EP2803127A1 - Charging device - Google Patents

Charging device

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Publication number
EP2803127A1
EP2803127A1 EP12713738.8A EP12713738A EP2803127A1 EP 2803127 A1 EP2803127 A1 EP 2803127A1 EP 12713738 A EP12713738 A EP 12713738A EP 2803127 A1 EP2803127 A1 EP 2803127A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
charging
charging device
battery
data
label
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12713738.8A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christian LISTL
Wing Kee CHENG
Yee Ting LEUNG
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CEI Conrad Electronic International (HK) Ltd
Original Assignee
CEI Conrad Electronic International (HK) Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CEI Conrad Electronic International (HK) Ltd filed Critical CEI Conrad Electronic International (HK) Ltd
Publication of EP2803127A1 publication Critical patent/EP2803127A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with provisions for charging different types of batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/441—Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00038—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange using passive battery identification means, e.g. resistors or capacitors
    • H02J7/00043—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange using passive battery identification means, e.g. resistors or capacitors using switches, contacts or markings, e.g. optical, magnetic or barcode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4221—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells with battery type recognition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a charging device for the regulated charging rechargeable batteries or rechargeable batteries comprising a plurality of individual cells, according to the preamble of claim 1, in particular to a charger for rechargeable batteries or batteries of the model building area.
  • a multi-cell, rechargeable battery or battery e.g. Lithium-ion battery or lithium-polymer battery
  • the individual cells have a different charging behavior. This is due to the fact that during use when discharging the cells reach different voltage levels, on the other hand when common charging do not reach the same charging end voltage.
  • a so-called compensation regulator which controls the individual cells during the charging process and monitors the voltages of the individual cells and controls the charging process accordingly.
  • the object of the present invention is to improve the generic charging device with respect to their potential applications.
  • the charging device is equipped with a wireless ID reader, which allows the ID (Identifica- tor / identification) of a equipped with an ID label battery, or a wirelessly read a rechargeable battery and in the charger, a data file for each ID can be generated.
  • the invention allows the user to provide the respective individual battery or the respective individual battery with a recognizable identification and thereby the Lade gravitational behavior of individual batteries or batteries to document. If, for example, the user has different batteries for different purposes, for example in model making or hobby model construction, the invention makes it possible to carry out documentation in a simple manner.
  • the invention provides the additional advantage that the user can already “retrofit” existing batteries or batteries in his inventory in a simple manner due to the use of the ID label and thereby can supply his entire inventory of the formation of data files.
  • the invention also makes it possible to lock the charging device, for example for security reasons, ie to protect against unauthorized access.
  • the invention enables a load and / or unload information database for a plurality of IDs, i. a variety of individual batteries or batteries, generated by the user.
  • the ID tag is an RFID (radio frequency identification) tag and the wireless ID reading device is an RFID reading device.
  • An RFID label is particularly suitable for the present purpose, since these labels are well attachable to batteries or batteries due to their small size.
  • the RFID technology provides comparatively low additional costs, combined with a reliable and inconspicuous read-out option.
  • control unit comprises a logic having the following functions: a lock function that locks the charger in its function, an unlock function that unlocks the charger in its function, the unlock function by matching the ID label to the battery with the ID reader can be activated, z. B. be generated by a software in connection with the logic of the control unit a corresponding mode of operation.
  • the ID reader itself communicates with the charging device with a signal cable or data cable (eg, UART). As a result, signals or data from the ID reading device can be fed into the charging device or vice versa.
  • the ID reading device can also be arranged directly on the charging device, for example as a component integrated in the housing of the charging device.
  • a set function for the user can be offered by the control unit of the charging device according to the invention, which allows the user to specify charging and / or Entladeinformations choir for certain ID's, ie batteries or batteries. So he can z. B. for a particularly sensitive battery or battery specify a particularly favorable charging and / or Entlademo- dus. This can then expediently be selected automatically by the charging device.
  • a load and / or Entladeinformationskorbank be built with a variety of data content, such.
  • different data file diagrams may be generated as well as editable or displayable, such as: B. a capacity-voltage-time diagram for a specific battery or a battery.
  • the charger can advantageously also have a data interface in order to ensure an export of the data from the data file or the data files of the charging device.
  • This may for example be a USB port to connect a PC, a printer, a data storage or the like with the charger.
  • other data output options such. B. Bluetooth, etc., may be provided.
  • the ID tag can be loosely provided to the user so that they can apply the ID tag to an individual battery or battery themselves can.
  • the ID tag is expediently already coordinated in advance with the wireless ID reader to a common functionality.
  • the charging device comprises a first operation mode, in which an identification of the ID of the battery takes place and includes a second operation mode, in which no identification of the ID of the battery takes place, and a selection function between the two modes is provided for the use of the Possibility to use the charging device with a battery or a battery without ID, for example, to read out and document the charging / discharging characteristic of an unidentified battery.
  • This embodiment therefore offers the user an additional advantage.
  • Fig. 1 is a greatly simplified schematic representation of a conventional
  • FIG. 2 is a greatly simplified schematic diagram of a charging device according to an embodiment of the present invention
  • Fig. 3 is a flowchart of the operation of the charging device according to
  • Reference numeral 100 in FIG. 1 describes a conventional charging device for charging a battery 4 having a plurality of cells 5.
  • the cells 5 of the battery 4 are connected in series and ensure in their sum the Asked by the battery 4 available electrical energy.
  • the charging device 100 includes a compensation regulator 6.
  • This is an electrical unit that optimally charging individual cells of corresponding batteries, eg. As lithium-ion batteries or lithium-polymer batteries, as well as a protection against overcharging guaranteed.
  • the compensation regulator 6 is connected to a charging unit 2 in connection.
  • the charging unit 2 applies to the compensating regulator 6 the required charging voltage, which is applied by the compensating regulator 6 in a suitably controlled manner via a detachable charging cable 17 a, 17 b to the battery 4.
  • the compensation regulator 1 is connected to each cell 5 via individual control cables 18.
  • the control cables 18 are used to query and monitor information about the respective charging or Endladeschreib the individual cells 5 by the compensation controller 6.
  • the control of the operation of the charging device 100 is carried out by the control unit 3.
  • the charging device 1 may have a display 8, to which charging information data can be displayed.
  • Fig. 2 shows an embodiment of a charging device 1 according to the present invention.
  • the charging device 1 has an ID reading device, preferably in the form of an RFID reading device 7, which is electrically connected via a data cable 13 to the control unit 3 of the charging device 1.
  • the control unit 3 has a logic 12 and corresponding software in which a plurality of data files 11 are provided.
  • Each battery 4a, 4b is provided with an ID tag, preferably in the form of an RFID tag 10a, 10b, which is tuned with the RFID reader 7. Due to the RFID tag 10a, 10b, the respective battery 4a, 4b has a unique identification (ID), which can be detected wirelessly by the RFID reading device 7. This makes it possible that, for example, based on the representation in FIG. 2, data relating to the rechargeable battery 4a is detected within the control unit 3 or logic 12, stored in the individual data files 11 and provided with a corresponding ID.
  • ID unique identification
  • corresponding data can also be created and assigned in relation to the rechargeable battery 4b.
  • the charging device 1 has a data interface 14, which communicates with the control unit 3 or the individual data files 11 and enables the data to be output. This can be done for example via a USB port 15, which allows a connection of the charging device 1 with a PC 19 or the like, so that the data of the data files 11 of the charging device 1 are read out in a simple manner.
  • a wireless transmitting and / or receiving device 16 for example a Bluetooth port, for transmitting the data to a mobile telephone 20 may also be provided.
  • the charging device 1 comprises a first operation mode in which an identification of the ID of the battery 4 takes place and a second operation mode in which no identification of the ID of the battery 4 is carried out, so that the charging device can also be used for a rechargeable battery 4 or a rechargeable battery without ID.
  • a lock mode or Protection mode provided, which is activated (marked by the word "yes") or not activated (marked by the word "no").
  • the RFID function is also activated in order to unlock the individual functions which are carried out by means of RFID recognition and require a comparison of the RFID label of the battery. If the protection or lock mode is turned off, the charging device can directly exercise the individual functions, but even then the RFID read operation is adjustable.
  • One of the functions allows the display of charging information of the respective battery 4 according to the RFID. Another function performs the charging or discharging operation.
  • the “Profiles” also allow the user to specify a charge / discharge setting that can later be used when charging / discharging a particular battery or rechargeable batteries, as well as individual user settings such as the display Adjustments of the display 8 can be made by means of the RFID read operation, and the charge / discharge behavior of the individual cells 5 of the battery 4 can be read out is connected to the charging device 1.
  • this battery information includes various functions, charging information as well as various profiles.
  • Information about the battery information can be added and edited.
  • This information is z.
  • the function includes the controlled charge or discharge of the rechargeable battery 4.
  • the recharging information contains information data corresponding to the respective RFID.
  • the information data is loading information, voltage peaks, the end voltage, charging time, capacitance and capacitance / voltage / time diagram and the like.
  • the profiles contain the two operation modes, namely the operation mode without RFID and the operation mode with RFID.

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Abstract

The invention relates to a charging device for the controlled charging of rechargeable batteries or accumulators (4), which comprise a plurality of individual cells (4), having the following features: a charging unit (2), by means of which electrical energy can be applied to the individual cells (5) during the charging procedure, a control unit (3), which is used to control the procedure of charging the accumulator (4), a balance controller, which is used to balance the charging and/or discharging of the individual cells (5) of the accumulator in relation to one another, a connection device, which is used to electrically connect the cells (5) to the charging device (1) in a detachable manner, wherein the charging device (1) is equipped with a wireless ID reader, which makes it possible to wirelessly read the ID (identification) of an accumulator (4) equipped with an ID label, and a data file (11) for each ID can be generated in the charging device (1).

Description

BE S CHREIBUNG  DESCRIPTION
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladeeinrichtung für das geregelte Aufla- den von wiederaufladbaren Batterien bzw. Akkus die eine Mehrzahl einzelner Zellen umfassen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere um eine Ladeeinrichtung für wiederaufladbare Batterien oder Akkus des Modellbaubereichs. The present invention relates to a charging device for the regulated charging rechargeable batteries or rechargeable batteries comprising a plurality of individual cells, according to the preamble of claim 1, in particular to a charger for rechargeable batteries or batteries of the model building area.
Technologischer Hintergrund Technological background
In einer aus mehreren Zellen bestehenden, wiederaufladbaren Batterie bzw. eines entsprechenden Akkus, z.B. eines Lithium-Ionen- Akkus oder Lithium-Polymer- Akkus, ist es möglich, dass die einzelnen Zellen ein unterschiedliches Aufladeverhalten aufweisen. Dies liegt zum einen daran, dass während der Nutzung beim Entladen die Zellen unterschiedliche Spannungslagen erreichen, zum anderen beim gemeinsamen Laden nicht die gleiche Lade-Endspannung erreichen. Um eine Schädigung einzelner Zellen aufgrund eines Überladens zu vermeiden, setzt man zum Aufladen derartiger Batterien bzw. Akkus einen sogenannten Ausgleichsregler ein, der die einzelnen Zellen beim Ladevorgang kontrolliert und die Spannungen der einzelnen Zellen überwacht sowie den Ladevorgang entsprechend steuert. In a multi-cell, rechargeable battery or battery, e.g. Lithium-ion battery or lithium-polymer battery, it is possible that the individual cells have a different charging behavior. This is due to the fact that during use when discharging the cells reach different voltage levels, on the other hand when common charging do not reach the same charging end voltage. In order to avoid damage to individual cells due to overcharging, one uses for charging such batteries or rechargeable batteries, a so-called compensation regulator, which controls the individual cells during the charging process and monitors the voltages of the individual cells and controls the charging process accordingly.
Nächstliegender Stand der Technik Nearest prior art
Aus der EP 0 731 545 A2 ist eine Ladeeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Hierbei wird eine Statusfeststellung in Bezug auf die ein- zelnen Zellen eines Akkus vorgenommen, diese angezeigt und das Aufladeverhalten entsprechend gesteuert. From EP 0 731 545 A2 a charging device according to the preamble of claim 1 is known. This is a status determination with respect to the cells of a battery, these are displayed and controlled the charging behavior accordingly.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung Object of the present invention
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die gattungsgemäße Ladeeinrichtung in Bezug auf ihre Einsatzmöglichkeiten zu verbessern. The object of the present invention is to improve the generic charging device with respect to their potential applications.
Lösung der Aufgabe Solution of the task
Die vorstehende Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Ladeeinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Ladeeinrichtung mit einer drahtlosen ID- Leseeinrichtung ausgestattet ist, die es ermöglicht, die ID (Identifika- tor/Identifizierung) eines mit einem ID-Etikett ausgestatteten Akkus, bzw. einer wiederaufladbaren Batterie drahtlos einzulesen und in der Ladeeinrichtung ein Daten-File für jede ID generierbar ist. Die Erfindung ermöglicht es dem Nutzer, den jeweiligen individuellen Akku bzw. die jeweilige individuelle Batterie mit einer wieder erkennbaren Identifizierung zu versehen und hierdurch das Ladebzw. Entladeverhalten individueller Akkus bzw. Batterien zu dokumentieren. Verfügt der Nutzer beispielsweise über verschiedene Akkus zu unterschiedlichen Einsatzzwecken, beispielsweise im Modellbau bzw. Hobbymodellbau, ermöglicht es die Erfindung, eine Dokumentation auf einfache Art und Weise vorzunehmen. Die Erfindung bewirkt den zusätzlichen Vorteil, dass der Nutzer bereits in seinem Bestand befindliche Akkus bzw. Batterien in einfacher Weise aufgrund der Verwendung des ID-Etiketts„nachrüsten" kann und hierdurch seinen gesamten Bestand der Bildung von Datenfiles zuführen kann. Die Erfindung ermöglicht es auch, die Ladeeinrichtung zu sperren, beispielsweise aus Sicherheitsgründen, d.h. vor unbefugtem Zugriff zu schützen. The above object is achieved in the generic charging device according to claim 1, characterized in that the charging device is equipped with a wireless ID reader, which allows the ID (Identifica- tor / identification) of a equipped with an ID label battery, or a wirelessly read a rechargeable battery and in the charger, a data file for each ID can be generated. The invention allows the user to provide the respective individual battery or the respective individual battery with a recognizable identification and thereby the Ladebzw. Discharge behavior of individual batteries or batteries to document. If, for example, the user has different batteries for different purposes, for example in model making or hobby model construction, the invention makes it possible to carry out documentation in a simple manner. The invention provides the additional advantage that the user can already "retrofit" existing batteries or batteries in his inventory in a simple manner due to the use of the ID label and thereby can supply his entire inventory of the formation of data files. The invention also makes it possible to lock the charging device, for example for security reasons, ie to protect against unauthorized access.
In vorteilhafter Weise ermöglicht es die Erfindung, eine Lade- und/oder Entlade- informationsdatenbank für eine Vielzahl von ID's, d.h. eine Vielzahl von einzelnen Akkus bzw. Batterien, durch den Nutzer zu generieren. Advantageously, the invention enables a load and / or unload information database for a plurality of IDs, i. a variety of individual batteries or batteries, generated by the user.
Zweckmäßigerweise handelt es sich bei dem ID-Etikett um ein RFID (radio- frequency-identification)-Etikett und bei der drahtlosen ID-Leseeinrichtung um eine RFID-Leseeinrichtung. Ein RFID-Etikett eignet sich für den vorliegenden Zweck ganz besonders, da diese Etiketten aufgrund ihrer geringen Baugröße gut an Akkus bzw. Batterien anbringbar sind. Darüber hinaus begründet die RFID- Technik vergleichsweise geringe Zusatzkosten, verbunden mit einer zuverlässigen und unauffälligen Auslesemöglichkeit. Expediently, the ID tag is an RFID (radio frequency identification) tag and the wireless ID reading device is an RFID reading device. An RFID label is particularly suitable for the present purpose, since these labels are well attachable to batteries or batteries due to their small size. In addition, the RFID technology provides comparatively low additional costs, combined with a reliable and inconspicuous read-out option.
Dadurch, dass die Steuereinheit eine Logik umfasst, die folgende Funktionen aufweist: eine Sperrfunktion, die die Ladeeinrichtung in ihrer Funktion sperrt, eine Entsperrfunktion, die die Ladeeinrichtung in ihrer Funktion entsperrt, wobei die Entsperrfunktion durch einen Abgleich des ID-Etiketts an der Batterie mit der ID-Leseeinrichtung aktivierbar ist, kann z. B. durch eine Software im Zusammenhang mit der Logik der Steuereinheit eine entsprechende Betriebsweise generiert werden. Characterized in that the control unit comprises a logic having the following functions: a lock function that locks the charger in its function, an unlock function that unlocks the charger in its function, the unlock function by matching the ID label to the battery with the ID reader can be activated, z. B. be generated by a software in connection with the logic of the control unit a corresponding mode of operation.
Die ID-Leseeinrichtung selbst steht mit einem Signalkabel oder Datenkabel (z. B. UART) mit der Ladeeinrichtung in Verbindung. Hierdurch können Signale bzw. Daten von der ID-Leseeinrichtung in die Ladeeinrichtung eingespeist werden oder umgekehrt. Alternativ kann die ID-Leseeinrichtung auch unmittelbar an der Ladeeinrichtung angeordnet sein, beispielsweise als in das Gehäuse der Ladeeinrichtung integriertes Bauteil. Zweckmäßigerweise kann durch die Steuereinheit der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung eine Setfunktion für den Nutzer angeboten werden, die es dem Nutzer ermöglicht, Lade- und/oder Entladeinformationsdaten für bestimmte ID's, d.h. Akkus bzw. Batterien, vorzugeben. So kann er z. B. für einen besonders empfindlichen Akku bzw. Batterie einen besonders günstigen Lade- und/oder Entlademo- dus vorgeben. Dieser kann dann zweckmäßig erweise von der Ladeeinrichtung automatisiert ausgewählt werden. Mittels der Datenfiles kann eine Lade- und/oder Entladeinformationsdatenbank mit verschiedensten Dateninhalten aufgebaut werden, wie z. B. Akkuname, Akkutyp, Anzahl der Zellen pro Akku, Ladeinformationen (Auflade- und/oder Entladeinformationen), Spannungspegel, Endspannung, Ladezeit und/oder Kapazität. Diese Datenfiles liegen zweckmäßigerweise alle ID- spezifiziert vor. The ID reader itself communicates with the charging device with a signal cable or data cable (eg, UART). As a result, signals or data from the ID reading device can be fed into the charging device or vice versa. Alternatively, the ID reading device can also be arranged directly on the charging device, for example as a component integrated in the housing of the charging device. Conveniently, a set function for the user can be offered by the control unit of the charging device according to the invention, which allows the user to specify charging and / or Entladeinformationsdaten for certain ID's, ie batteries or batteries. So he can z. B. for a particularly sensitive battery or battery specify a particularly favorable charging and / or Entlademo- dus. This can then expediently be selected automatically by the charging device. Using the data files, a load and / or Entladeinformationsdatenbank be built with a variety of data content, such. B. Akkuname, battery type, number of cells per battery, charging information (charge and / or discharge information), voltage level, final voltage, charging time and / or capacity. These data files are expediently all ID specified.
Ferner können als Ergebnis von Kombinationen verschiedene Datenfile- Diagramme generierbar sowie editierbar bzw. anzeigbar sein, wie z. B. ein Kapa- zität-Spannungs-Zeit-Diagramm für einen bestimmten Akku bzw. eine Batterie. Furthermore, as a result of combinations, different data file diagrams may be generated as well as editable or displayable, such as: B. a capacity-voltage-time diagram for a specific battery or a battery.
Das Ladegerät kann in vorteilhafter Weise auch über eine Datenschnittstelle verfügen, um einen Export der Daten aus dem Datenfile bzw. den Datenfiles der Ladeeinrichtung zu gewährleisten. Diese kann beispielsweise ein USB-Port sein, um einen PC, einen Drucker, einen Datenspeicher oder dergleichen mit der Ladeeinrichtung zu verbinden. Alternativ oder zusätzlich hierzu können auch noch weitere Datenausgabemöglichkeiten, wie z. B. Bluetooth usw., vorgesehen sein. The charger can advantageously also have a data interface in order to ensure an export of the data from the data file or the data files of the charging device. This may for example be a USB port to connect a PC, a printer, a data storage or the like with the charger. Alternatively or in addition to this, other data output options, such. B. Bluetooth, etc., may be provided.
Das ID-Etikett kann lose dem Nutzer zur Verfügung gestellt werden, so dass die- ser das ID-Etikett an einer individuellen Batterie bzw. Akku selbst aufbringen kann. Das ID-Etikett ist hierbei zweckmäßigerweise vorab bereits mit der drahtlosen ID-Leseeinrichtung auf eine gemeinsame Funktionsfähigkeit abgestimmt. The ID tag can be loosely provided to the user so that they can apply the ID tag to an individual battery or battery themselves can. The ID tag is expediently already coordinated in advance with the wireless ID reader to a common functionality.
Dadurch, dass die Ladeeinrichtung einen ersten Operationsmodus umfasst, bei dem eine Identifizierung der ID der Batterie erfolgt sowie einen zweiten Operationsmodus umfasst, bei dem keine Identifizierung der ID der Batterie erfolgt, und eine Auswahlfunktion zwischen den beiden Modi vorgesehen ist, besteht für die Nutzung die Möglichkeit, die Ladeeinrichtung auch mit einer Batterie bzw. einem Akku ohne ID zu nutzen, beispielsweise um auch hier die Auflade-/Entlade- charakteristik einer nicht identifizierten Batterie auszulesen und zu dokumentieren. Diese Ausgestaltung bietet daher dem Nutzer einen zusätzlichen Vorteil. Characterized in that the charging device comprises a first operation mode, in which an identification of the ID of the battery takes place and includes a second operation mode, in which no identification of the ID of the battery takes place, and a selection function between the two modes is provided for the use of the Possibility to use the charging device with a battery or a battery without ID, for example, to read out and document the charging / discharging characteristic of an unidentified battery. This embodiment therefore offers the user an additional advantage.
Beschreibung der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen Description of the invention with reference to embodiments
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungsfiguren näher erläutert. Es zeigen: An expedient embodiment of the present invention will be explained in more detail below with reference to drawing figures. Show it:
Fig. 1 eine stark vereinfachte schematische Darstellung einer herkömmlichen Fig. 1 is a greatly simplified schematic representation of a conventional
Ladeeinrichtung;  Charger;
Fig. 2 eine stark vereinfachte schematische Darstellung einer Ladeeinrichtung gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung.; Fig. 3 ein Ablaufschema der Funktionsweise der Ladeeinrichtung gemäß FIG. 2 is a greatly simplified schematic diagram of a charging device according to an embodiment of the present invention; Fig. 3 is a flowchart of the operation of the charging device according to
Fig. 2 sowie  Fig. 2 and
Fig. 4 einen beispielhaften Aufbau einer Datenorganisation sowie Datenfiles, die mit der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung generierbar sind. Bezugsziffer 100 in Fig. 1 beschreibt eine herkömmliche Ladeeinrichtung zum Aufladen einer Batterie 4, die eine Mehrzahl von Zellen 5 aufweist. Die Zellen 5 der Batterie 4 sind in Reihe geschaltet und gewährleisten in ihrer Summe die von der Batterie 4 zur Verfügung gestellte elektrische Energie. 4 shows an exemplary structure of a data organization as well as data files that can be generated with the charging device according to the invention. Reference numeral 100 in FIG. 1 describes a conventional charging device for charging a battery 4 having a plurality of cells 5. The cells 5 of the battery 4 are connected in series and ensure in their sum the Asked by the battery 4 available electrical energy.
Die Ladeeinrichtung 100 umfasst einen Ausgleichsregler 6. Hierbei handelt es sich um eine elektrische Einheit, die ein optimales Laden einzelner Zellen von entsprechenden Akkus, z. B. Lithium-Ionen- Akkus oder Lithium-Polymer- Akkus, sowie eine Schutz vor Überladung gewährleistet. The charging device 100 includes a compensation regulator 6. This is an electrical unit that optimally charging individual cells of corresponding batteries, eg. As lithium-ion batteries or lithium-polymer batteries, as well as a protection against overcharging guaranteed.
Der Ausgleichsregler 6 steht mit einer Ladeeinheit 2 in Verbindung. Die Ladeeinheit 2 legt an den Ausgleichsregler 6 die erforderliche Ladespannung an, die vom Ausgleichsregler 6 in entsprechend geregelter Art und Weise über ein lösbares Ladekabel 17a, 17b an die Batterie 4 angelegt wird. Zudem ist der Ausgleichsreg- 1er 6 über einzelne Kontrollkabel 18 mit jeder Zelle 5 verbunden. Die Kontrollkabel 18 dienen dazu, Informationen über den jeweiligen Lade- bzw. Endladezustand der einzelnen Zellen 5 durch den Ausgleichsregler 6 abzufragen und zu überwachen. Die Steuerung des Betriebs der Ladeeinrichtung 100 erfolgt durch die Steuereinheit 3. Die Ladeeinrichtung 1 kann über ein Display 8 verfügen, an dem Ladeinformationsdaten anzeigbar sind. The compensation regulator 6 is connected to a charging unit 2 in connection. The charging unit 2 applies to the compensating regulator 6 the required charging voltage, which is applied by the compensating regulator 6 in a suitably controlled manner via a detachable charging cable 17 a, 17 b to the battery 4. In addition, the compensation regulator 1 is connected to each cell 5 via individual control cables 18. The control cables 18 are used to query and monitor information about the respective charging or Endladezustand the individual cells 5 by the compensation controller 6. The control of the operation of the charging device 100 is carried out by the control unit 3. The charging device 1 may have a display 8, to which charging information data can be displayed.
Fig. 2 zeigt eine Ausgestaltung einer Ladeeinrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Ladeeinrichtung 1 verfügt über eine ID-Leseeinrichtung, vorzugsweise in Form einer RFID-Leseeinrichtung 7, die über ein Datenkabel 13 mit der Steuereinheit 3 der Ladeeinrichtung 1 elektrisch verbunden ist. Fig. 2 shows an embodiment of a charging device 1 according to the present invention. The charging device 1 has an ID reading device, preferably in the form of an RFID reading device 7, which is electrically connected via a data cable 13 to the control unit 3 of the charging device 1.
De Steuereinheit 3 verfügt über eine Logik 12 sowie eine entsprechende Software, in der eine Mehrzahl von Datenfiles 11 vorgesehen sind. Jeder Akku 4a, 4b ist mit einem ID-Etikett, vorzugsweise in Form eines RFID- Etiketts 10a, 10b, versehen, welches mit der RFID-Leseeinrichtung 7 abgestimmt ist. Aufgrund des RFID-Etiketts 10a, 10b besitzt der jeweilige Akku 4a, 4b eine eindeutige Identifizierung (ID), die von der RFID-Leseeinrichtung 7 drahtlos erfassbar ist. Hierdurch wird es möglich, dass, beispielsweise bezogen auf die Darstellung in Fig. 2, Daten in Bezug auf den Akku 4a im Rahmen der Steuereinheit 3 bzw. Logik 12 erfasst, in den einzelnen Datenfiles 11 abgelegt und mit einer entsprechenden ID versehen werden. The control unit 3 has a logic 12 and corresponding software in which a plurality of data files 11 are provided. Each battery 4a, 4b is provided with an ID tag, preferably in the form of an RFID tag 10a, 10b, which is tuned with the RFID reader 7. Due to the RFID tag 10a, 10b, the respective battery 4a, 4b has a unique identification (ID), which can be detected wirelessly by the RFID reading device 7. This makes it possible that, for example, based on the representation in FIG. 2, data relating to the rechargeable battery 4a is detected within the control unit 3 or logic 12, stored in the individual data files 11 and provided with a corresponding ID.
Ebenso können entsprechende Daten auch in Bezug auf den Akku 4b erstellt und zugeordnet werden. Likewise, corresponding data can also be created and assigned in relation to the rechargeable battery 4b.
Die Ladeeinrichtung 1 verfügt über eine Datenschnittstelle 14, die mit der Steuer- einheit 3 bzw. den einzelnen Datenfiles 11 in Verbindung steht und eine Ausgabe der Daten ermöglicht. Dies kann beispielsweise über einen USB-Port 15 erfolgen, der eine Verbindung der Ladeeinrichtung 1 mit einem PC 19 oder dergleichen ermöglicht, so dass die Daten der Datenfiles 11 der Ladeeinrichtung 1 in einfacher Weise ausgelesen werden. The charging device 1 has a data interface 14, which communicates with the control unit 3 or the individual data files 11 and enables the data to be output. This can be done for example via a USB port 15, which allows a connection of the charging device 1 with a PC 19 or the like, so that the data of the data files 11 of the charging device 1 are read out in a simple manner.
Ebenso kann, alternativ oder zusätzlich, auch eine drahtlose Sende- und/oder Empfangseinrichtung 16, beispielsweise ein Bluetooth-Port, zur Übertragung der Daten auf ein Mobiltelefon 20 vorgesehen sein. Aus dem Ablaufschema der Funktionsweise der Ladeeinrichtung gemäß Figur 3 geht hervor, dass die Ladeeinrichtung 1 einen ersten Operationsmodus umfasst, bei dem eine Identifizierung der ID des Akkus 4 erfolgt sowie einen zweiten Operationsmodus, bei dem keine Identifizierung der ID des Akkus 4 erfolgt, so dass die Ladeeinrichtung auch für einen Akku 4 bzw. eine wiederaufladbare Batterie ohne ID nutzbar ist. Für die Operationsmodi ist zunächst ein Sperrmodus bzw. Schutzmodus vorgesehen, der aktivierbar (gekennzeichnet durch das Wort„ja") oder nicht aktivierbar (gekennzeichnet durch das Wort„nein") ist. Ist der Sperrmodus aktiviert, wird auch die RFID-Funktion aktiviert, um die einzelnen Funktionen freizuschalten, welche mittels der RFID-Erkennung erfolgen und einen Ab- gleich des RFID-Etiketts des Akkus voraussetzen. Ist der Schutz- bzw. Sperrmodus ausgeschaltet, kann die Ladeeinrichtung direkt die einzelnen Funktionen ausüben, wobei aber auch dann noch der RFID-Lesebetrieb einstellbar ist. Likewise, as an alternative or in addition, a wireless transmitting and / or receiving device 16, for example a Bluetooth port, for transmitting the data to a mobile telephone 20 may also be provided. From the flow chart of the operation of the charging device according to Figure 3 shows that the charging device 1 comprises a first operation mode in which an identification of the ID of the battery 4 takes place and a second operation mode in which no identification of the ID of the battery 4 is carried out, so that the charging device can also be used for a rechargeable battery 4 or a rechargeable battery without ID. For the operation modes is initially a lock mode or Protection mode provided, which is activated (marked by the word "yes") or not activated (marked by the word "no"). If the lock mode is activated, the RFID function is also activated in order to unlock the individual functions which are carried out by means of RFID recognition and require a comparison of the RFID label of the battery. If the protection or lock mode is turned off, the charging device can directly exercise the individual functions, but even then the RFID read operation is adjustable.
Eine der Funktionen ermöglicht die Anzeige von Ladeinformationen des jeweili- gen Akkus 4 entsprechend der RFID. Eine andere Funktion führt den Lade- bzw. Entladungsvorgang durch. Über die„Profile" ist es außerdem möglich, dass der Nutzer eine Lade-/Entladeeinstellung vorgeben kann, welche dann später bei der Ladung/Entladung eines bestimmten Akkus oder mehrerer Akkus genutzt werden kann. Außerdem können individuelle Benutzereinstellungen wie z. B. die Anzei- geeinstellungen des Displays 8 vorgenommen werden. Mittels des RFID- Lesebetriebs kann das Auflade-/Entl adeverhalten sowie der Ladezustand der einzelnen Zellen 5 des Akkus 4 ausgelesen werden. Ferner ist eine Schnellmessung der Gesamtspannung sowie der individuellen Zellspannung mindestens eines Akkus 4 möglich, der an die Ladeeinrichtung 1 angeschlossen wird. One of the functions allows the display of charging information of the respective battery 4 according to the RFID. Another function performs the charging or discharging operation. The "Profiles" also allow the user to specify a charge / discharge setting that can later be used when charging / discharging a particular battery or rechargeable batteries, as well as individual user settings such as the display Adjustments of the display 8 can be made by means of the RFID read operation, and the charge / discharge behavior of the individual cells 5 of the battery 4 can be read out is connected to the charging device 1.
Wie aus der beispielhaften Darstellung des RFID-Betriebs gemäß Figur 4 hervorgeht, beinhaltet dieser Akkuinformationen, verschiedene Funktionen, Ladeinformationen sowie verschiedene Profile. Hinsichtlich der Akkuinformationen können Informationen hinzugefügt sowie editiert werden. Bei diesen Informationen handelt es sich z. B. um den Namen des jeweiligen Akkus, des Gruppennamens eines bestimmten Akkus, des Akkutyps, der Zellenanzahl des Akkus, um Lade- sowie Entladeinformationen. Unter die Funktion fällt die kontrollierte Ladung bzw. Entladung des Akkus 4. Die Ladein- formation enthält Informationsdaten, die mit der jeweiligen RFID korrespondie- ren, wobei es sich bei den Informationsdaten um Ladeinformationen, Span- nungspeaks, die Endspannung, Ladezeit, Kapazität sowie Kapazität/Spannung/Zeit-Diagramm und dergleichen handelt. Die Profile beinhalten die beiden Operationsmodi, nämlich den Operationsmodus ohne RFID und den Ope- rationsmodus mit RFID. As can be seen from the exemplary representation of the RFID operation according to FIG. 4, this battery information includes various functions, charging information as well as various profiles. Information about the battery information can be added and edited. This information is z. For example, the name of the respective battery, the group name of a particular battery, the type of battery, the number of cells of the battery to charge and discharge information. The function includes the controlled charge or discharge of the rechargeable battery 4. The recharging information contains information data corresponding to the respective RFID. The information data is loading information, voltage peaks, the end voltage, charging time, capacitance and capacitance / voltage / time diagram and the like. The profiles contain the two operation modes, namely the operation mode without RFID and the operation mode with RFID.
BEZ U GSZ EICHE NLIS TE BEZ U GSZ OAK NLIS TE
1 Ladeeinrichtung 1 charging device
2 Ladeeinheit  2 charging unit
3 Steuereinheit  3 control unit
4 Akku  4 battery
5 Zelle  5 cell
6 Ausgleichsregler  6 compensation regulator
7 RFID-Leseeinrichtung  7 RFID reader
8 Display  8 display
9 Touchscreen  9 touch screen
10 RFID-Etikett  10 RFID tag
11 Datenfile  11 data files
12 Logik  12 logic
13 Datenkabel  13 data cables
14 Datenschnittstelle  14 data interface
15 USB-Port  15 USB port
16 drahtlose Sende- und Empfangseinrichtung 16 wireless transmitting and receiving device
17 Ladekabel 17 charging cable
18 Kontrollkabel (Batteriezelle)  18 control cables (battery cell)
19 PC  19 pcs
20 Mobiltelefon  20 mobile phone
100 Ladeeinrichtung (Stand der Technik)  100 charging device (prior art)

Claims

AN SPRU CHE EXPECTATIONS
Ladeeinrichtung für das geregelte Aufladen von wiederaufladbaren Batterien bzw. Akkus (4), die eine Mehrzahl einzelner Zellen (5) umfassen, mit folgenden Merkmalen: Charging device for the controlled charging of rechargeable batteries or accumulators (4), which comprise a plurality of individual cells (5), with the following features:
einer Ladeeinheit a loading unit
(2), mittels der die einzelnen Zellen (5) mit elektrischer Energie während des Ladevorgangs beaufschlagbar sind, (2), by means of which the individual cells (5) can be supplied with electrical energy during the charging process,
einer Steuereinheit (3), die der Steuerung des Vorgangs der Aufladung des Akkus (4) dient, a control unit (3) which is used to control the process of charging the battery (4),
einem Ausgleichsregler (6), der dazu dient, die Aufladung und/oder Entladung der einzelnen Zellen (5) des Akkus untereinander auszugleichen, einer Anschlusseinrichtung, die dazu dient, die Zellen (5) mit der Ladeeinrichtung (1) lösbar elektrisch zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinrichtung (1) mit einer drahtlosen ID-Leseeinrichtung ausgestattet ist, die es ermöglicht, die ID (Identifikation) eines mit einem ID-Etikett ausgestatteten Akkus (4) drahtlos einzulesen und a compensation controller (6), which serves to balance the charging and/or discharging of the individual cells (5) of the battery with one another, a connection device which serves to electrically connect the cells (5) to the charging device (1) in a detachable manner, characterized in that the charging device (1) is equipped with a wireless ID reading device, which makes it possible to wirelessly read the ID (identification) of a battery (4) equipped with an ID label and
in der Ladeeinrichtung (1) ein Daten-File (11) für jede ID generierbar ist. A data file (11) can be generated for each ID in the loading device (1).
Ladeeinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine Lade- und/oder Entladeinformationsdatenbank für eine Mehrzahl von ID's generierbar ist. Ladeeinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem ID-Etikett um ein RFID-Etikett (10) und bei der draht losen ID-Leseeinrichtung um eine RFID-Leseeinrichtung (7) handelt. Charging device according to claim 1, characterized in that a charging and/or discharging information database can be generated for a plurality of IDs. Charging device according to at least one of claims 1 or 2, characterized in that the ID label is an RFID label (10) and the wireless ID reading device is an RFID reading device (7).
Ladeeinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit Charging device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the control unit
(3) eine Logik (12) umfasst, die folgende Funktionen aufweist: (3) comprises logic (12) which has the following functions:
eine Sperrfunktion, die die Ladeeinrichtung (1) in ihrer Funktion sperrt, a locking function that blocks the function of the charging device (1),
eine Entsperrfunktion, die die Ladeeinrichtung (1) in ihrer Funktion entsperrt, wobei an unlocking function that unlocks the function of the charging device (1), whereby
die Entsperrfunktion durch einen Abgleich des ID-Etiketts an dem Akku the unlocking function by comparing the ID label on the battery
(4) mit der ID-Leseeinrichtung aktivierbar ist. (4) can be activated with the ID reading device.
5. Ladeeinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ID-Leseeinrichtung mit einem Signalkabel oder Datenkabel (13) mit der Ladeeinrichtung (1) in Verbindung steht. 5. Charging device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the ID reading device is connected to the charging device (1) with a signal cable or data cable (13).
Ladeeinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ID-Leseeinrichtung unmittelbar an der Ladeeinrichtung (1) angeordnet ist. Charging device according to at least one of the preceding claims 1 - 4, characterized in that the ID reading device is arranged directly on the charging device (1).
Ladeeinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (3) eine Setfunktion aufweist, die es dem Nutzer ermöglicht, Lade- und/oder Entladeinformationsdaten für bestimmte ID's vorzugeben. Charging device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the control unit (3) has a set function which enables the user to specify charging and/or discharging information data for specific IDs.
8. Ladeeinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lade- und/oder Entladeinformationsdatenbank folgende Daten enthält: Akkuname, Akkutyp, Anzahl der Zellen pro Akku und/oder Ladeinformationen (Auflade- und/oder Entladeinformationen). 8. Charging device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the charging and/or discharging information database contains the following data: battery name, battery type, number of cells per battery and/or charging information (charging and/or discharging information).
9. Ladeeinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lade- und/oder Entladeinformationsdatenbank folgende Daten enthält: Ladeinformationen (Auflade- und/oder Entladeinformationen), Spannungspegel, Endspannung, Ladezeit und/oder Kapazität. 9. Charging device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the charging and / or discharging information database contains the following data: charging information (charging and / or discharging information), voltage level, final voltage, charging time and / or capacity.
Ladeeinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Datenfiles (11) ein zwei- oder mehrdimensionales Diagramm generierbar ist. Loading device according to at least one of the preceding claims, characterized in that a two- or multi-dimensional diagram can be generated from the data files (11).
11. Ladeeinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass eine Datenschnittstelle (14) vorgesehen ist, um einen Export der Daten aus dem Daten-File (11) der Ladeeinrichtung (1) zu gewährleisten. 11. Charging device according to at least one of the preceding claims, characterized in that a data interface (14) is provided to ensure an export of the data from the data file (11) of the charging device (1).
Ladeeinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprü che , dadurch gekennzeichnet, dass das ID-Etikett lose vorgesehen ist, welches mit der drahtlosen ID Leseeinrichtung abstimmbar ist, so dass das ID-Etikett vom Nutzer mit ei nem individuellen Akku (4) selbst verbindbar ist. Charging device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the ID label is provided loosely, which can be coordinated with the wireless ID reading device, so that the ID label can be connected by the user to an individual battery (4).
13. Ladeeinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinrichtung (1) einen ersten Operationsmodus umfasst, bei dem eine Identifizierung der ID des Akkus (4) erfolgt sowie einen zweiten Operationsmodus umfasst, bei dem keine Identifizierung der ID des Akkus (4) erfolgt, und eine Auswahlfunktion zwischen den beiden Modi vorgesehen ist. 13. Charging device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the charging device (1) comprises a first operating mode in which the ID of the battery (4) is identified and a second operating mode in which the ID of the battery is not identified (4) takes place and a selection function between the two modes is provided.
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