20°C bis 0°C im Schritt 785 enthalten ist. Wenn die Batterietemperatur im Schritt 785 im Bereich enthalten ist, so geht das Modul 225 zum Schrittlademodul 220 im Schritt 790 weiter. Wenn die Temperatur der Batterie im Schritt 785 nicht in diesem Bereich enthalten ist, so geht das Modul 225 im Schritt 740 zurück zum Ladestromalgorithmus 250.If the waiting time is not greater than or equal to the second waiting time threshold in
Im Schritt 815 bestimmt die Steuerung 100, ob die Temperatur der Batterie unter -20°C fällt oder 65°C übersteigt. Wenn die Temperatur der Batterie im Schritt 815 unter -20°C fällt oder 65°C übersteigt, so geht das Modul 230 im Schritt 820 zum Temperatur-aus-dem-Bereich-Modul 210 weiter, und das Modul würde im Schritt 825 enden. Wenn die Temperatur der Batterie im Schritt 815 nicht unter -20°C fällt oder 65°C nicht übersteigt, so geht das Modul 230 im Schritt 830 zum Ladestromalgorithmus 250 weiter.In
Wenn der Ladestromalgorithmus 250 im Schritt 830 durchgeführt wird, so bestimmt die Steuerung im Schritt 835, ob der Wartungszeitgeber abgelaufen ist. Wenn der Wartungszeitgeber abgelaufen ist, so geht das Modul 230 im Schritt 840 zum Defektsatzmodul 840 weiter, und das Modul 230 würde am Schritt 845 enden. Wenn der Wartungszeitgeber im Schritt 835 nicht abgelaufen ist, so bestimmt die Steuerung 100 im Schritt 850, ob die Wartezeit zwischen den Strompulsen größer als oder gleich einer ersten vordefinierten Wartungswartezeitdauer, wie beispielsweise fünfzehn Sekunden, ist.When the charging
Wenn die Wartezeit im Schritt 850 größer als die erste vorbestimmte Wartungswartezeit ist, so geht das Modul 230 zum Schritt 805 weiter. Wenn die Wartezeit im Schritt 850 nicht größer als oder gleich der ersten vorbestimmten Wartungswartezeit ist, so geht das Modul 230 im Schritt 830 zum Ladestromalgorithmus weiter. In einigen Konstruktionen wird die Batterieladevorrichtung 30 im Wartungsmodul 230 bleiben, bis der Batteriesatz 20 aus der Batterieladevorrichtung 30 entfernt wird.If the waiting time in
Wenn die Spannung der Batterie im Schritt 880 größer als 4,6 Volt/Zelle ist, so geht der Algorithmus 250 im Schritt 885 zum Defektsatzmodul 205 weiter, und der Algorithmus 250 würde am Schritt 890 enden. Wenn die Batteriespannung im Schritt 880 nicht größer als 4,6 Volt/Zelle ist, so unterbricht die Steuerung 100 den Ladestrom, erhöht einen Zähler, wie den Ladestromzähler und speichert den Zählwert im Schritt 895.If the voltage of the battery is greater than 4.6 volts/cell at
Im Schritt 900 bestimmt die Steuerung 100, ob die Temperatur der Batterie unter -20°C fällt oder 65°C übersteigt. Wenn die Temperatur der Batterie im Schritt 900 unter -20°C fällt oder 65°C übersteigt, so geht der Algorithmus 250 im Schritt 905 zum Temperatur-aus-dem-Bereich-Modul 205 weiter, und der Algorithmus 250 wird im Schritt 910 enden. Wenn die Temperatur der Batterie im Schritt 900 nicht unter -20°C fällt oder 65°C übersteigt, so misst die Steuerung 100 im Schritt 915 die Batteriespannung, wenn der Ladestrom nicht an die Batterie 20 geliefert wird.In
Im Schritt 920 bestimmt die Steuerung 100, ob die Spannung der Batterie kleiner als 4,2 Volt/Zelle ist. Wenn die Spannung der Batterie im Schritt 920 kleiner als 4,2 Volt/Zelle ist, so geht der Algorithmus 250 zum Schritt 875 weiter. Wenn die Spannung der Batterie nicht kleiner als 4,2 Volt/Zelle im Schritt 920 ist, so wartet die Steuerung 100 im Schritt 925, bis die Spannung der Batterie ungefähr 4,2 Volt/Zelle beträgt. Im Schritt 925 speichert die Steuerung 100 auch die Wartezeit. Der Algorithmus 250 endet am Schritt 930.In
In einer anderen Konstruktion kann der volle Ladestrom oder der volle Ladepuls, der durch die Batterieladevorrichtung 30 angewandt wurde, gemäß den einzelnen Zellenspannungen in der Batterie 20 skaliert werden. Diese Implementierung wird unter Bezug auf die
Wie in
In einigen Konstruktionen kann die Batterieladevorrichtung 30 jede einzelne Zellspannung mit einer mittleren Zellspannung vergleichen, und wenn die Differenz zwischen der einzelnen Zellspannung und der mittleren Zellspannung gleich einem vordefinierten Schwellwert ist oder diesen übersteigt (beispielsweise ein Ungleichgewichtsschwellwert), so kann die Ladevorrichtung 30 die Zelle als eine Zelle identifizieren, die einen höheren Ladezustand aufweist. Die Batterieladevorrichtung 30 kann den Zeitabschnitt Ton mit eingeschaltetem Strom modifizieren. In anderen Konstruktionen kann die Batterieladevorrichtung den Ladezustand für eine spezielle Batteriezelle (wie eine Batteriezelle, die als eine Zelle mit höherer Spannung identifiziert wurde) während dem Zeitabschnitt mit eingeschaltetem Strom auf der Basis der Information, die von der Batterie 20 empfangen wird, schätzen. In diesen Konstruktionen kann, wenn die Schätzung des aktuellen Ladezustands für die Zelle einen Schwellwert überschreitet, die Batterieladevorrichtung 30 die Dauer des Zeitabschnitts Ton mit eingeschaltetem Strom modifizieren.In some constructions, the
Beispielsweise kann, wie das in
Während dem nachfolgenden Zeitabschnitt Ton2 mit eingeschaltetem Strom „schätzt“ die Batterieladevorrichtung 30 die Spannung der Zelle 5. Beispielsweise tastet die Batterieladevorrichtung 30 die Messungen der Spannung der Batterie 20 ab und für jede Messung der Spannung der Batterie schätzt sie den Ladezustand für die Zelle 5 gemäß der folgenden Gleichung:
In einigen Konstruktionen stellt die Ladevorrichtung 30 die nachfolgenden Zeitabschnitte mit eingeschaltetem Strom (beispielsweise Ton4-5) auf ungefähr die Länge T2 des vorherigen Zeitabschnitts Ton3 mit eingeschaltetem Strom (beispielsweise 800 ms) ein. Wenn die Zelle 5 (oder eine andere Zelle) weiter als eine hohe Zelle identifiziert wird, dann kann die Ladevorrichtung 30 die Länge des nachfolgenden Zeitabschnitts mit eingeschaltetem Strom (beispielsweise Ton6) beispielsweise von der Länge T2 (beispielsweise ungefähr 800 ms) bis zur Länge T3 (beispielsweise ungefähr 600 ms) modifizieren.In some constructions, the charging
Ein weiteres schematisches Diagramm der Batterie 20' ist schematisch in
In einigen Konstruktionen umfasst die Schaltung 62' eine elektrische Komponente, wie beispielsweise einen Identifikationswiderstand 950, und der Identifikationswiderstand 950 kann einen eingestellten Widerstand aufweisen. In anderen Konstruktionen kann die elektrische Komponente ein Kondensator, eine Spule, ein Transistor, ein Halbleiterelement, eine elektrische Schaltung oder eine andere Komponente, die einen Widerstand aufweist, oder die elektrische Signale senden kann, wie beispielsweise ein Mikroprozessor, eine Digitallogikkomponente und dergleichen sein. In der dargestellten Konstruktion kann der Widerstandswert des Identifikationswiderstandes 950 auf der Basis der Eigenschaften der Batterie 20', wie der Nennspannung und dem chemischen Aufbau der Batteriezelle(n) 60' gewählt werden. Ein Messanschluss 55' kann elektrisch mit dem Identifikationswiderstand 950 verbunden sein.In some constructions, the circuit 62' includes an electrical component, such as an
Die Batterie 20', die schematisch in
In einigen Konstruktionen kann die (nicht gezeigte) Steuerung programmiert werden, um den Widerstandswert der elektrischen Komponente in der Batterie 20', wie den Identifikationswiderstand 958, zu identifizieren. Die Steuerung kann auch programmiert sein, um eine oder mehrere Eigenschaften der Batterie 20' zu bestimmen, wie beispielsweise den chemischen Aufbau der Batterie und die Nennspannung der Batterie 20'. Wie vorher erwähnt wurde, kann der Widerstandswert des Identifikationswiderstands 958 einem zugewiesenen Wert entsprechen, der mit einem oder mehreren gewissen Batterieeigenschaften verbunden ist. Beispielsweise kann der Widerstandswert des Identifikationswiderstands 958 in einem Bereich von Widerstandswerten eingeschlossen sein, die dem chemischen Aufbau und der Nennspannung der Batterie 20' entsprechen.In some constructions, the controller (not shown) may be programmed to identify the resistance of the electrical component in the battery 20', such as the identification resistor 958. The controller may also be programmed to determine one or more characteristics of the battery 20', such as the chemical makeup of the battery and the voltage rating of the battery 20'. As previously mentioned, the resistance value of the identification resistor 958 may correspond to an assigned value associated with one or more certain battery characteristics. For example, the resistance value of the identification resistor 958 may be included in a range of resistance values that correspond to the chemical makeup and voltage rating of the battery 20'.
In einigen Konstruktionen kann die Steuerung programmiert werden, um eine Vielzahl von Widerstandsbereiche des Identifikationswiderstands 958 zu erkennen. In diesen Konstruktionen entspricht jeder Bereich einem chemischen Aufbau einer Batterie, wie beispielsweise NiCd, NiMH, Li-Ionen und dergleichen. In einigen Konstruktionen kann die Steuerung zusätzliche Widerstandsbereiche erkennen, wobei jeder einem anderen chemischen Aufbau der Batterie oder anderen Batterieeigenschaften entspricht.In some constructions, the controller may be programmed to recognize a variety of resistance ranges of the identification resistor 958. In these constructions, each region corresponds to a chemical structure of a battery, such as NiCd, NiMH, Li-ion and the like. In some designs, the controller may recognize additional resistance ranges, each corresponding to a different battery chemistry or other battery characteristics.
In einigen Konstruktionen kann die Steuerung programmiert sein, um eine Vielzahl von Spannungsbereichen zu erkennen. Die Spannungen, die in den Spannungsbereichen eingeschlossen sind, können dem Widerstandswert des Identifikationswiderstands 958 entsprechen oder von diesem abhängen, so dass die Steuerung den Wert des Widerstands 958 auf der Basis der gemessenen Spannung bestimmen kann.In some designs, the controller may be programmed to recognize a variety of voltage ranges. The voltages included in the voltage ranges may correspond to or depend on the resistance value of the identification resistor 958 so that the controller can determine the value of the resistor 958 based on the measured voltage.
In einigen Konstruktionen kann der Widerstandswert des Identifikationswiderstands 958 weiter so gewählt werden, dass er eindeutig für jeden möglichen Nennspannungswert der Batterie 20' ist. Beispielsweise kann in einem Bereich von Widerstandswerten, ein erster zugewiesener Widerstandswert einer Nennspannung von 21 Volt entsprechen, ein zweiter zugewiesener Widerstandswert kann einer Nennspannung von 16,8 Volt entsprechen, und ein dritter zugewiesener Widerstandswert kann einer Nennspannung von 12,6 Volt entsprechen. In einigen Konstruktionen können mehr oder weniger zugewiesene Widerstandswerte vorhanden sein, wobei jeder einer anderen möglichen Nennspannung der Batterie 20' in Verbindung mit dem Widerstandsbereich entspricht.In some constructions, the resistance value of the identification resistor 958 may be further selected to be unique to each possible voltage rating of the battery 20'. For example, in a range of resistance values, a first assigned resistance value may correspond to a nominal voltage of 21 volts, a second assigned resistance value may correspond to a nominal voltage of 16.8 volts, and a third assigned resistance value may correspond to a nominal voltage of 12.6 volts. In some designs, there may be more or fewer assigned resistance values, each corresponding to a different possible voltage rating of the battery 20' associated with the resistance range.
In der beispielhaften Implementierung ist die Batterie 20' elektrisch mit der Batterieladevorrichtung 960 verbunden. Um eine erste Batterieeigenschaft zu identifizieren, schaltet der Halbleiter 984 in den „AN“-Zustand unter der Steuerung einer zusätzlichen (nicht gezeigten) Schaltung. Wenn der Halbleiter 984 sich im „AN“-Zustand befindet, so schaffen der Identifikationswiderstand 958 und die Widerstände 976 und 980 ein Spannungsteilernetzwerk. Das Netzwerk errichtet eine Spannung VA an einem ersten Referenzpunkt 992. Wenn der Widerstandswert des Widerstands 980 signifikant niedriger als der Widerstandswert des Widerstands 976 ist, so wird die Spannung VA von den Widerstandswerten des Identifikationswiderstands 958 und des Widerstands 980 abhängen. In dieser Implementierung befindet sich die Spannung VA in einem Bereich, der durch den Widerstandswert des Identifikationswiderstands 958 bestimmt wird. Die (nicht gezeigte) Steuerung misst die Spannung VA am ersten Referenzpunkt 992 und bestimmt den Widerstandswert des Identifikationswiderstands 958 auf der Basis der Spannung VA. In einigen Konstruktionen vergleicht die Steuerung die Spannung VA mit einer Vielzahl von Spannungsbereichen, um die Batterieeigenschaften zu bestimmen.In the exemplary implementation, the
In einigen Konstruktionen kann die erste zu identifizierende Batterieeigenschaft den chemischen Aufbau der Batterie einschließen. Beispielsweise kann jeder Widerstandswert unterhalb 150 kOhm anzeigen, dass die Batterie 20' einen chemischen Aufbau aus NiCd oder NiMH aufweist, und jeder Widerstandswert von ungefähr 150 kOhm oder darüber kann anzeigen, dass die Batterie 20' einen chemischen Aufbau aus Li oder Li-Ionen aufweist. Wenn die Steuerung den chemischen Aufbau der Batterie 20' bestimmt und identifiziert hat, kann ein passender Ladealgorithmus oder ein Ladeverfahren ausgewählt werden. In anderen Konstruktionen gibt es mehr Widerstandsbereiche als im obigen Beispiel, die jeweils einem anderen chemischen Aufbau der Batterie entsprechen.In some designs, the first battery characteristic to be identified may include the chemical makeup of the battery. For example, any resistance value below 150 kOhm may indicate that the battery 20' has a NiCd or NiMH chemical makeup, and any resistance value of approximately 150 kOhm or above may indicate that the battery 20' has a Li or Li-ion chemical makeup . Once the controller has determined and identified the chemical makeup of the battery 20', an appropriate charging algorithm or method can be selected. In other designs there are more resistance ranges than in the example above, each corresponding to a different chemical makeup of the battery.
Wenn man mit der beispielhaften Implementierung fortfährt, so schaltet der Halbleiter 984, um eine zweite Batterieeigenschaft zu identifizieren, unter der Steuerung der zusätzlichen Schaltung in den „AUS“-Zustand. Wenn der Halbleiter 984 in den „AUS“-Zustand schaltet, schaffen der Identifikationswiderstand 958 und der Widerstand 976 ein Spannungsteilernetzwerk. Die Spannung VA am ersten Referenzpunkt 992 wird nun durch die Widerstandswerte des Identifikationswiderstands 958 und des Widerstands 976 bestimmt. Der Widerstandswert des Identifikationswiderstands 958 wird so gewählt, dass wenn die Spannung VBATT an einem zweiten Referenzpunkt 880 im wesentlichen gleich der Nennspannung der Batterie 20' ist, die Spannung VA am ersten Referenzpunkt 992 im wesentlichen gleich einer Spannung VREF an einem dritten Referenzpunkt 996 ist. Wenn die Spannung VA am ersten Referenzpunkt 992 die feste Spannung VREF am dritten Referenzpunkt 996 übersteigt, so ändert ein Ausgang VOUT der Vergleichsvorrichtung 988 seinen Zustand. In einigen Konstruktionen kann der Ausgang VOUT verwendet werden, um das Laden zu beenden oder um als ein Anzeiger zu dienen, um zusätzliche Funktionen, wie eine Wartungsroutine, eine Abgleichroutine, eine Entladefunktion, zusätzliche Ladeschemata und dergleichen zu beginnen. In einigen Konstruktionen kann die Spannung VREF eine feste Referenzspannung sein.Continuing with the example implementation, to identify a second battery characteristic, the
In einigen Konstruktionen kann die zweite zu identifizierende Batterieeigenschaft eine Nennspannung der Batterie 20' einschließen. Beispielsweise kann eine allgemeine Gleichung für das Berechnen des Widerstandswertes für den Identifikationswiderstand 958 folgendermaßen aussehen:
In der dargestellten Konstruktion können sowohl der Identifikationswiderstand 958 als auch der dritte Referenzpunkt 996 auf der „hohen“ Seite eines Strommesswiderstands 1000 angeordnet sein. Das Positionieren des Identifikationswiderstands 958 und des dritten Referenzpunktes 996 in dieser Art kann jede relative Spannungsfluktuation zwischen VA und VREF reduzieren, wenn ein Ladestrom vorhanden ist. Die Spannungsfluktuationen können in der Spannung VA erscheinen, wenn der Identifikationswiderstand 958 und der dritte Referenzpunkt 996 sich auf Erde 1004 beziehen, und ein Ladestrom an die Batterie 20' angelegt wurde.In the construction shown, both the identification resistor 958 and the
In einigen Konstruktionen kann die Batterieladevorrichtung 960 auch eine Ladevorrichtungssteuerfunktion einschließen. Wie vorher diskutiert wurde, so ändert, wenn die Spannung VA im wesentlichen gleich der Spannung VREF ist (was anzeigt, dass die Spannung VBATT der Nennspannung der Batterie 20' entspricht), der Ausgang VOUT der Vergleichsvorrichtung 988 den Zustand. In einigen Konstruktionen wird der Ladestrom nicht länger an die Batterie 20' geliefert, wenn der Ausgang VOUT der Vergleichsvorrichtung 988 den Zustand ändert. Wenn der Ladestrom unterbrochen wird, so beginnt die Batteriespannung VBATT abzunehmen. Wenn die Spannung VBATT einen unteren Schwellwert erreicht, so ändert der Ausgang VOUT der Vergleichsvorrichtung 988 den Zustand. Wenn der Ladestrom unterbrochen wird, so beginnt die Batteriespannung VBATT abzunehmen. Wenn die Spannung VBATT einen unteren Schwellwert erreicht, so ändert der Ausgang VOUT der Vergleichsvorrichtung 988 den Zustand wieder. In einigen Konstruktionen wird der untere Schwellwert der Spannung VBATT durch einen Widerstandswert eines Hysteresewiderstands 1008 bestimmt. Der Ladestrom wird wieder aufgenommen, wenn der Ausgang VOUT der Vergleichsvorrichtung 988 den Zustand wieder ändert. In einigen Konstruktionen wiederholt sich dieser Zyklus für eine vorbestimmte Zeit, wie sie durch die Steuerung bestimmt wird, oder er wiederholt sich für eine gewisse Anzahl von Zustandsänderungen, die durch die Vergleichsvorrichtung 988 durchgeführt werden. In einigen Konstruktionen wiederholt sich dieser Zyklus, bis die Batterie 20' aus der Batterieladevorrichtung 960 entfernt wird.In some constructions, the
In einigen Konstruktionen und in einigen Aspekten kann eine Batterie, wie die Batterie 20, die in
Wie in
In einigen Konstruktionen kann es sein, dass wenn der Schalter 1180 nicht leitend wird, der Schalter 1180 sich nicht zurückstellt, sogar dann, wenn der abnormale Zustand nicht länger detektiert wird. In einigen Konstruktionen kann die Schaltung 1130 (beispielsweise der Mikroprozessor 1140) den Schalter 180 nur dann zurücksetzen, wenn ein elektrisches Gerät, wie beispielsweise eine Batterieladevorrichtung 30 den Mikroprozessor 1140 anweist, dies zu tun. Wie vorher erwähnt wurde, kann die Batterie 20 so entladen werden, dass die Batteriezellen 60 nicht genug Spannung aufweisen, um den Mikroprozessor 1140 mit Leistung zu versorgen, um mit einer Batterieladevorrichtung 30 zu kommunizieren.In some constructions, if the
In einigen Konstruktionen kann, wenn die Batterie 20 nicht mit der Ladevorrichtung 30 kommunizieren kann, die Batterieladevorrichtung 30 einen kleinen Ladestrom durch die Körperdiode 1210 des Schalters 1180 liefern, um die Batteriezellen 60 langsam zu laden. Wenn die Zellen 60 genug Ladestrom empfangen, um den Mikroprozessor 1140 mit Leistung zu versorgen, so kann der Mikroprozessor 1140 den Zustand des Schalters 1180 ändern. Das heißt, die Batterie 20 kann sogar dann geladen werden, wenn sich der Schalter 1180 im nicht leitenden Zustand befindet. Wie in
In einigen Konstruktionen kann, wenn die Batterie 20 nicht mit der Ladevorrichtung 30 kommunizieren kann, die Batterieladevorrichtung 30 einen kleinen mittleren Strom durch eine Messleitung, wie beispielsweise die Messleitung 120a oder den zugewiesenen Aktivierungsanschluss 120b, anlegen. Der Strom kann einen Kondensator 1150 laden, der wiederum genug Spannung an den Mikroprozessor 1140 liefern kann, um den Betrieb zu ermöglichen.In some constructions, if the
Die Konstruktionen, die oben beschrieben sind, und die in den Figuren dargestellt sind, werden nur beispielhaft präsentiert und sollen nicht als eine Begrenzung für die Konzepte und Prinzipien der vorliegenden Erfindung dienen. Somit wird ein Durchschnittsfachmann erkennen, dass verschiedene Änderungen in den Elementen und ihrer Konfiguration und ihrer Anordnung möglich sind, ohne vom Wesen und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.The constructions described above and illustrated in the figures are presented by way of example only and are not intended to serve as a limitation on the concepts and principles of the present invention. Thus, one of ordinary skill in the art will recognize that various changes in the elements and their configuration and arrangement are possible without departing from the spirit and scope of the present invention.
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