DE202010012387U1

DE202010012387U1 - Elektrovorrichtung mit Rad

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Publication number: DE202010012387U1
Application number: DE202010012387U
Authority: DE
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2009-09-10
Filing date: 2010-09-09
Publication date: 2010-11-18
Anticipated expiration: 2020-09-10
Also published as: CN201998815U; GB2473536A; US9282695B2; JP2011079510A; US8851215B2; US20110056177A1; FR2949918A1; US20140366501A1; GB201014238D0

Abstract

Elektrovorrichtung mit Rad (10; 400; 500; 600; 602; 700; 800), mit:
einem Hauptkörper (14; 414; 514; 614; 714; 814);
mindestens einem Rad (36; 436; 536; 636; 736; 836), das durch den Hauptkörper in einer drehbaren Art und Weise abgestützt ist;
einem Elektromotor (58; 458; 558; 658; 758; 858), der konfiguriert ist zum Anlegen eines Drehmoments an das mindestens eine Rad;
einer Batterieschnittstelle (54; 454; 554; 654; 754; 854), die konfiguriert ist zum entfernbaren Aufnehmen von mindestens einem Batteriepack (100), der ursprünglich als Leistungsquelle für ein elektrisches Kraftwerkzeugs (200) ausgebildet worden ist; und
einer elektrischen Schaltungseinheit (56; 456; 556; 656; 756; 856), die konfiguriert ist zum elektrischen Verbinden des mindestens einem Batteriepacks, der an der Batterieschnittstelle angebracht ist, mit dem Elektromotor.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektrovorrichtung mit Rad. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Elektrovorrichtung mit Rad, die ein wieder aufladbares Batteriepack als Leistungsquelle verwendet, und die einen Elektromotor aufweist, der ein Rad antreibt. Die Elektrovorrichtung mit Rad umfasst Fahrzeuge, die von Leuten gefahren werden, beispielsweise Elektrofahrräder (elektrisch unterstützte Fahrräder, Hybridfahrräder), Elektromotorräder, elektrische Rollstühle, Elektroautos, Hybridautos (nicht auf solche mit einem Verbrennungsmotor beschränkt), verschiedene elektrische Arbeitsfahrzeuge (beispielsweise Gabelstapler, Sanitärfahrzeuge), und elektrische Spielsachen, die gefahren werden können, sowie Fahrzeuge, die nicht von Leuten gefahren werden können, wie beispielsweise elektrische Beförderungswägen, elektrische Heber, elektrische unbemannte Beförderer, und drahtlos betriebene Elektrospielsachen. Darüber hinaus umfasst eine Elektrovorrichtung mit Rad auch Fahrzeuge mit endlosen Laufflächen, die durch Räder (auch bekannt als Crawler Track oder Caterpillar (registrierte Marke) angetrieben werden.
Beschreibung des entsprechenden Standes der Technik
Ein Elektrofahrrad (ein Typ von Elektrovorrichtung mit Rad) ist in der japanischen Anmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2008-62814 offenbart. Dieses Elektrofahrrad enthält zwei Räder, die an einem Fahrzeugkörper drehbar bereitgestellt sind, Pedale, die der Benutzer mit Kraft beaufschlagt, eine Benutzerkraftübertragung, die die Kraft, die an die Pedal angelegt wird, an die Räder überträgt, einen Elektromotor, der ein Drehmoment an die Räder gibt, und einen Batteriepack, der elektrische Leistung an den Elektromotor liefert. Bei diesem Typ von Elektrofahrrad wird die elektrische Leistung, die von dem Batteriepack an den Elektromotor geliefert wird, in Antwort auf die Kraft, die von dem Benutzer an die Pedale gegeben wird, und der Geschwindigkeit des Elektrofahrrads eingestellt. Der Benutzer kann eine Hilfskraft von dem Elektromotor erhalten und die Pedale leicht treten.
Zusammenfassung der Erfindung
Hinsichtlich des oben genannten Elektrofahrrads ist eine große Anzahl von Elektrovorrichtungen mit Rad entwickelt worden, die ein wieder aufladbares Batteriepack verwenden. Bei diesen Typen von Elektrovorrichtungen mit Rad wird ein zugehöriger Batteriepack für jedes Produkt verwendet, und die Batteriepacks von anderen Produkten können nicht verwendet werden. Darüber hinaus werden bei herkömmlichen Elektrovorrichtungen mit Rad Gegenmaßnahmen getroffen, um die Verwendung der Batteriepacks von anderen Produkten zu verhindern. Selbst wenn ein Benutzer einer Elektrovorrichtung mit Rad eine große Anzahl von Batteriepacks für verschiedene andere Produkte besitzt, muss er aus diesem Grund ein zugehöriges Ladegerät verwenden, um diesen Batteriepack wieder aufzuladen. Als Folge muss der Benutzer viele Typen von Batteriepacks und Ladegeräten besitzen, und er muss den Gebrauchszustand und den Ladezustand von vielen unterschiedlichen Typen von Batteriepacks verwalten.
Mit Bezug auf die oben genannten Probleme haben sich die Erfinder auf Batteriepacks konzentriert, die für elektrische Kraftwerkzeuge verwendet werden. Die Gründe hierfür sind folgende.
Erstens haben, Verglichen mit Batteriepacks für andere tragbare Vorrichtungen, die Batteriepacks, die in elektrischen Kraftwerkzeugen verwendet werden, eine hohe Ausgangsspannung und eine hohe Ladekapazität, und sind ausreichend für eine Verwendung als Leistungsquelle in einer Elektrovorrichtung mit Rad. Darüber hinaus, da es viele Batteriepacks für elektrische Kraftwerkzeuge gibt, die unter widrigen Bedingungen verwendet werden (beispielsweise draußen, etc.), sind viele ausgezeichnete Technologien entwickelt worden und werden in diesen verwendet. Ferner ist die Zuverlässigkeit dieser Produkte hervorragend (sie versagen selten).
Zweitens gibt es viele Benutzer von elektrischen Kraftwerkzeugen, die eine Vielzahl von Batteriepacks für ein elektrisches Kraftwerkzeug besitzen, so dass das elektrische Kraftwerkzeug während einer langen Zeitperiode verwendet werden kann. Da jedoch die Wahrscheinlichkeit dafür, dass das Kraftwerkzeug tatsächlich während einer langen Zeitperiode verwendet wird, gering ist, ist die Häufigkeit mit der jedes Batteriepack verwendet wird, gering, und als ein besonderer Umstand werden die Batteriepacks, die jemand besitzt, nicht effizient verwendet. In diesem Fall können die Batteriepacks zur Verwendung in den elektrischen Kraftwerkzeugen, die der Benutzer besitzt, effizient verwendet werden, wenn sie auch in der Elektrovorrichtung mit Rad verwendet werden können. Beispielsweise kann der Benutzer, der ein elektrisches Kraftwerkzeug bei der Arbeit verwendet, das Batteriepack für das elektrische Kraftwerkzeug während der Freizeit in der Elektrovorrichtung mit Rad verwenden.
Drittens gibt es viele Kraftwerkzeuge, die in einer Reihe von Herstellungsanlagen und Konstruktionsfabriken verwendet werden. Die Arbeiter in Herstellungsanlagen und Konstruktionsfabriken tragen manchmal die elektrischen Kraftwerkzeuge mit sich herum, und fahren ebenso mit Elektrovorrichtungen mit Rädern zwischen Arbeitsplätzen hin und her. In diesem Fall gibt es kaum einen Fall, bei dem die Arbeiter die Elektrovorrichtungen mit Rädern und die elektrischen Kraftwerkzeuge gleichzeitig verwenden. Mit andere Worten, das elektrisch Kraftwerkzeug wird selten verwendet, während man mit der Elektrovorrichtung mit Rad fährt, und die Elektrovorrichtung mit Rad wird selten verwendet, während man mit dem elektrischen Kraftwerkzeug arbeitet. Wenn die Elektrovorrichtung mit Rad der Batteriepack für das elektrische Kraftwerkzeug verwenden kann, kann folglich der Batteriepack in der Elektrovorrichtung mit Rad verwendet werden, während die Elektrovorrichtung mit Rad verwendet wird, und der Batteriepack kann in dem elektrischen Kraftwerkzeug verwendet werden, wenn mit dem elektrischen Kraftwerkzeug eine Arbeit verrichtet wird. Der Batteriepack kann effizient verwendet werden, und ebenso kann die Anzahl von Batteriepacks, die zur Arbeit transportiert werden müssen, reduziert werden. Alternativ ist es auch möglich, dass nur das elektrische Kraftwerkzeug durch eine unbemannte elektrische Beförderungsvorrichtung zur Arbeit transportiert wird, ohne dass irgendein Arbeiter mit der unbemannten elektrischen Beförderungsvorrichtung fährt. Selbst in diesem Fall kann der Batteriepack für das elektrische Kraftwerk effizient verwendet werden, indem der Batteriepack in der unbemannten Beförderungsvorrichtung verwendet wird, wenn das elektrische Kraftwerkzeug transportiert wird, und indem der gleiche Batteriepack in dem elektrischen Kraftwerkzeug bei der Arbeit verwendet wird.
Basierend auf den oben genannten gegenwärtigen Lehren kann eine neue und nützliche Elektrovorrichtung mit Rad realisiert werden. Diese Elektrovorrichtung mit Rad enthält einen Hauptkörper, ein Rad, das drehbar an dem Hauptkörper bereitgestellt ist, einen Elektromotor, der ein Drehmoment an das Rad anlegt, eine Batterieschnittstelle, die entfernbar einen Batteriepack für ein elektrisches Kraftwerkzeug aufnehmen kann, und eine elektrische Schalteinheit, die den Batteriepack, der an der Batterieschnittstelle angebracht ist, mit dem Elektromotor elektrisch verbindet.
Die Vorrichtung mit Rad kann den Batteriepack des elektrischen Kraftwerkzeugs als Leistungsquelle verwenden, und einen zugehörigen Batteriepack und ein Ladegerät sind nicht notwendig. Der Benutzer des elektrischen Kraftwerkzeugs kann auch den Batteriepack für das elektrische Kraftwerkzeug, das der Benutzer besitzt, gut in der Elektrovorrichtung mit Rad verwenden. Da der Batteriepack häufig verwendet wird, ist es nicht unwirtschaftlich mehrere Batteriepacks zu besitzen, und durch das Besitzen von mehreren Batteriepacks wird es möglich das elektrische Kraftwerkzeug während einer langen Zeitperiode zu verwenden, wenn es notwendig ist.
Die Elektrovorrichtung mit Rad gemäß den gegenwärtigen Lehren umfasst alle Typen von elektrischen Kraftwerkzeugen, beispielsweise elektrische Bohrmaschinen, die eine Bohrerspitze elektrisch drehen, elektrische Schraubendreher, die eine Schraubendreherspitze elektrisch drehen, elektrische Schraubenschlüssel, die ein Schraubenschlüsselstück elektrisch antreiben, elektrische Schleifmaschinen, die einen Schleifstein elektrisch antreiben, elektrische Hammer, die Stemmeisen elektrisch antreiben, elektrische Sägen, die ein Sägeblatt elektrisch antreiben (umfassend Kreissägen, sich hin und her bewegende Sägen, und Stichsägen), elektrische Kettensägen, die eine Sägekette elektrisch antreiben, elektrische Schlaghammer, die einen Schlaghammer elektrisch antreiben (umfassend Tacker), elektrische Gartenwerkzeuge, die einen Schneider elektrisch antreiben (umfassend Heckenscheren, Grastrimmer, manuell geschobene Rasenmäher, und Rasenschneider), elektrische Gebläse, die einen Luftblasventilator elektrisch antreiben, elektrische Sauger, die einen Saugventilator antreiben (umfassend elektrische Reinigungsgeräte), und dergleichen.
Gemäß der Elektrovorrichtung mit Rad der vorliegenden Lehren muss der Benutzer keinen zugehörigen Batteriepack oder entsprechendes Ladegerät für die Elektrovorrichtung mit Rad haben. Der Benutzer kann den Batteriepack in einem Elektrofahrrad verwenden, den der Benutzer für eine Verwendung in dem elektrischen Kraftwerkzeug vorbereitet hat. In einem anderen Fall kann der Benutzer den Batteriepack, den der Benutzer für das Elektrofahrrad vorbereitet hat, in dem elektrischen Kraftwerkzeug verwenden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt schematisch ein Elektrofahrrad gemäß einem Ausführungsbeispiel.
2 zeigt einen Batteriepack für ein elektrisches Kraftwerkzeug.
3 zeigt das elektrische Kraftwerkzeug, das entfernbar den Batteriepack aufnimmt.
4 zeigt das elektrische Kraftwerkzeug mit angebrachtem, verbundenem bzw. montiertem Batteriepack.
5 zeigt ein Ladegerät, das den Batteriepack lädt.
6 zeigt eine Batterieschnittstelle von dem Ausführungsbeispiel 1.
7 zeigt den Batteriepack, der mit der Batterieschnittstelle verbunden ist.
8 zeigt die Batterieschnittstelle von dem ersten Ausführungsbeispiel mit angebrachtem Batteriepack.
9 zeigt ein Blockdiagramm, das einen elektrischen Plan eines Elektrofahrrads zeigt.
10 zeigt eine Batterieschnittstelle von einem Ausführungsbeispiel 2, wobei eine Mehrzahl von Batteriepacks entfernbar aufnehmbar ist.
11 zeigt eine Versorgungsschaltung von dem Ausführungsbeispiel 2, die die Mehrzahl von Batteriepacks parallel verbindet.
12 zeigt eine Versorgungsschaltung von dem Ausführungsbeispiel 2, die einige der Batteriepacks elektrisch trennt.
13 zeigt eine Situation, bei der nur ein Batteriepack in dem Ausführungsbeispiel 2 verwendet wird.
14 zeigt eine Modifikation der Versorgungsschaltung von dem Ausführungsbeispiel 2, wobei eine Schalterschaltung entfernt ist.
15 zeigt eine Versorgungsschaltung von einem Ausführungsbeispiel 3, wobei eine Mehrzahl von Batteriepacks in Serie geschaltet ist.
16 zeigt eine Modifikation der Versorgungsschaltung von dem Ausführungsbeispiel 3, wobei eine Auswahlschaltung hinzugefügt ist.
17 zeigt eine Situation, bei der nur zwei Batteriepacks in der modifizierten Versorgungsschaltung, die in 16 gezeigt ist, verwendet werden.
18 zeigt eine Situation, bei der nur ein Batteriepack in der modifizierten Versorgungsschaltung, die in 16 gezeigt ist, verwendet wird.
19 zeigt eine Seitenansicht, die schematisch einen Beförderungswagen gemäß einem Ausführungsbeispiel 4 zeigt.
20 zeigt eine Rückansicht, die schematisch den Beförderungswagen gemäß dem Ausführungsbeispiel 4 zeigt.
21 zeigt eine Seitenansicht, die schematisch einen Koffer gemäß einem Ausführungsbeispiel 5 zeigt.
22 zeigt eine Rückansicht, die schematisch den Koffer gemäß dem Ausführungsbeispiel 5 zeigt.
23 zeigt eine Seitenansicht, die schematisch eine Schubkarre gemäß einem Ausführungsbeispiel 6 zeigt.
24 zeigt eine Seitenansicht, die schematisch eine Modifikation der Schubkarre gemäß dem Ausführungsbeispiel 6 zeigt.
25 zeigt eine Seitenansicht, die schematisch einen elektrischen Rasenmäher gemäß einem Ausführungsbeispiel 7 zeigt.
26 zeigt eine Seitenansicht, die schematisch einen elektrischen Leistungskultivator gemäß einem Ausführungsbeispiel 8 zeigt.
27 zeigt schematisch einen Anwendungsbereich des Batteriepacks für das elektrische Kraftwerkzeug.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehren kann die Batterieschnittstelle eine Mehrzahl von Batteriepacks, die für eine Verwendung in elektrischen Kraftwerkzeugen vorgesehen sind, aufnehmen, enthaltend einen ersten Batteriepack und einen zweiten Batteriepack. Gemäß diesem Aufbau kann die maximale Distanz und die maximale Ausgangsleistung des elektrischen Fahrrads verbessert werden, indem die Mehrzahl von Batteriepacks verwendet wird.
In dem vorgenannten Ausführungsbeispiel kann eine elektrische Schaltungseinheit derart aufgebaut sein, dass ein erster Batteriepack und ein zweiter Batteriepack, die mit der Batterieschnittstelle verbunden bzw. an dieser angebracht sind, parallel geschaltet sind bzw. parallel verbunden sind. Bei diesem Aufbau kann die elektrische Leistung während einer langen Zeitperiode an einen Elektromotor geliefert werden, indem die Mehrzahl der Batteriepacks parallel geschaltet werden. Folglich kann eine maximale Verwendungsdistanz eines Elektrofahrrads (das ein Beispiel für eine Elektrovorrichtung mit Rad ist) verlängert werden. Wenn die elektrische Schaltungseinheit derart aufgebaut ist, dass die Mehrzahl der Batteriepacks, die mit der Batterieschnittstelle verbunden sind, parallel geschaltet sind, kann darüber hinaus die elektrische Schaltungseinheit die Batteriepacks, die mit der Batterieschnittstelle verbunden sind, mit einem Elektromotor elektrisch verbinden. Ein Benutzer kann folglich die Anzahl der Batteriepacks, die mit der Batterieschnittstelle verbunden werden, beispielsweise in Reaktion auf die Distanz, die er mit der Elektrovorrichtung mit Rad zurücklegen will, ändern. Mit anderen Worten, wenn eine Verwendung über eine kurze Distanz geplant ist, kann nur ein Batteriepack an der Batterieschnittstelle angebracht werden, und wenn eine Verwendung für eine längere Distanz geplant ist, kann eine Mehrzahl von Batteriepacks mit der Batterieschnittstelle verbunden werden. Durch Ändern der Anzahl der Batteriepacks gemäß der Verwendungsdistanz kann verhindert werden, dass die Elektrovorrichtung mit Rad zu schwer wird.
In dem oben genannten Ausführungsbeispiel ist die elektrische Schaltungseinheit vorzugsweise mit mindestens zwei Schaltbauteilen bereitgestellt und aufgebaut, um in der Lage zu sein jeden von dem ersten und dem zweiten Batteriepack elektrisch zu trennen, indem ein entsprechendes von den mindestens zwei Schaltbauteilen ausgeschaltet wird. Gemäß diesem Aufbau, wenn einer von dem ersten und dem zweiten Batteriepack entladen ist, kann die elektrische Schaltung das entsprechende Schaltbauteil ausschalten und verhindern, dass der Batteriepack tiefentladen wird.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann die elektrische Schaltungseinheit aufgebaut sein, um in der Lage zu sein den ersten und den zweiten Batteriepack nacheinander, mit dem Elektromotor elektrisch zu verbinden. Bei diesem Aufbau ist die elektrische Schaltungseinheit in der Lage den ersten und den zweiten Batteriepack unabhängig bei unterschiedlichen Zeitgebungen elektrisch mit dem Elektromotor zu verbinden. Beispielsweise kann die elektrische Schaltung nur den ersten Batteriepack mit dem Elektromotor elektrisch verbinden, selbst wenn beide, der erste und der zweite Batteriepack an der Batterieschnittstelle angebracht bzw. mit dieser verbunden sind. Wenn der erste Batteriepack entladen ist, kann dann die elektrische Schaltung den zweiten Batteriepack als Ersatz für den ersten Batteriepack mit dem Elektromotor elektrisch verbinden. Gemäß diesem Aufbau wird die geladene Leistung des zweiten Batteriepacks nicht verbraucht, wenn beispielsweise eine geringe elektrische Leistung von dem Elektromotor verbraucht wird, und der Benutzer muss später nicht beide Batteriepacks laden, sondern nur den ersten Batteriepack.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehren kann die elektrische Schaltungseinheit konfiguriert sein, um in der Lage zu sein den ersten und den zweiten Batteriepack in Reihe mit dem Elektromotor elektrisch zu verbinden, wenn der erste und der zweite Batteriepack mit der Batterieschnittstelle verbunden sind. Durch das Verbinden der Mehrzahl von Batteriepacks in Serie kann die elektrische Schaltungseinheit eine hohe Spannung an den Elektro motor liefern, und eine maximale Ausgangsleitung der Elektrovorrichtung mit Rad kann verbessert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Elektrovorrichtung mit Rad ein Elektrofahrrad sein, und enthält ferner Pedale, an die ein Benutzer ein Kraft anlegt, und eine Benutzerkraftübertragung, die die an die Pedale angelegte Kraft an mindestens ein Rad überträgt. Bei diesem Elektrofahrrad, selbst wenn die gesamte elektrische Leistung des Batteriepacks von dem elektrischen Kraftwerkzeug verwendet worden ist, kann der Benutzer mit dem Elektrofahrrad fahren, indem er ähnlich wie bei einem normalen Fahrrad die Pedale betätigt. Darüber hinaus kann das Elektrofahrrad auch aufgebaut sein zur Erzeugung von Elektrizität durch den Elektromotor während der Benutzer durch Betätigung der Pedale fährt, und folglich den Batteriepack aufladen. Das Elektrofahrrad ist hier nicht auf ein Fahrzeug mit zwei Rädern begrenzt, und umfasst Einräder und Dreiräder. Die Anzahl der Räder des Elektrofahrrads ist speziell nicht begrenzt.
Bei dem oben genannten Elektrofahrrad stellt die elektrische Schaltungseinheit vorzugsweise die elektrische Kraft, die von dem Batteriepack an den Elektromotor geliefert wird, in Reaktion auf die Kraft, die durch den Benutzer auf die Pedale angelegt wird, ein. Bei diesem Aufbau kann der Benutzer ausreichend unterstützt werden, wenn angefahren wird oder bei Bergauffahrt, und es kann verhindert werden, dass bei flachen Terrain die Geschwindigkeit des Elektrofahrrads übermäßig wird.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehren kann die Elektrovorrichtung mit Rad derart konfiguriert sein, dass einer oder dass eine Mehrzahl der Batteriepacks, die eine Nennspannung von 14,4 Volt haben, Batteriepacks, die eine Nennspannung von 18 Volt haben, und Batteriepacks, die eine Nennspannung von 36 Volthaben, verwendet werden kann. Darüber hinaus kann die Elektrovorrichtung mit Rad auch derart konfiguriert sein, dass Batteriepacks, die eine Nennspannung aufweisen, die 100 Volt übersteigt, verwendet werden können. Die Ausgangsspannung der Batteriepacks ist speziell nicht begrenzt. Die Elektrovorrichtung mit Rad kann auch derart aufgebaut sein, dass nur Batteriepacks, die eine vorbestimmte Ausgangsspannung haben, verwendet werden können, oder kann derart konfiguriert sein, dass eine Mehrzahl von Batteriepacktypen, die unterschiedliche Ausgangsspannungen haben, verwendet werden können.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehren kann die Elektrovorrichtung mit Rad ein Vorder- und ein Hinderrad haben. Die Elektrovorrichtung mit Rad ist jedoch nicht auf zwei Räder begrenzt, und kann nur ein Rad (ein Einrad) oder drei Räder oder mehr haben. Bei einer Elektrovorrichtung mit Rad, die eine Mehrzahl von Rädern aufweist, kann der Elektromotor ein Drehmoment an nur ein Rad geben, oder der Elektromotor kann das Drehmoment an eine Mehrzahl von Rädern geben.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehren ist die Elektrovorrichtung mit Rad ein Elektrofahrrad mit einem Vorderrad und einem Hinterrad, bei dem die von dem Benutzer an die Pedale angelegte Kraft über eine Kette an das Hinterrad übertragen wird. Zusätzlich wird das von dem Elektromotor ausgegebene Drehmoment über eine Antriebskette an das Hinterrad übertragen. Das Elektrofahrrad kann jedoch derart aufgebaut sein, dass das von dem Elektromotor ausgegebene Drehmoment an das Vorderrad gegeben wird. In diesem Fall kann der Elektromotor beispielsweise auf einer Nabe des Vorderrads angeordnet sein. Das Rad, an das die Kraft von dem Benutzer übertragen wird, und das Rad, an das das Drehmoment des Elektromotors angelegt wird, können gleich oder verschieden sein.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehren kann die Elektrovorrichtung mit Rad derart aufgebaut sein, dass die Batterieschnittstelle Batteriepacks, die eine Vielzahl von unterschiedlichen Formen haben können, entfernbar aufnehmen kann. Bei diesem Aufbau kann ein Adapter zwischen die Batterieschnittstelle und die Batteriepacks angeordnet werden.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehren hat die Batterieschnittstelle mindestens einen Packaufnahmebereich. Ein Anschlussteil, das auf dem Batteriepack bereitgestellt ist, kann auf dem Packaufnahmebereich der Batterieschnittstelle entfernbar aufgenommen werden. Das Anschlussteil auf dem Batteriepack ist hier auch auf dem Packaufnahmebereich, der auf dem elektrischen Kraftwerkzeug bereitgestellt ist, entfernbar aufnehmbar.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehren kann die Elektrovorrichtung mit Rad ein Koffer sein oder ein elektrisches Kraftwerkzeuggehäuse, das einen Gehäuse hauptkörper enthält, der ein Objekt beinhaltet, Räder, die an dem Gehäusehauptkörper bereitgestellt sind, und einen Elektromotor, der die Räder antreibt. In diesem Fall erfolgt vorzugsweise das Verbinden und Entfernen des Batteriepacks bezüglich der Batterieschnittstelle nur vom Inneren des Gehäusehauptkörpers aus.
Repräsentative, nicht einschränkende Beispiele der vorliegenden Erfindung werden jetzt genauer unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Diese detaillierte Beschreibung soll dem Fachmann auf diesem Gebiet lediglich weitere Einzelheiten zur praktischen Realisierung bevorzugte Aspekte der vorliegenden Lehren dienen und soll nicht den Bereich der Erfindung einschränken. Darüber hinaus kann jedes der zusätzlichen Merkmale und offenbarten Lehren separat oder in Verbindung mit anderen Merkmalen und Lehren verwendet werden, um eine verbesserte Elektrovorrichtung mit Rad zu schaffen.
Darüber hinaus können Kombinationen von Merkmalen und Schritten, die in der folgenden detaillieren Beschreibung offenbart sind, nicht notwendig sein für die praktische Umsetzung der Erfindung in ihrem breitesten Sinne, statt dessen lehren sie lediglich speziell beschriebene repräsentative Beispiele der Erfindung. Darüber hinaus können verschiedene Merkmale der oben beschriebenen und der im Folgenden beschriebenen repräsentativen Beispiele, sowie verschiedene unabhängige und abhängige Ansprüche in Art und Weisen kombiniert werden, die nicht speziell und explizit aufgezählt sind, um zusätzliche hilfreiche Ausführungsbeispiele der vorliegenden Lehren zu schaffen.
Alle Merkmale, die in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbart sind, sollen separat und unabhängig voneinander offenbart sein zum Zweck der ursprünglichen schriftlichen Offenbarung, sowie für den Zweck der Einschränkung des beanspruchten Gegenstandes, unabhängig von den Zusammensetzungen der Merkmale in Ausführungsbeispielen und/oder in den Ansprüchen. Darüber hinaus sollen alle Wertbereiche oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Zwischeneinheit offenbaren zum Zweck der ursprünglichen schriftlichen Offenbarung, sowie zum Zweck der Einschränkung des beanspruchten Gegenstands.
(Ausführungsbeispiel 1)
Ein Elektrofahrrad 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Das Elektrofahrrad 10 ist ein Beispiel für ein elektrisches Fahrrad bei dem die vorliegenden Lehren realisiert sind. Wie in 1 gezeigt, hat das Elektrofahrrad 10 ein Vorderrad 22 und ein Hinterrad 36, die drehbar an einem Hauptkörper 14 bereitgestellt sind. Der Hauptkörper 14 hat einen schwenkbaren Lenkervorbau 18. Der Lenkervorbau 18 enthält eine Gabel 20, die drehbar das Vorderrad 22 abstützt, und einen Lenker 16, der von einem Benutzer ergriffen werden kann. Bremshebel (nicht in den Zeichnungen dargestellt) sind an beiden Enden des Lenkers 16 bereitgestellt.
Das Elektrofahrrad 10 hat einen Sattel 12, auf dem ein Benutzer sitzt, und Kurbelpedale 30 auf die der Benutzer eine Pedalkraft anlegt. Die Kurbelpedale 30 haben eine Welle 28, die durch den Hauptkörper 14 drehbar abgestützt ist.
Das Elektrofahrrad 10 enthält ein Antriebskettenzahnrad 26, das konzentrisch auf der zentralen Welle 28 der Kurbelpedale 30 fixiert ist, ein angetriebenes Kettenrad 38, das konzentrisch fixiert auf dem Hinterrad 36 fixiert ist, und eine Kette 32, die sich um beide, das Antriebskettenzahnrad 26 und das angetriebene Kettenrad 38 erstreckt. Das Antriebskettenzahnrad 26, das angetriebene Kettenrad 38 und die Kette 32 bilden eine Benutzerkraftübertragung, die die Kraft, die an die Kurbelpedale 30 angelegt wird, an das Hinterrad 36 überträgt. Die Benutzerkraftübertragung ist hier nicht auf einen Übertragungsmechanismus beschränkt, der die Kette 32 verwendet; alternativ kann ein Übertragungsmechanismus verwendet werden, der einen Übertragungsriemen verwendet, oder kann ein Übertragungsmechanismus sein, der eine Drehwelle verwendet.
Das Elektrofahrrad 10 enthält eine elektrische Unterstützungseinheit 50. Die elektrische Unterstützungseinheit 50 hat eine Batterieschnittstelle 54, eine elektrische Schaltungseinheit 56 und einen Elektromotor 58, der in einem Gehäuse 51 installiert ist, das eine Abdeckung 52 aufweist, die sich öffnen lässt. Das Gehäuse 51 wird durch Schließen der Abdeckung 52 geschlossen, was das Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz verhindert. Der Elektromotor 58 ist ein bürstenloser Gleichstrommotor mit einer Ausgangsleistung von 240 Watt. Man beachte, dass die Form des Elektromotors 58 nicht speziell eingeschränkt ist. Ein Batteriepack 100 ist entfernbar in der Batterieschnittstelle 54 aufgenommen. Obwohl im Folgenden zusätzliche Details beschrieben werden, ist der Batteriepack 100 ein Batteriepack, der in einem elektrischen Kraftwerkzeug verwendet wird bzw. für ein solches vorgesehen ist. Die elektrische Schaltungseinheit 56 enthält eine Schaltung zum Verbinden der Batterieschnittstelle 54 mit dem Elektromotor 58, und zum Steuern des Betriebs des Elektromotors 58. Zusätzlich enthält das Elektrofahrrad 10 auch einen Benutzerkraftsensor 24, der dazu dient die Kraft, die an die Kurbelpedale 30 durch den Benutzer angelegt wird, zu messen, und einen Geschwindigkeitssensor 34, der dazu dient die Geschwindigkeit des Elektrofahrrads 10 zu messen. Man beachte, dass der Benutzerkraftsensor 24 ein Formänderungssensor ist, der die Verformung, die durch das Antriebskettenzahnrad 26 erzeugt wird, misst, und der Geschwindigkeitssensor 34 verwendet einen Impulszähler, der die Anzahl von Umdrehungen des Hinterrads 36 misst.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die 2, 3 und 4 der Batteriepack 100 beschrieben. Der Batteriepack 100, der von dem Elektrofahrrad 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet wird, ist ein Batteriepack 100, der in einem elektrischen Kraftwerkzeug 200 verwendet wird bzw. für ein solches vorgesehen ist. In den 3 und 4 ist als ein Beispiel des elektrischen Kraftwerkzeugs 200 hier eine elektrische Handbohrmaschine gezeigt. Der Batteriepack 100 ist ein Batteriepack vom Schiebetyp, und ein Eingriffsbereich 104 ist auf der oberen Fläche eines Gehäuses 102 bereitgestellt. Das Gehäuse 202 des elektrischen Kraftwerkzeugs 200 enthält einen Packaufnahmebereich 204, in dem der Eingriffsbereich 104 des Batteriepacks 100 aufgenommen wird. Der Packaufnahmebereich 204 des elektrischen Kraftwerkzeugs 200 empfängt den Batteriepack 100 in einer entfernbaren Weise, und hat eine Mehrzahl von Anschlüssen (nicht in den Zeichnungen gezeigt), die den angebrachten Batteriepack 100 elektrisch verbinden.
Der Batteriepack 100 ist mit einer Mehrzahl von Sekundärbatteriezellen (nicht in den Zeichnungen gezeigt) versehen. Die Sekundärbatteriezellen sind Lithium-Ionen-Akkumulatorbatteriezellen. Der Batteriepack 100 ist mit zehn Akkumulatorbatteriezellen ausgestattet, wobei Gruppen von zwei Akkumulatorzellen parallel geschaltet sind, und diese fünf Gruppen sind miteinander in Serie geschaltet. Die Lithium-Ionen-Akkumulator Batteriezellen haben eine Ausgangsspannung (Nennwert) von 3,6 Volt, und die Ausgangsspannung (Nennwert) des Batteriepacks 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt 18 Volt. Das elektrische Kraftwerkzeug 200 kann einen darin bereitgestellten Elektromotor antreiben durch die elektrische Leistung, die von dem angebrachten Batteriepack 100 geliefert wird.
Der Typ von Akkumulatorbatteriezellen in dem Batteriepack 100, der in dem Elektrofahrrad 10 verwendet wird, ist hier nicht speziell beschränkt. Darüber hinaus ist die Anzahl von Batteriezellen, die in dem Batteriepack 100 bereitgestellt sind, nicht speziell beschränkt, und es gibt keine bestimmte Grenze für die Ausgangsspannung des Batteriepacks 100. Das Elektrofahrrad 10 kann beispielsweise auch Batteriepacks verwenden, die eine Ausgangsspannung von 14,4 Volt, 18 Volt oder 36 Volt haben, und kann auch Batteriepacks verwenden, deren Ausgangsspannung 100 Volt übersteigt. Designmodifikationen können gemacht werden in Reaktion auf die Spannung des Batteriepacks 100, die notwendig ist.
Wie in 2 gezeigt, hat der Eingriffsbereich 104 des Batteriepacks 100 ein Paar von Rippen 120, die sich parallel zueinander erstrecken, und einen Eingriffshaken 122, der durch eine elastische Kraft gedrängt werden kann. Der Eingriffsbereich 104 ist mit einem positiven Anschluss 112, einem negativen Anschluss 116, einem Temperaturanschluss 108 und Kommunikationsanschlüssen 106 bereitgestellt. Der positive Anschluss 112, der negative Anschluss 116 und der Temperaturanschluss 108 sind im Inneren von Schlitzen 114, 110 und 118 untergebracht. Der positive Anschluss 112 und der negative Anschluss 116 sind mit den Akkumulatorbatteriezellen, die in dem Batteriepack 100 untergebracht sind, verbunden. Der Temperaturanschluss 108 ist mit einem Thermistor (nicht in den Zeichnungen gezeigt) verbunden, der in dem Batteriepack 100 untergebracht ist, und gibt eine Spannung in Reaktion auf die Temperatur der Akkumulator Batteriezellen aus. Die Kommunikationsanschlüsse 106 sind mit einer Steuerung (nicht in den Zeichnungen gezeigt) verbunden, die in dem Batteriepack 100 untergebracht ist.
Wie in 5 gezeigt, kann der Batteriepack 100 durch ein Ladegerät 300 wiederholt geladen werden. Ein Gehäuse 302 des Ladegeräts 300 ist mit einem Packaufnahmebereich 304 bereitgestellt, der den Eingriffsbereich 104 des Batteriepacks 100 aufnimmt. Der Packaufnahmebereich 304 ist mit einer Vielzahl von Anschlüssen und Verbindern versehen, die mit dem Batteriepack 100 elektrisch verbunden werden, und mit einer Anschlussabdeckung 306, die diese Abschlüsse und Verbinder schützt. Das Ladegerät 300 nimmt den Batteriepack 100 in einer entfernbaren Weise auf, und lädt den mit ihm verbundenen Batteriepack 100. Das Ladegerät 300 kann den Ladestrom, der an den Batteriepack 100 geliefert wird, in Antwort auf die Temperatur und die Spannung der Akkumulatorbatteriezellen des Batteriepacks 100 einstellen.
Wir kehren jetzt zur Beschreibung des Elektrofahrrads 10 zurück. Wie in den 6, 7 und 8 gezeigt, ist der Packaufnahmebereich 60, der den Batteriepack 100 aufnimmt, in der Batterieschnittstelle 54 des Elektrofahrrads 10 gebildet. Der Packaufnahmebereich 60 enthält ein Paar von Rippen 62, die mit dem Eingriffsbereich 104 des Batteriepacks 100 in Eingriff kommen, und ein Eingriffsloch 65. Das Paar von Rippen 62 des Packaufnahmebereichs 60 kontaktiert das Paar von Rippen 120, die in dem Batteriepack 100 bereitgestellt sind, und das Eingriffsloch 65 des Packaufnahmebereichs 60 nimmt den Eingriffshaken 122 des Batteriepacks 100 auf. Der Packempfangsbereich 60 nimmt den Eingriffsbereich 104 des Batteriepacks 100 entfernbar auf, und kann das Gehäuse 102 des angebrachten Batteriepacks 100 fest halten.
Ein Anschlussstecker 64 ist auf dem Packaufnahmebereich 60 bereitgestellt. Der Anschlussstecker 64 verbindet den angebrachten bzw. verbundenen Batteriepack 100 elektrisch mit dem Packaufnahmebereich 60. Der Anschlussstecker 64 enthält einen positiven Verbindungsanschluss 66, der mit dem positiven Anschluss 112 des Batteriepacks 100 verbunden wird, und einen negativen Verbindungsanschluss 68, der mit dem negativen Anschluss 116 des Batteriepacks 100 verbunden wird, und einen Kommunikationsanschluss 70, der mit den Kommunikationsanschlüssen 106 des Batteriepacks 100 verbunden wird.
Als nächstes wird der elektrische Aufbau des Elektrofahrrads 10 unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Wie in 9 gezeigt, enthält die elektrische Schaltungseinheit 56 eine Versorgungsschaltung 72 und eine Steuerung 74. Die Versorgungsschaltung 72 ist elektrisch mit dem Anschlussstecker 64 und dem Elektromotor 58 verbunden, und liefert elektrische Leistung von dem Batteriepack 100, der mit dem Anschlussstecker 64 verbunden ist, an den Elektromotor 58. Die Versorgungsschaltung 72 enthält eine positive elektrische Stromleitung 76, die den positiven Verbindungsanschluss 66 des Anschlusssteckers 64 mit dem Elektromotor 58 verbindet, eine negative elektrische Stromleitung 78, die den negativen Verbindungsanschluss 68 des Anschlusssteckers 64 mit dem elektrischen Motor 58 elektrisch verbindet, und eine elektrische Leistungseinstellungsschaltung 77, die auf der positiven elektrischen Stromleitung 76 bereitgestellt ist. Die elektrische Leistungseinstellungsschaltung 77 ist eine Schaltung, die die elektrische Leistung einstellt, die von dem Batteriepack 100 an den Elektromotor 58 geliefert wird. Die Versorgungsschaltung 72 stellt die elektrische Leistung, die von dem Batteriepack 100 an den Elektromotor 58 geliefert wird, unter Verwendung der elektrischen Leistungseinstellungsschaltung 77 gemäß einem Befehl von der Steuerung 74 ein. Die elektrische Leis tungseinstellungsschaltung 77 enthält hier einen Feldeffekttransistor, und stellt die elektrische Leistung, die an den Motor 58 geliefert wird, indem die Einschaltdauer (relative Einschaltdauer) des Feldeffekttransistors gesteuert wird.
Die Steuerung 74 ist aufgebaut, um einen Mikrocomputer zu verwenden. Die Steuerung 74 ist mit dem Benutzerkraftsensor 24, dem Geschwindigkeitssensor 34 und einem Kommunikationsanschluss 70 des Anschlusssteckers 64. Die Steuerung 74 bestimmt einen Zielwert der elektrischen Kraft, die an den Elektromotor 58 geliefert wird, in Antwort auf Messergebnisse des Benutzerkraftsensors 24 und des Geschwindigkeitssensors 34. Mit anderen Worten, er bestimmt das Drehmoment, das an das Hinterrad 36 durch den Elektromotor 58 angelegt wird. Dann verwendet die Steuerung 74 den Zielwert der bestimmten elektrischen Leistung zur Bereitstellung eines Befehls an die Versorgungsschaltung 72. Die Steuerung 74 erhöht beispielsweise den Zielwert der elektrischen Leistung, die an den Elektromotor 58 geliefert wird, wenn die Kraft, die von dem Benutzerkraftsensor 24 detektiert wird, zunimmt. Bei diesem Aufbau kann dem Benutzer stark geholfen werden, wenn angefahren oder bergauf gefahren wird. Darüber hinaus reduziert die Steuerung 74 den Zielwert der elektrischen Leistung, die an den Elektromotor 58 geliefert wird, wenn die durch den Geschwindigkeitssensor 34 detektierte Geschwindigkeit zunimmt. Bei diesem Aufbau kann eine übermäßige Geschwindigkeit mit dem Elektrofahrrad 10 verhindert werden. Der Benutzer kann ein entsprechendes Unterstützungsausmaß von dem Elektromotor 58 erhalten, und kann mit dem Elektrofahrrad 10 leicht eine Route fahren, die über eine lange Distanz geht oder stark ansteigt.
Das Elektrofahrrad 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann den Batteriepack 100 für das elektrische Kraftwerkzeug 200 als Leistungsquelle verwenden, und benötigt keinen zugehörigen Batteriepack oder zugehöriges Ladegerät. Der Benutzer des elektrischen Kraftwerkzeugs 200 kann auch effizient den Batteriepack für das elektrische Kraftwerkzeug 200 für das Elektrofahrrad 10 verwenden. Darüber hinaus, unter der Annahme, dass der Benutzer auch das Elektrofahrrad 10 verwendet, wenn der Benutzer eine große Anzahl von Batteriepacks 100 für die Verwendung mit dem elektrischen Kraftwerkzeug 200 besitzt, kann der Benutzer auch die elektrische Leistung 200 während einer langen Zeitperiode verwenden, indem der Reihe nach diese Batteriepacks 100 verwendet werden. In dem Fall, dass der Benutzer das elektrische Kraftwerkzeug 200 tragen muss und mit dem Elektrofahrrad 10 zur Arbeit fährt, kann darüber hinaus der Benutzer den Batteriepack 100 verwenden, wenn er zur Arbeit fährt und wenn er arbeitet bei der Arbeitsstelle. Im Gegensatz zu einer Kombination eines herkömmlichen Elektrofahrrads und eines elektrischen Kraftwerkzeugs kann die Anzahl von Objekten, die getragen werden, wenn zur Arbeit gefahren wird, reduziert werden, da es nicht notwendig ist getrennte zugehörige Batteriepacks für das Elektrofahrrad bzw. das elektrische Kraftwerkzeug zu installieren. Darüber hinaus wird Ärger bezüglich der Verwaltung einer Mehrzahl von Typen von Batteriepacks ebenfalls verringert.
(Ausführungsbeispiel 2)
Ein Elektrofahrrad gemäß dem Ausführungsbeispiel 2 wird beschrieben. Das Elektrofahrrad gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist das Elektrofahrrad 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, bei dem die Batterieschnittstelle 54 und die Versorgungsschaltung 72 geändert sind. Da der Aufbau gemäß den anderen Aspekten des Elektrofahrrads gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel nicht speziell geändert sind, wird eine doppelte Beschreibung weggelassen, indem die gleichen Bezugszeichen verwendet werden.
Wie in 10 gezeigt, ist das Elektrofahrrad 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel mit drei Packaufnahmebereichen 60a, 60b, 60c in der Batterieschnittstelle 54 versehen, die maximal drei Batteriepacks 100a, 100b, 100c entfernbar aufnehmen (im Folgenden manchmal abgekürzt als Batteriepacks 100). Ähnliche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist jeder Packaufnahmebereich 60a, 60b, 60c mit einem Paar von Rippen 62a, 62b, 62c und einem Anschlußstecker 64a, 64b, 64c bereitgestellt. Jeder Anschlußstecker 64a, 64b, 64c enthält einen positiven Verbindungsanschluss 66a, 66b, 66c, einen negativen Verbindungsanschluss 68a, 68b, 68c und einen Kommunikationsanschluss 70a, 70b, 70c. Die Batterieschnittstelle 54 kann hier auch konfiguriert sein, um zwei Batteriepacks 100 entfernbar aufzunehmen, und kann alternativ konfiguriert sein, um eine Anzahl von Batteriepacks 100, die drei überschreitet, entfernbar aufzunehmen.
Die geänderten Teile der Versorgungsschaltung 72 werden unter Bezugnahme auf 11 beschrieben. Wie in 11 gezeigt, kann die Versorgungsschaltung 72 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Mehrzahl von angebrachten bzw. verbundene Batteriepacks 100 parallel mit dem Elektromotor 58 verbinden. Mit anderen Worten, mit der Versorgungsschaltung 72 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel können die positiven Verbindungsanschlüsse 66a, 66b, 66c jedes Verbindungssteckers 64a, 64b, 64c mit der positiven elektrischen Stromleitung 76 verbunden, und die negativen Verbindungsanschlüsse 68a, 68b, 68c jedes Verbindungssteckers 64a, 64b, 64c sind mit der negativen elektrischen Stromleitung 78 verbunden.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die elektrische Leistung durch die drei parallel geschalteten Batteriepacks an den Elektromotor 58 geliefert werden 100. Es ist folglich möglich sehr viel elektrische Leistung an den Elektromotor 58 zu liefern, und die Fahrzeit und die Fahrdistanz, die mit dem Elektrofahrrad 10 möglich sind, können zunehmen.
Darüber hinaus sind in der Versorgungsschaltung 72, die positiven Verbindungsanschlüsse 66a, 66b, 66c der jeweiligen Verbindungsstecker 64a, 64b, 64c über Schaltschaltungen 80a, 80b, 80c jeweils mit der positiven Stromleitung 76 verbunden. Die Schaltschaltungen 80a, 80b, 80c werden jeweils durch einen Befehl von der Steuerung 74 ein- oder ausgeschaltet. Wie in 12 gezeigt, kann die Versorgungsschaltung 72 einige der drei angebrachten Batteriepacks 100 von dem Elektromotor 78 elektrisch trennen, indem einige entsprechende der Schaltschaltungen 80a, 80b, 80c ausgeschaltet werden. Gemäß dem Beispiel, wenn der Ladezustand eines Batteriepacks 100a unter einen vorbestimmten Schwellenwert gefallen ist, kann entsprechend beispielsweise die Versorgungsschaltung 72 die entsprechende Schaltschaltung 80a ausschalten, um ein Tiefentladen des Batteriepacks 100a zu verhindern. Die Steuerung 74 kann den Ladezustand jedes Batteriepacks 100 schätzen, indem die Ausgangsspannung jedes Batteriepacks 100 überwacht wird. Dann kann die Steuerung 74 selektiv die Schaltschaltungen 80a, 80b, 80c basierend auf dem geschätzten Ladezustand der Batteriepacks 100 ausschalten. Man beachte, dass ein anderer Aufbau ebenso möglich ist, bei dem eine Anzeigeneinheit (nicht in den Zeichnungen gezeigt) bereitgestellt ist, die dem Benutzer den Ladezustand jedes Batteriepacks 100 anzeigt, und der Benutzer kann selbst entscheiden, ob die Schaltschaltungen 80a, 80b, 80c zugeschaltet werden, indem er ein Bedienteil (nicht in den Zeichnungen gezeigt) verwendet.
Alternativ kann die Versorgungsschaltung 72 auch nacheinander zwischen den drei angebrachten Batteriepacks 100 zu einem Batteriepack 100 schalten, der die elektrische Leistung an den Elektromotor 58 liefern wird. Mit anderen Worten, die Versorgungsschaltung 72 verbindet zuerst nur den ersten Batteriepack 100a mit dem Elektromotor 58 und liefert elektrische Leistung von nur dem ersten Batteriepack 100a an den Elektromotor 58. Wenn der Ladezustand des ersten Batteriepacks 100a erschöpft ist, trennt die Versorgungsschaltung 72 den ersten Batte riepack 100a elektrisch, verbindet den zweiten Batteriepack 100b mit dem Elektromotor 58 und liefert die elektrische Leistung von nur dem zweiten Batteriepack 100b an den Elektromotor 58. Wenn der Ladezustand des zweiten Batteriepacks 100b erschöpft ist, dann trennt die Versorgungsschaltung 72 den zweiten Batteriepack 100a elektrisch, verbindet den dritten Batteriepack 100c mit dem Elektromotor 58 und liefert elektrische Leistung von nur dem dritten Batteriepack 100c an den Elektromotor 58. Mit diesem Verfahren können in gleicher Weise wie bei der Versorgung mit elektrischer Leistung von 3 Batteriepacks 100 gleichzeitig, die Fahrzeit und die Fahrdistanz des Elektrofahrrads 10 erhöht werden. Gemäß diesem Verfahren können darüber hinaus in dem Fall, dass das Elektrofahrzeug 10 für eine kurze Distanz und eine kurze Zeit verwendet wird, der zweite und der dritte Batteriepack 100b, 100c verbunden sein, ohne entladen zu werden, und die Anzahl an Batteriepacks 100, die anschließend zu laden sind, kann reduziert werden.
Das Schalten der o. g. Batteriepacks 100 kann von der Steuerung 74 durchgeführt werden. In diesem Fall überwacht die Steuerung 74 die Ausgangsspannung des ersten Batteriepacks 10, der mit dem Elektromotor 58 verbunden ist, und bei dem Zeitpunkt, bei dem die Ausgangsspannung des ersten Batteriepacks 100a auf einen vorbestimmten Wert fällt, schaltet die Steuerung 74 die entsprechende Schaltschaltung 80a aus, und schaltet die Schaltschaltung 80a ein, die dem zweiten Batteriepack 100b entspricht. Durch Schalten dieser Prozedur kann die Steuerung 74 sequenziell den Batteriepack 100, der elektrische Leistung an den Elektromotor 58 liefert, schalten. Das Elektrofahrrad 10 kann auch derart aufgebaut sein, dass das Schalten des Batteriepacks 100 nicht von der Steuerung 74 abhängt, sondern stattdessen durch den Benutzer mittels eines Bedienfelds (nicht in den Zeichnungen gezeigt) bestimmt wird.
Wenn beispielsweise der Benutzer fortfährt einen langen Anstieg hochzufahren, und sehr viel elektrische Leistung weiterhin von dem Batteriepack 100a an den Elektromotor 58 geliefert wird, kann die Temperatur des Batteriepacks 100a abnormal ansteigen. In dieser Situation verbindet das Elektrofahrzeug 100 vorzugsweise die anderen Batteriepacks 100b, 100c temporär mit dem Elektromotor 58. Mit anderen Worten, das Elektrofahrrad 10 verbindet vorzugsweise den Batteriepack 100a, der bereits verwendet wird, parallel mit den anderen Batteriepacks 100b, 100c. Bei diesem Aufbau kann der Strom, der von dem Batteriepack 100a fließt, reduziert werden, und der Temperaturanstieg des Batteriepacks 100a kann erheblich verringert werden. Man beachte, dass die Temperatur der Batteriepacks 100 einfach überwacht werden kann, indem die Temperaturanschlüsse 108 der Batteriepacks 100 verwendet werden. Die Steuerung 74 der elektrischen Schaltung 56 kann selektiv die drei Schaltschaltungen 80a, 80b, 80c der Versorgungsschaltung 72 schalten basierend auf den Temperaturdaten, die von den Batteriepacks 100 empfangen werden. Alternativ können die Schaltschaltungen 80a, 80b, 80c durch den Benutzer geschaltet werden.
Wie in 13 gezeigt, kann nur ein Batteriepack 100a an dem Elektrofahrrad 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel angebracht und mit diesem verwendet werden. Es müssen keine drei Batteriepacks 100a, 100b, 100c angebracht werden. Selbst wenn nur ein Batteriepack 100a angebracht ist, wird die elektrische Leistung von diesem Batteriepack 100a an den Elektromotor 58 geliefert, und eine Unterstützung wird bereitgestellt durch die Drehmomentausgabe von dem Elektromotor 58. Der Benutzer kann folglich die Anzahl an Batteriepacks 100, die an dem Elektrofahrrad 10 angebracht sind, in Reaktion auf die Zeit und die Distanz, die der Benutzer mit dem Elektrofahrrad 10 zurücklegen will, ändern. Durch Installation von nur der Anzahl der Batteriepacks 100, die benötigt werden, kann eine nutzlose Erhöhung des Gewichts des Elektrofahrrads 10 verhindert werden.
14 zeigt eine Modifikation der Versorgungsschaltung 72, die in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben wird. Wie in 14 gezeigt, müssen die Schaltschaltungen 80a, 80b, 80c nicht notwendiger Weise in der Versorgungsschaltung 72 bereitgestellt sein. Selbst wenn die Schaltschaltungen 80a, 80b, 80c nicht bereitgestellt werden, werden die angebrachten Batteriepacks 100a, 100b parallel mit dem Motor 58 verbunden. Der Benutzer kann die Anzahl der Batteriepacks 100a, 100b, 100c, die an dem Elektrofahrrad 10 angebracht werden, in Reaktion auf die Zeit und die Distanz, die der Benutzer mit dem Elektrofahrrad 10 fahren möchte, ändern.
(Ausführungsbeispiel 3)
Ein Elektrofahrrad gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wird beschrieben. Das Elektrofahrrad gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist das Elektrofahrrad 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, bei dem primär die Versorgungsschaltung 72 geändert ist. Da der Aufbau gemäß den anderen Aspekten des Elektrofahrrads gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel nicht speziell geändert ist, wird eine doppelte Beschreibung weggelassen, indem die gleichen Bezugszeichen verwendet werden.
Wie in 15 gezeigt, kann die Versorgungsschaltung 72 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel drei angebrachte Batteriepacks 100a, 100b, 100c in Reihe mit dem Elektromotor 58 verbinden. Mit anderen Worten, bei der Versorgungsschaltung 72 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist der negative Verbindungsanschluss 68a des ersten Anschlusssteckers 64a mit dem positiven Verbindungsanschluss 66b des zweiten Anschlusssteckers 64b über eine erste Verbindungsleitung 82a verbunden, und der negative Verbindungsanschluss 68b des zweiten Anschlusssteckers 64b ist mit dem positiven Verbindungsanschluss 66c des dritten Anschlusssteckers 64c über eine zweite Verbindungsleitung 82b verbunden.
Bei dem Elektrofahrrad 10 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann durch drei Batteriepacks 100, die in Serie geschaltet sind, eine hohe Spannung an den Elektromotor 58 angelegt werden. Ein großer Strom kann an den Elektromotor 58 fließen, und die Drehmomentausgabe durch den Elektromotor 58 kann verbessert werden. Bei dem Elektrofahrrad 10 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann der Benutzer eine größere Hilfskraft von dem Elektromotor 58 erhalten, und selbst steile Anstiege leicht hochfahren.
16 ist eine Modifikation der Versorgungsschaltung 72, die in dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Zwei Auswahlschaltungen 84a, 84b sind der Versorgungsschaltung 72 hinzugefügt, wie in 16 gezeigt. Die zwei Auswahlschaltungen 84a, 84b werden durch einen Befehl von der Steuerung 74 betrieben. Die erste Auswahlschaltung 84a ist zwischen der ersten Verbindungsleitung 82 und der negativen elektrischen Stromleitung 78 bereitgestellt. Die erste Auswahlschaltung 84a ist eine Schaltung, die selektiv den negativen Verbindungsanschluß 68a des zweiten Anschlusssteckers 64b entweder mit dem positiven Verbindungsanschluß 66c des dritten Anschlusssteckers 64c oder der negativen elektrischen Stromleitung 78 verbindet. Jede Auswahlschaltung 84a, 84b kann beispielsweise durch eine Mehrzahl von Halbleiterschaltern aufgebaut sein.
Wie in 16 gezeigt, kann die Versorgungsschaltung 72, die die Auswahlschaltungen 84a, 84b enthält, die drei Batteriepacks 100a, 100b, 100c in Reihe mit dem Elektromotor verbinden, wenn die drei Batteriepacks 100a, 100b, 100c angebracht sind. Darüber hinaus, wie in 17 gezeigt, wenn zwei Batteriepacks 100a, 100b angebracht werden, kann die Versorgungsschaltung 72 die zwei Batteriepacks 100a, 100b in Reihe mit dem Elektromotor 58 verbinden, in dem die zweite Auswahlschaltung 84b geschaltet wird. Dann, wie in 18 gezeigt, wenn nur ein Batteriepack 100a angebracht ist, kann die Versorgungsschaltung 72 den einen angebrachten Batteriepack 100a mit dem Elektromotor 58 korrekt verbinden, indem weiter die erste Auswahlschaltung 84a geschaltet wird. Der Benutzer kann die Anzahl an Batteriepacks 100a, 100b, 100c, die an dem Elektrofahrrad 10 angebracht werden, in Antwort auf die Hilfskraft, die von dem Elektromotor 58 benötigt wird, ändern. Das Schalten der oben genannten Auswahlschaltung 84a, 84b wird durch einen Befehl von der Steuerung 74 durchgeführt. Die Steuerung 74 detektiert die Anzahl an Batteriepacks 100, die an der Batterieschnittstelle 54 angebracht sind, indem die Spannungen überwacht werden, die an den Anschlsssteckern 64a, 64b, 64c erzeugt werden. Dann betreibt die Steuerung 74 jede Auswahlschaltung 84a, 84b basierend auf der Anzahl der detektierten Batteriepacks 100. Man beachte, dass die Auswahlschaltungen 84a, 84b auch derart aufgebaut sein können, dass die Benutzer sie mittels eines Bedienfelds (nicht in den Zeichnungen gezeigt) betreiben kann.
Die in den obigen Ausführungsbeispielen offenbarten Lehren sind nicht auf das Elektrofahrrad beschränkt und können auch angewendet werden auf eine Vielzahl von anderen Elektrovorrichtungen mit Rad. Ohne Beschränkung auf den speziellen Typ von Elektrovorrichtung mit Rad kann eine Elektrovorrichtung mit Rad, die Batteriepacks von elektrischen Kraftwerkzeugen verwenden kann, effizienter die Batteriepacks verwenden, und kann die Belastung für die Benutzer bezüglich der Verwaltung der Batteriepacks reduzieren. Insbesondere kann ein elektrisches Motorrad, das in der Lage ist nur mit dem Drehmoment von dem Elektromotor zu fahren, viel von den Lehren anwenden, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel offenbart sind, da viele Teile ähnlich zu der Struktur und Funktion eines Elektrofahrrads sind.
Obwohl eine Kombination aus einem Elektrobohrhammer und einem Elektrofahrrad in dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, können darüber hinaus die Lehren des vorliegenden Ausführungsbeispiels effizient eine Kombination von anderen Typen von elektrischen Kraftwerkzeugen und anderen Typen von Elektrovorrichtungen mit Rad verwenden. Beispielsweise ist es effektiv die Lehren des vorliegenden Ausführungsbeispiels in einer Kombination aus einem elektrischen Golfwagen (ein Typ von Elektrovorrichtung mit Rad) und einem elektrischen Gartenwerkzeug zu verwenden. Mit anderen Worten, wenn der Batteriepack für das elektrische Kraftwerkzeug in dem elektrischen Golfwagen verwendet werden kann, kann der Batteriepack für das elektrische Kraftwerkzeug effizient verwendet werden. Der Batteriepack kann in dem elektrischen Golfwagen während der Golfplatzöffnungszeit verwendet werden, und der Batteriepack kann in dem elektrischen Gartenwerkzeug außerhalb der Golfplatzöffnungszeiten verwendet werden, um das Gras und Bäume des Golfplatzes zu pflegen.
Darüber hinaus sind die Lehren, die in dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel beschrieben sind, bei denen eine Mehrzahl von Batteriepacks verwendet werden, nicht auf die Verwendung von Batteriepacks für elektrische Kraftwerkzeuge begrenzt, und die Verwendung anderer Batteriepacks ist ebenso effektiv. Mit anderen Worten, selbst mit einer Elektrovorrichtung mit Rad, die ein zugehöriges Batteriepack verwendet, können die Lehren, die in dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel beschrieben sind, nützlich verwendet werden.
Durch Kombinieren der Lehren gemäß dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel ist es darüber hinaus auch möglich eine elektrische Schaltungseinheit zu implementieren, die selektiv eine Schaltung bilden kann, die die Mehrzahl von angebrachten Batteriepacks parallel schaltet bzw. verbindet, und eine Schaltung, die die Mehrzahl der angebrachten Batteriepacks in Serie schaltet beziehungsweise verbindet. Alternativ ist es auch möglich eine elektrische Schaltungseinheit zu implementieren, die die Mehrzahl der angebrachten Batteriepacks in eine Mehrzahl von Gruppen unterteilt, die Batteriepacks in jeder Gruppe parallel schaltet beziehungsweise verbindet, und dann die Gruppe von Batteriepacks, die parallel geschaltet beziehungsweise verbunden sind, in Serie schaltet beziehungsweise verbindet.
(Ausführungsbeispiel 4)
Ein elektrischer Beförderungswagen 400 gemäß dem Ausführungsbeispiel 4 wird unter Bezugnahme auf die 19 und 20 beschrieben. Der elektrische Beförderungswagen 400 ist ein Typ von Elektrobeförderer, der verwendet wird, zum Transportieren von Objekten. Wie in den 19 und 20 gezeigt, hat der elektrische Beförderungswagen 400 einen Wagenhauptkörper 414 und ein Paar von Rädern 436, die drehbar auf dem Wagenhauptkörper 414 bereitgestellt sind.
Der Wagenhauptkörper 414 hat eine Gepäckplattform 412, auf die Gepäck abgeladen werden kann und einen hinteren Rahmen 418, der sich von der Gepäckplattform 412 nach oben erstreckt. Ein Griff 416 für den Benutzer zum Anfassen ist auf dem oberen Ende des unteren Rahmens 418 bereitgestellt. Ein Griffsensor 424 zum Detektieren, ob der Benutzer den Griff 416 ergreift oder nicht, ist auf dem Griff 416 bereitgestellt. Ein Paar von Rädern 436 ist auf der Gepäckplattform 412 des Wagenhauptkörpers 414 bereitgestellt. Das Paar von Rädern 436 ist konzentrisch angeordnet, wobei die Gepäckplattform 412 sich zwischen ihnen befindet. Wenn der Benutzer den Griff 416 ergreift und den Wagenhauptkörper 414 in Richtung hinterer Rahmen 418 kippt, wird der elektrische Transportwagen 400 nur durch das Paar von Rädern 436 abgestützt. Wenn der Benutzer den Transportwagen 400 in diesem Zustand zieht (oder schiebt) bewegt sich der elektrische Transportwagen 400 durch die Drehung des Paars von Rädern 436.
Der Transportwagen 400 enthält ferner zwei Batterieschnittstellen 454, eine elektrische Schaltungseinheit 456, die mit den zwei Batterieschnittstellen 454 verbunden ist, und ein Paar von Elektromotoren 458, die mit der elektrischen Schaltungseinheit 456 verbunden sind. Jede Batterieschnittstelle 454 ist im Wesentlichen gleich wie die Batterieschnittstelle 54, wie in 6 gezeigt, und nimmt entfernbar Batteriepacks 100 auf, die für das elektrische Kraftwerkzeug 200 vorgesehen sind. Die Batterieschnittstellen 435 und die elektrische Schaltungseinheit 456 sind in der Gepäckplattform 412 untergebracht, und eine Abdeckung 452, die geöffnet werden kann, zum Anbringen und Entfernen der Batteriepacks 100 ist auf der Gepäckplattform 412 gebildet.
Die Batterieschnittstellen 454 sind derart angeordnet, dass die angebrachten Batteriepacks 100 zwischen dem Paar von Rädern 436 liegen. Gemäß diesem Typ von Anordnung wird das Zentrum der Schwerkraft der Batteriepacks 100 nicht stark verschoben, selbst wenn der Wagenhauptkörper 414 um das Paar von Rädern 436 gekippt wird. Der Benutzer kann folglich das Gewicht der Batteriepacks nicht speziell wahrnehmen, und kann den elektrischen Transportwagen 400 ziehen (oder schieben), wenn er in dem gekippten Zustand ist. Es ist hier nicht notwendig alle angebrachten Batteriepacks 100 zwischen das Paar von Rädern 436 zu positionieren, jedoch soll sich das Zentrum der Schwerkraft der Batteriepacks 100 vorzugsweise zwischen dem Paar von Rädern 436 befinden.
Das Paar von Elektromotoren 458 ist jeweils mit einem entsprechenden des Paars von Rädern 436 integriert ausgebildet. Mit anderen Worten, jeder Elektromotor 458 wird als Elektromotor vom In-Wheel Typ bezeichnet. Wenn Elektromotoren 458 vom In-Wheel Typ verwendet werden, kann der elektrische Transportwagen 400 in dem gekippten Zustand gezogen (oder ge schoben) werden, ohne dass der Benutzer das Gewischt der Elektromotoren 458 fühlt bzw. spürt. Elektrische Leistung wird von den Batteriepacks 100, die an den Batterieschnittstellen 454 angebracht sind, an jeden Elektromotor 458 über die elektrische Schaltungseinheit 456 geliefert. Jeder Elektromotor 458 legt ein Drehmoment an die integrierten Räder 436 an, und unterstützt den Benutzer beim Ziehen (oder Schieben) des Transportwagens 400. Der oben genannte Griffsensor 424 ist hier mit der elektrischen Schaltungseinheit 456 verbunden, und die elektrische Schaltungseinheit 456 liefert elektrische Leistung an jeden Elektromotor 458 nur wenn der Benutzer den Griff 416 greift. Eine Bewegung des elektrischen Transportwagens 400, die von dem Benutzer nicht beabsichtigt ist, kann folglich verhindert werden. Darüber hinaus stellt die elektrische Schaltungseinheit 456 vorzugsweise die elektrische Leistung, die an jeden Elektromotor 458 geliefert wird, in Antwort auf die Kraft, die von dem Benutzer an den Griff 416 angelegt wird, ein.
Der elektrische Transportwagen 400 benötigt keine zugehörigen Batteriepacks und kann die Batteriepacks 100 des elektrischen Kraftwerkzeugs 200 als Leistungsquelle verwenden. Auf Grund dieser Tatsache kann der Benutzer effizient die elektrischen Batteriepacks 100, die er oder die sie besitzt, in beiden, dem elektrischen Kraftwerkzeug 200 und in dem elektrischen Transportwagen 400 verwenden. Da die Batteriepacks 100, die zur Verwendung in dem elektrischen Kraftwerkzeug 200 ausgelegt sind, eine hohe Ausgangsleistung haben, können sie ausreichend als Leistungsquelle für den elektrischen Transportwagen 400 dienen.
(Ausführungsbeispiel 5)
Ein elektrischer Koffer 500 gemäß dem Ausführungsbeispiel 5 wird unter Bezugnahme auf die 21 und 22 beschrieben. Der elektrische Koffer 500 ist ein Typ von elektrischem Beförderer, der verwendet wird zum Transportieren von Objekten. Wie in den 21 und 22 gezeigt, hat der elektrische Koffer 500 einen Gehäusehauptkörper 514 und ein Paar von Rädern 536, die auf dem Gehäusehauptkörper 514 drehbar bereitgestellt sind.
Der Gehäusehauptkörper 514 hat ein Gehäuse 514, das Objekte aufnimmt, und einen Griff 516, der an dem oberen Bereich des Gehäuses angeordnet ist. Ein Griffsensor 524 zum Detektieren, ob der Benutzer den Griff 516 greift oder nicht, ist auf dem Griff 516 bereitgestellt. Das Paar von Rädern 536 ist auf dem unteren Bereich des Gehäusehauptkörpers 514 bereitgestellt. Das Paar von Rädern 536 ist konzentrisch angeordnet, wobei der Gehäusehauptkörper 514 dazwischen liegt. Wenn der Benutzer den Griff 516 greift und den Gehäusehauptkörper 514 in Richtung Griff 518 kippt, wird der elektrische Koffer 500 nur durch das Paar von Rädern 536 abgestützt. Wenn der Benutzer den elektrischen Koffer 500 in diesem Zustand zieht (oder schiebt), wird der elektrische Koffer 500 durch Drehung des Paars von Rädern 436 bewegt.
Der elektrische Koffer 500 enthält ferner zwei Batterieschnittstellen 54, eine elektrische Schaltungseinheit 556, die mit den zwei Batterieschnittstellen 554 verbunden ist, und ein Paar von Elektromotoren 558, das mit der elektrischen Schaltungseinheit 556 verbunden ist. Jede Batterieschnittstelle 554 ist im Wesentlichen gleich wie die Batterieschnittstelle 54, wie in 6 gezeigt, und nehmen Batteriepacks 100 für das elektrische Kraftwerkzeug 200 entfernbar auf. Die Batterieschnittstellen 554 und die elektrische Schaltungseinheit 556 sind in dem Gehäusehauptkörper 514 untergebracht. Das Anbringen und das Entfernen der Batteriepacks 100 bezüglich der Batterieschnittstellen 554 ist nur von innerhalb des Gehäusehauptkörpers 514 aus möglich, und der Gehäusehauptkörper 514 muss geöffnet werden. Es kann folglich verhindert werden, dass der Batteriepack 100 versehentlich verloren geht, ohne dass beispielsweise der Gehäusehauptkörper 514 verschlossen wird.
Die Batterieschnittstellen 554 sind derart angeordnet, dass die angebrachten Batteriepacks 100 zwischen dem Paar von Rädern 436 angeordnet sind. Gemäß diesem Anordnungstyp verschiebt sich das Zentrum der Schwerkraft der Batteriepacks 100 nicht besonders, selbst wenn der Gehäusehauptkörper 514 um das Paar von Rädern 536 gekippt wird. Der Benutzer kann folglich das Gewicht der Batteriepacks 100 nicht speziell spüren, und kann den elektrischen Koffer 500 ziehen (oder schieben), wenn er in dem geneigten bzw. gekippten Zustand ist. Alle angebrachten Batteriepacks 100 sind zwischen dem Paar von Rädern 536 positioniert. Vorzugsweise befindet sich das Zentrum der Schwerkraft der Batteriepacks 100 zwischen dem Paar von Rädern 536.
Das Paar von Elektromotoren 558 ist mit einem entsprechendem von dem Paar von Rädern 536 jeweils integriert. Mit anderen Worten, jeder Elektromotor 558 wird als Elektromotor vom In-wheel Typ bezeichnet. Wenn die Elektromotoren 558 vom In-wheel Typ verwendet werden, kann der elektrische Koffer 500 in dem gekippten Zustand gezogen (oder geschoben) werden, ohne dass der Benutzer das Gewicht der Elektromotoren 558 spürt. Elektrische Leistung wird von den Batteriepacks 100, die an den Batterieschnittstellen 558 angebracht sind, an jeden Elektromotor 556 über die elektrische Schaltungseinheit 554 geliefert. Jeder Elektromotor 558 liefert ein Drehmoment an die integrierten Räder 536 und unterstützt den Benutzer beim Ziehen (oder Schieben) des elektrischen Koffers 500. Der oben genannte Griffsensor 524 ist hier mit der elektrischen Schaltungseinheit 556 verbunden, und die elektrische Schaltungseinheit 556 liefert elektrische Leistung an jeden Elektromotor 558 nur wenn der Benutzer den Griff 516 greift. Eine Bewegung des elektrischen Koffers 500, die von dem Benutzer nicht beabsichtigt ist, kann folglich verhindert werden. Die elektrische Schaltungseinheit 556 stellt hier vorzugsweise die elektrische Leistung, die an jeden Elektromotor 558 geliefert wird, in Antwort auf die Kraft, die von dem Benutzer an den Griff 516 angelegt wird, ein.
Der elektrische Koffer 500 benötigt keine zugehörigen Batteriepacks und kann die Batteriepacks 100 des elektrischen Kraftwerkzeugs 200 als Leistungsquelle verwenden. Auf Grund dieser Tatsache kann der Benutzer effizient die elektrischen Batteriepacks 100, die sich in seinem oder ihrem Besitz befinden, in beiden, dem elektrischen Kraftwerkzeug 200 und dem elektrischen Koffer 500 verwenden. Da die Batteriepacks 100, die zur Verwendung in dem elektrischen Kraftwerkzeug 200 ausgelegt sind, eine hohe Ausgangsleistung haben, können sie ausreichend als Leistungsquelle für den elektrischen Koffer 500 dienen. Da die Batteriepacks 100, die zur Verwendung in dem elektrischen Kraftwerkzeug 200 ausgelegt sind, eine hervorragende Stoßwiderstandsfähigkeit haben, können diese Funktionen aufrechterhalten werden, ohne dass sie beschädigt werden, selbst wenn der elektrische Koffer 500 beispielsweise einen Stoß auf einem Transportband oder Drehtisch am Flughafen erfährt.
(Ausführungsbeispiel 6)
Eine Schubkarre 600 gemäß dem 6. Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf 23 beschreiben. Die Schubkarre 600 ist ein Typ von einem elektrischen Beförderer, der verwendet wird zum Transportieren von Objekten, und ist ein Beispiel einer Elektrovorrichtung mit Rad, die durch die vorliegenden Lehren realisiert wird. Die Schubkarre 600 wird auch als Schubkarre, Bauschubkarre oder Cat Car bezeichnet. Wie in 23 gezeigt, hat die Schubkarre 600 einen Hauptkörper 614 und ein Rad 636, das drehbar an dem Hauptkörper 614 bereitgestellt ist.
Der Hauptkörper 614 hat einen Ladebereich 612, in den Schmutz, Sand, etc. eingeladen werden kann, und ein Paar von Griffen 616, die an dessen hinterem Bereich angeordnet sind (die rechte Seite in 23). Griffsensoren (nicht in den Zeichnungen gezeigt) zum Detektieren, ob der Benutzer die Griffe 616 greift, sind auf den Griffen 616 bereitgestellt. Das Rad 636 ist an dem vorderen Bereich des Hauptkörpers 614 angeordnet (die linke Seite in 23). Wenn der Benutzer die Griffe 616 greift und anhebt, wird die Schubkarre 600 nur durch das Rad 536 abgestützt. Wenn der Benutzer die Schubkarre 600 in diesem Zustand schiebt, bewegt sich die Schubkarre 600 durch Drehung des Rads 636.
Die Schubkarre 600 enthält ferner eine Batterieschnittstelle 654, eine elektrische Schaltungseinheit 656, die mit der Batterieschnittstelle 654 verbunden ist, und einen Elektromotor 658, der mit der elektrischen Schaltungseinheit 656 verbunden ist. Die Batterieschnittstelle 654 ist im Wesentlichen gleich wie die Batterieschnittstelle 54, wie in 6 gezeigt, und nimmt entfernbar einen Batteriepack 100 auf, der in dem elektrischen Kraftwerkzeug 200 verwendet wird. Die Batterieschnittstellen 654 und die elektrische Schaltungseinheit 656 sind in einem abgeschlossenen Gehäuse 651, das eine Abdeckung 652 aufweist, die geöffnet und geschlossen werden kann, untergebracht.
Der Elektromotor 658 ist mit dem Rad 636 über eine Antriebswelle 632, die eine Kupplung 626 aufweist, verbunden. Die elektrische Leistung wird von dem Batteriepack 100, der an der Batterieschnittstelle 654 angebracht ist, an den Elektromotor 658 über die elektrische Schaltungseinheit 656 geliefert. Der Elektromotor 658 legt ein Drehmoment an das Rad 636 an und unterstützt den Benutzer beim Schieben der Schubkarre 600. Die o. g. Griffsensoren sind mit der elektrischen Schaltungseinheit 656 verbunden, und die elektrische Schaltungseinheit 656 liefert elektrische Leistung an den Elektromotor 658 nur wenn der Benutzer die Griffe 616 greift. Eine Bewegung der elektrischen Schubkarre 600, die von dem Benutzer nicht beabsichtigt ist, kann folglich verhindert werden. Die elektrische Schaltungseinheit 656 stellt vorzugsweise die elektrische Leistung, die an den Elektromotor 658 geliefert wird, in Antwort auf die Kraft, die von dem Benutzer an die Griffe 616 angelegt wird, ein.
Die elektrische Schubkarre 600 benötigt keinen zugehörigen Batteriepack und kann den Batteriepack 100 des elektrischen Kraftwerkzeugs 200 als Leistungsquelle verwenden. Auf Grund dieser Tatsache kann der Benutzer effizient die elektrischen Batteriepacks 100, die er oder die sie besitzt, in beiden, dem elektrischen Kraftwerkzeug 200 und der Schubkarre 600 verwenden. Da die Batteriepacks 100, die zur Verwendung in dem elektrischen Kraftwerkzeug 200 ausgelegt sind, eine hohe Ausgangsleistung haben, können sie ausreichend als Leistungsquelle für die Schubkarre 600 dienen.
24 zeigt eine modifizierte Schubkarre 602. Wie in 24 gezeigt wird ein Elektromotor 658 vom In-wheel Typ in der Schubkarre 602 verwendet, und der Elektromotor 658 ist in dem Rad 636 integriert ausgebildet. Wenn ein Elektromotor 658 vom In-wheel Typ verwendet wird, kann die Schubkarre 600 in einem Zustand geschoben werden, bei dem die Griffe 616 angehoben sind, ohne dass der Benutzer das Gewicht der Elektromotoren 658 spürt.
(Ausführungsbeispiel 7)
Ein elektrischer Leistungsrasenmäher 700 gemäß dem 7. Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf 25 beschrieben. Der elektrische Leistungsrasenmäher 700 ist ein Typ eines elektrischen Arbeitsfahrzeugs, das zum Schneiden von Gras verwendet wird, und ist ein Beispiel der Elektrovorrichtung mit Rad, die durch die vorliegenden Lehren realisiert wird. Wie in 25 gezeigt, hat der elektrische Leistungsrasenmäher 700 einen Fahrzeugkörper 714, ein Paar von Antriebsrädern 736, die an dem Fahrzeugkörper 714 drehbar bereitgestellt sind, und ein Paar von angetriebenen Rädern 737, die drehbar an dem Fahrzeugkörper 714 bereitgestellt sind.
Eine drehbar abgestützte Schneide 722 und ein Griff 718 sind an dem Fahrzeugkörper 714 bereitgestellt. Die Schneide 722 ist auf der Bodenseite des Fahrzeugkörpers 714 bereitgestellt und schneidet Gras, indem sie rotiert. Ein Griff 716, der von dem Benutzer zu greifen ist, ist an dem Bügelgriff 718 bereitgestellt. Ein Greifsensor 724 zum Detektieren, ob der Benutzer den Griff 716 greift, oder nicht, ist an dem Griff 716 bereitgestellt. Der Benutzer greift den Griff 716 und schiebt den elektrischen Leistungsrasenmäher 700, und das Gras wird durch die Bewegung des elektrischen Leistungsrasenmähers 700 über das Gras geschnitten.
Der elektrische Leistungsmäher 700 enthält ferner eine Batterieschnittstelle 754, eine elektrische Schaltungseinheit 756, die mit der Batterieschnittstelle 754 verbunden ist, und einen Elektromotor 758, der mit der elektrischen Schaltungseinheit 756 verbunden ist. Die Batterieschnittstelle 654 ist im Wesentlichen gleich wie die Batterieschnittstelle 54, wie in 6 ge zeigt, und nimmt entfernbar ein Batteriepack 100 auf, das in dem elektrischen Kraftwerkzeug 200 verwendet wird. Die Batterieschnittstelle 754, die elektrische Schaltungseinheit 756 und der Elektromotor 758 sind in dem Fahrzeugkörper 714 untergebracht.
Der Elektromotor 758 ist mit beiden, den Antriebsrädern 736 und der Schneide 728 über Übertragungsriemen 732a, 732b verbunden. Elektrische Leistung wird von dem Batteriepack 100, der an der Batterieschnittstelle 758 angebracht ist, an den Elektromotor 756 über die elektrische Schaltungseinheit 754 geliefert. Mit anderen Worten, der Elektromotor 758 legt ein Drehmoment an die Schneide 722 und die Antriebsräder 736, und beide drehen die Schneide 722 und unterstützen den Benutzer beim Schieben des elektrischen Leistungsrasenmähers 700. Der oben genannte Griffsensor 724 ist hier mit der elektrischen Schaltungseinheit 756 verbunden, und die elektrische Schaltungseinheit 756 liefert elektrische Leistung an den Elektromotor 758 nur wenn der Benutzer den Griff 716 greift. Eine Bewegung des elektrischen Leistungsrasenmähers 700, die von dem Benutzer nicht beabsichtigt ist, wird folglich verhindert. Die elektrische Leistungseinheit 756 stellt vorzugsweise die elektrische Leistung, die an den Elektromotor 758 geliefert wird, in Antwort auf die Kraft, die von dem Benutzer an den Griff 716 angelegt wird, ein.
Der elektrische Leistungsrasenmäher 700 benötigt keinen zugehörigen Batteriepack und kann die Batteriepacks 100, die mit dem elektrischen Kraftwerkzeug 200 verwendet werden, als Leistungsquelle verwenden. Auf Grund dieser Tatsache kann der Benutzer effizient die elektrischen Batteriepacks 100, die in seinem oder ihrem Besitz sind, in beiden, dem elektrischen Kraftwerkzeug 200 und dem elektrischen Leistungsrasenmäher 700 verwenden. Da die Batteriepacks 100, die zur Verwendung in dem elektrischen Kraftwerkzeug 200 ausgelegt sind, eine hohe Ausgangsleistung haben, können sie ausreichend als Leistungsquelle für den elektrischen Leistungsrasenmäher 700 dienen.
(Ausführungsbeispiel 8)
Ein elektrischer Pflug 800 gemäß dem 8. Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf 26 geschrieben. Der elektrische Pflug 800 ist ein Typ eines elektrischen Arbeitsfahrzeugs, das zur Bearbeitung des Erdbodens verwendet wird, und ist ein Beispiel einer Elektrovorrichtung mit Rad, die durch die vorliegenden Lehren realisiert wird. Man beachte, dass der elektrische Pflug 800 auch als eine Managementvorrichtung bezeichnet wird. Wie in 26 gezeigt hat der elektrische Pflug 800 einen Fahrzeugkörper 814 und ein Paar von Rädern 852, die drehbar an dem Fahrzeugkörper 814 bereitgestellt sind.
Ein drehbar abgestützter Pflugrotor 822 und Bügelgriffe 818 sind an dem Fahrzeugkörper 814 bereitgestellt. Der Pflugrotor 822 ist an dem vorderen Bereich des Fahrzeugkörpers 814 bereitgestellt (linke Seite in 26), und bearbeitet den Erdboden durch Rotation. Die Bügelgriffe 818 erstrecken sich von dem Fahrzeugkörper rückwärtig (die rechte Seite in 26), von dem Benutzer zu ergreifende Griffe 816 sind an dessen Enden bereitgestellt. Griffsensoren (nicht in den Zeichnungen gezeigt) zum Detektieren, ob der Benutzer die Griffe 816 greift, oder nicht, sind an den Griffen 816 bereitgestellt. Der Benutzer greift die Griffe 816 und schiebt den elektrischen Pflug 800, und eine Bearbeitung wird durchgeführt, indem der elektrische Pflug 800 betrieben wird.
Der elektrische Pflug 800 enthält ferner eine Batterieschnittstelle 854, eine elektrische Schaltungseinheit 856, die mit der Batterieschnittstelle 854 verbunden ist, und einen Elektromotor 858, der mit der elektrischen Schaltungseinheit 856 verbunden ist. Die Batterieschnittstelle 654 ist im Wesentlichen gleich, wie die Batterieschnittstelle 54, die in 6 gezeigt ist, und nimmt entfernbar den Batteriepack 100, der in dem elektrischen Kraftwerkzeug 200 verwendet wird, auf. Die Batterieschnittstelle 854, die elektrische Schaltungseinheit 856 und der Elektromotor 858 sind in dem Fahrzeugkörper 814 untergebracht. Eine Abdeckung 852, die zum Anbringen und Entfernen des Batteriepacks 100 geöffnet und geschlossen werden kann, ist an dem Fahrzeugkörper 814 bereitgestellt.
Der Elektromotor 858 ist mit beiden, den Rädern 836 und dem Pflugrotor 822 über die Übertragungsriemen 832a, 832b verbunden. Elektrische Leistung wird von dem Batteriepack 100, der an der Batterieschnittstelle 858 angebracht ist, über die elektrische Schaltungseinheit 854 an den Elektromotor 856 geliefert. Bei diesem Aufbau legt der Elektromotor 858 ein Drehmoment an den Pflugrotor 822 und die Räder 836, und beide drehen und unterstützen den Benutzer beim Schieben des elektrischen Pfluges 800. Die o. g. Griffsensoren sind hier mit der elektrischen Schaltungseinheit 856 verbunden, und die elektrische Schaltungseinheit 856 liefert elektrische Leistung an den Elektromotor 858 nur wenn der Benutzer die Griffe 816 greift. Eine Bewegung des elektrischen Leistungspfluges 800, die von dem Benutzer nicht beabsichtigt ist, kann folglich verhindert werden. Die elektrische Schaltungseinheit 856 stellt hier vor zugsweise die elektrische Leistung, die an den Elektromotor 858 geliefert wird, in Antwort auf die Kraft, die von dem Benutzer an die Griffe 816 angelegt wird, ein.
Der elektrische Pflug 800 benötigt keinen zugehörigen Batteriepack, und kann die Batteriepacks 100, die mit dem elektrischen Kraftwerkzeug 200 verwendet werden, als Leistungsquelle verwenden. Auf Grund dieser Tatsache kann der Benutzer effizient die elektrischen Batteriepacks 100, die er oder die sie besitzt, in beiden, dem elektrischen Kraftwerkzeug 200 und dem elektrischen Pflug 800 verwenden. Da die Batteriepacks 100, die zur Verwendung in dem elektrischen Kraftwerkzeug 200 ausgelegt sind, eine hohe Ausgangsleistung haben, können sie ausreichend als Leistungsquelle für den elektrischen Pflug 800 dienen.
Wie in den obigen Ausführungsbeispielen beschrieben, kann der Batteriepack 100 zur Verwendung in dem elektrischen Kraftwerkzeug 200 effizient als Leistungsquelle verwendet werden zum Antreiben der Räder von verschiedenen Elektrovorrichtungen mit Rad. Mit anderen Worten, wie in 27 gezeigt, der Batteriepack 100, der für verschieden elektrische Kraftwerkzeuge 200 ausgelegt ist, ist nicht nur eine Leistungsquelle zum Antreiben des Werkzeugs dieser elektrischen Kraftwerkzeuge 200, sondern dient auch ausreichend als Leistungsquelle zum Antreiben der Räder verschiedener Elektrovorrichtungen mit Rad 10, 400, 500, 600, 700, 800.
Darüber hinaus haben die Batteriepacks zur Verwendung in den elektrischen Kraftwerkzeugen eine hohe Ausgangsspannung und eine große Ladekapazität, und haben auch eine hervorragende Stoßwiderstandsfähigkeit und Staubwiderstandsfähigkeit. Darüber hinaus können die Batteriepacks mit einem Sensor ausgestattet sein, der die Temperatur der Akkumulatorbatteriezellen detektiert, einen Sensor, der die Spannungen der Akkumulatorbatteriezellen detektiert, eine Steuerung und einen Speicher, und kann diese Information an die Einrichtung, in der er angebracht ist, liefern oder von dieser empfangen. Da die Batteriepacks zur Verwendung in elektrischen Kraftwerkzeugen mit einer großen Anzahl von nützlichen Eigenschaften ausgestattet sind, sind die Batteriepacks nicht auf Elektrovorrichtungen mit Rad beschränkt, und können effizient für andere Typen von Vorrichtungen und Einrichtungen verwendet werden. Speziell können die Batteriepacks effizient in elektrischen Pflügen (auch als Managementvorrichtungen bezeichnet), Luftkompressoren, Wasserpumpen, tragbaren Beleuchtungen, Notstromversor gung für Computer, und Energiespeichereinheiten für Solarbatteriesysteme und Heizkraftsysteme, etc. verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 2008-62814 [0002]

Claims

Elektrovorrichtung mit Rad (10; 400; 500; 600; 602; 700; 800), mit: einem Hauptkörper (14; 414; 514; 614; 714; 814); mindestens einem Rad (36; 436; 536; 636; 736; 836), das durch den Hauptkörper in einer drehbaren Art und Weise abgestützt ist; einem Elektromotor (58; 458; 558; 658; 758; 858), der konfiguriert ist zum Anlegen eines Drehmoments an das mindestens eine Rad; einer Batterieschnittstelle (54; 454; 554; 654; 754; 854), die konfiguriert ist zum entfernbaren Aufnehmen von mindestens einem Batteriepack (100), der ursprünglich als Leistungsquelle für ein elektrisches Kraftwerkzeugs (200) ausgebildet worden ist; und einer elektrischen Schaltungseinheit (56; 456; 556; 656; 756; 856), die konfiguriert ist zum elektrischen Verbinden des mindestens einem Batteriepacks, der an der Batterieschnittstelle angebracht ist, mit dem Elektromotor.
Elektrovorrichtung mit Rad nach Anspruch 1, bei der die Batterieschnittstelle konfiguriert ist zum entfernbaren Aufnahmen einer Mehrzahl von Batteriepacks, die einen ersten Batteriepack (100) und einen zweiten Batteriepack (100) enthalten, von denen jeder ursprünglich als Leistungsquelle des elektrischen Kraftwerkzeugs (200) ausgebildet wurde.
Elektrovorrichtung mit Rad nach Anspruch 2, bei der die elektrische Schaltungseinheit konfiguriert ist, um in der Lage zu sein den ersten und den zweiten Batteriepack (100) parallel mit dem Elektromotor elektrisch zu verbinden, wenn der erste und der zweite Batteriepack an der Batterieschnittstelle angebracht sind.
Elektrovorrichtung mit Rad nach Anspruch 3, bei der die elektrische Schaltungseinheit mit mindestens zwei Schaltbauteilen (80a, 80b, 80c) bereitgestellt und konfiguriert ist, um in der Lage zu sein jeden von dem ersten und zweiten Batteriepack von dem Elektromotor elektrisch zu trennen, durch Ausschalten eines entsprechenden der mindestens zwei Schaltbauteile.
Elektrovorrichtung mit Rad nach Anspruch 2, bei der die elektrische Schaltungseinheit konfiguriert ist, um in der Lage zu sein den ersten und zweiten Batteriepack (100), die an der Batterieschnittstelle angebracht sind, nacheinander mit dem Elektromotor elektrisch zu verbin den.
Elektrovorrichtung mit Rad nach Anspruch 2, bei der die elektrische Schaltungseinheit konfiguriert ist, um in der Lage zu sein den ersten und zweiten Batteriepack in Serie mit dem Elektromotor elektrisch zu verbinden, wenn der erste und zweite Batteriepack an der Batterieschnittstelle angebracht sind, in Serie mit dem Elektromotor.
Elektrovorrichtung mit Rad nach Anspruch 2, bei der die elektrische Schaltungseinheit konfiguriert ist zum: elektrischen Verbinden des ersten Batteriepacks und des zweiten Batteriepacks, die an der Batterieschnittstelle angebracht sind, parallel mit dem Elektromotor, und elektrischen Verbinden des ersten Batteriepacks und des zweiten Batteriepacks, die an der Batterieschnittstelle angebracht sind, in Serie mit dem Elektromotor.
Elektrovorrichtung mit Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Elektrovorrichtung mit Rad ein Elektrofahrrad (10) ist, das ferner aufweist: Pedale (30), die konfiguriert sind, um von einem Benutzer des Elektrofahrrads getreten zu werden; und eine Benutzerkraftübertragung (26, 32, 38), die konfiguriert ist zum mechanischen Verbinden der Pedale mit mindestens einem Rad (36), so dass eine Übertragungskraft, die von dem Benutzer an die Pedale angelegt wird, an das mindestens eine Rad übertragen wird.
Elektrovorrichtung mit Rad nach Anspruch 8, bei der die elektrische Schaltungseinheit (56) konfiguriert ist zum Steuern einer elektrischen Leistungsversorgung von dem mindestens einen Batteriepack (100) an den Elektromotor (58) gemäß der von dem Benutzer an die Pedale (30) angelegten Kraft.
Elektrovorrichtung mit Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Elektrovorrichtung mit Rad ein Transportwagen (400) ist, der Hauptkörper (414) eine Plattform (412) hat, die ausgelegt ist zum Tragen von Gepäck, das mindestens eine Rate ein Paar von Rädern, die koaxial angeordnet sind, enthält; und die Batterieschnittstelle (454) derart angeordnet ist, dass der mindestens eine Batteriepack teilweise zwischen dem Paar von Rädern liegt, wenn mindestens ein Batteriepack an der Batterieschnittstelle angebracht ist.
Elektrovorrichtung mit Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Elektrovorrichtung mit Rad eine Schubkarre (602) mit einem einzelnen Rad (636) ist, und der Elektromotor (658) ein In-Wheel Motor ist, der in das einzelne Rad integriert ist.
Elektrovorrichtung mit Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Elektrovorrichtung mit Rad ein Koffer (500) ist, der Hauptkörper ein Gehäuse (514) ist, das geöffnet und geschlossen werden kann, und das das mindestens eine Rad (536), das durch den Elektromotor (538) angetrieben wird, abstützt, und die Batterieschnittstelle (554) in dem Gehäuse (514), das geöffnet und geschlossen werden kann, derart angeordnet ist, dass der mindestens eine Batteriepack (100) von innerhalb des Gehäuses, das geöffnet und geschlossen werden kann, angebracht und entfernt werden kann.
Elektrovorrichtung mit Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Elektrovorrichtung mit Rad ein elektrischer Rasenmäher (700) mit einer Schneide (722) ist, und der Elektromotor (758) konfiguriert ist zum Anlegen eines Drehmoments an beide, das mindestens eine Rad (736) und die Schneide (722).
Elektrovorrichtung mit Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Elektrovorrichtung mit Rad ein elektrischer Pflug (800) mit einem Bearbeitungsrotor (822) ist, und der Elektromotor (858) konfiguriert ist zum Anlegen eines Drehmoments an beide, das mindestens eine Rad (836) und den Bearbeitungsrotor (822).
Elektrovorrichtung mit Rad nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei der die elektrische Schaltungseinheit konfiguriert ist zum Steuern der elektrischen Leistungsversorgung an den Elektromotor gemäß einer Kraft, die von einem Benutzer an die Elektrovorrichtung mit Rad angelegt wird.