EP3673277A1 - Ascertaining the charge of a battery - Google Patents

Ascertaining the charge of a battery

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EP3673277A1
EP3673277A1 EP18752770.0A EP18752770A EP3673277A1 EP 3673277 A1 EP3673277 A1 EP 3673277A1 EP 18752770 A EP18752770 A EP 18752770A EP 3673277 A1 EP3673277 A1 EP 3673277A1
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EP
European Patent Office
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machine tool
charge
accumulator
time
value
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18752770.0A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Klaus Hauser
David Koscheck
Stefan Mayer
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.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP3673277A1 publication Critical patent/EP3673277A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3828—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC using current integration
    • G—PHYSICS
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    • G01R31/3646—Constructional arrangements for indicating electrical conditions or variables, e.g. visual or audible indicators

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  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
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Abstract

The invention relates to a method for ascertaining a charge value for a system containing a machine tool (1) and at least one battery (12). The at least one battery is used to supply the machine tool with electric energy. The method has the steps of: - detecting a first charge value of an electric charge of the at least one battery at a first point in time; - detecting a current value of an electric current flowing from the at least one battery to the machine tool in order to supply the electric load (7) in the machine tool between a second and a third point in time; - ascertaining a second charge value using the detected current value between a second and a third point in time; and - subtracting the second charge value from the first charge value in order to ascertain a third charge value at the second point in time. The invention also relates to a battery, a machine tool, and a system containing at least one battery and a machine tool for carrying out the method.

Description

Ermitteln der Ladung eines Akkumulators  Determining the charge of a battery
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Ladungswertes für ein System enthaltend eine Werkzeugmaschine sowie wenigstens einen Akkumulator, wobei der wenigstens eine Akkumulator zur Versorgung der Werkzeugmaschine mit elektrischer Energie dient. The present invention relates to a method for determining a charge value for a system comprising a machine tool and at least one accumulator, wherein the at least one accumulator is used to supply the machine tool with electrical energy.
Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Akkumulator sowie eine Werkzeugmaschine zur Durchführung des Verfahrens. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein System enthaltend wenigstens einen Akkumulator sowie eine Werkzeugmaschine zur Durchführung des Verfahrens. Kabellose Werkzeugmaschine können zur Strom- bzw. Energieversorgung mit einem Akkumulator, auch Akku genannt, betrieben werden. Bei der kabellosen Werkzeugmaschine kann es sich beispielsweise um einen Akku-Schrauber, einen Bohrhammer oder dergleichen handeln.  Furthermore, the invention relates to an accumulator and a machine tool for carrying out the method. Moreover, the present invention relates to a system comprising at least one accumulator and a machine tool for carrying out the method. Wireless machine tool can be used for power or energy supply with an accumulator, also called battery. The wireless machine tool can be, for example, a cordless screwdriver, a hammer drill or the like.
Akkumulatoren enthalten für gewöhnlich eine Anzahl an Speicherzellen bzw. Energiespeicherzellen für elektrische Energie. Zur Kontrolle eines Lade- bzw. Entladevorgangs der Speicherzellen, bei dem die Speicherzellen entweder mit einer elektrischen Energie geladen oder die elektrische Energie aus den Speicherzellen genommen wird, verfügt ein moderner Akkumulator über eine Steuerungselektronik zur Regelung und Steuerung verschiedener Vorgänge in dem Akkumulator. Die Speicherzellen werden auch als Akku-Zellen bezeichnet. Akkumulatoren gemäß dem Stand der Technik verfügen häufig aus Kostengründen nicht über eine Vorrichtung, um einem Anwender einer akkubetriebenen Werkzeugmaschine verlässlich den aktuellen Ladungszustand bzw. die noch zur Verfügung stehende Energiemenge des Akkumulators zu jedem Zeitpunkt anzuzeigen.  Accumulators usually contain a number of memory cells or energy storage cells for electrical energy. In order to control a charging or discharging operation of the memory cells, in which the memory cells are either charged with electrical energy or the electrical energy is removed from the memory cells, a modern accumulator has control electronics for controlling and controlling various processes in the accumulator. The memory cells are also referred to as battery cells. For reasons of cost, accumulators according to the prior art often do not have a device for reliably indicating to a user of a battery-powered machine tool the current charge state or the still available energy quantity of the accumulator at any time.
Eine möglichst genaue Erfassung des aktuellen Ladungszustands bzw. der noch gespeicherten Energie- bzw. Ladungsmenge in dem Akkumulator ermöglicht es jedoch dem Anwender besser abzuschätzen, ob geplante Tätigkeiten bzw. Arbeiten mit der akkubetriebenen Werkzeugmaschine mit der Restladung des Akkumulators noch vollständig abgeschlossen werden können oder ob der Akkumulator zunächst aufgeladen werden muss. Gemäß dem Stand der Technik ist es bereits möglich, mit Hilfe der Messung der Leerlaufspannung des Akkumulators den aktuellen bzw. tatsächlichen Ladezustand (d.h. Ladungsmenge bzw. Energiemenge) ermitteln zu können. Diese Messung ist jedoch nur in einem Ruhezustand der Werkzeugmaschine möglich, wenn kein elektrischer Strom von dem Akkumulator zu der Werkzeugmaschine fließt. However, the most accurate possible detection of the current state of charge or the amount of energy or charge stored in the accumulator allows the user to better estimate whether planned activities or work with the battery-powered machine tool with the remaining charge of the accumulator can be completed or if the accumulator must first be charged. According to the prior art, it is already possible with the aid of the measurement of the open circuit voltage of the accumulator to be able to determine the current or actual state of charge (ie amount of charge or amount of energy). However, this measurement is only possible in an idle state of the machine tool when no electric current flows from the accumulator to the machine tool.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Verfahren zur Verfügung zu stellen zum Ermitteln eines Ladungswertes für ein System enthalten eine Werkzeugmaschine sowie wenigstens einen Akkumulator, wobei der wenigstens eine Akkumulator zur Versorgung der Werkzeugmaschine mit elektrischer Energie dient.  The object of the present invention is therefore to provide a method for determining a charge value for a system comprising a machine tool and at least one accumulator, the at least one accumulator serving to supply the machine tool with electrical energy.
Des Weiteren ist es auch Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Akkumulator, eine Werkzeugmaschine sowie ein System enthaltend wenigstens einen Akkumulator sowie eine Werkzeugmaschine zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen, mit denen das vorstehend genannte Problem gelöst werden kann. Furthermore, it is also an object of the present invention to provide an accumulator, a machine tool and a system comprising at least one accumulator as well as a machine tool for carrying out the method with which the above-mentioned problem can be solved.
Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 , 2, 3 und 4. Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch ein Verfahren zum Ermitteln eines Ladungswertes für ein System enthalten eine Werkzeugmaschine sowie wenigstens einen Akkumulator, wobei der wenigstens eine Akkumulator zur Versorgung der Werkzeugmaschine mit elektrischer Energie dient.  The object is achieved in particular by a method for determining a charge value for a system comprising a machine tool and at least one accumulator, wherein the at least one accumulator for supplying the machine tool serves with electrical energy.
Erfindungsgemäß sind für das Verfahren die folgenden Schritte vorgesehen  According to the invention, the following steps are provided for the method
- Erfassen eines ersten Ladungswertes einer elektrischen Ladung des wenigstens einen Akkumulators zu einem ersten Zeitpunkt; Detecting a first charge value of an electric charge of the at least one rechargeable battery at a first time;
- Erfassen eines Stromwertes eines elektrischen Stroms, welcher von dem wenigstens einen Akkumulator zu der Werkzeugmaschine für die Versorgung der elektrischen Verbraucher in der Werkzeugmaschine fließt, zwischen einem ersten und zweiten Zeitpunkt;  Detecting a current value of an electric current flowing from the at least one rechargeable battery to the machine tool for supplying the electrical consumers in the machine tool between a first and a second time;
- Ermitteln eines zweiten Ladungswertes anhand des erfassten Stromwertes zwischen dem ersten und zweiten Zeitpunkt; und Determining a second charge value based on the detected current value between the first and second times; and
- Subtrahieren des zweiten Ladungswerts von dem ersten Ladungswert zum Ermitteln eines dritten Ladungswertes zu dem zweiten Zeitpunkt.  - subtracting the second charge value from the first charge value to determine a third charge value at the second time point.
Hierdurch bzw. insbesondere durch die Ermittlung des dritten Ladungswertes kann der aktuelle bzw. tatsächliche Ladezustand des Akkumulators auch während der Verwendung der akkubetriebenen Werkzeugmaschine, d.h. wenn elektrischer Strom von dem Akkumulator zur Werkzeugmaschine fließt und der Elektromotor der Werkzeugmaschine in Betrieb ist, zuverlässig ermittelt werden. Somit ist der Anwender der akkubetriebenen Werkzeugmaschine jederzeit in der Lage, die im Akkumulator noch gespeicherte Energie für bevorstehende Arbeiten genau einzuschätzen. In this way, or in particular by the determination of the third charge value, the current or actual state of charge of the accumulator can be reliably determined even during use of the battery-powered machine tool, ie when electric current flows from the accumulator to the machine tool and the electric motor of the machine tool is in operation. Thus, the user of the battery-powered machine tool At any time able to accurately estimate the stored energy in the accumulator for upcoming work.
Es ist dabei gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform möglich, dass der erste Ladungswert einer elektrischen Ladung des wenigstens einen Akkumulators auf einem nichtflüchtigen Speicher (Non-Volatile Memory (NVM)) gespeichert wird.  In this case, according to an advantageous embodiment, it is possible for the first charge value of an electrical charge of the at least one rechargeable battery to be stored on a non-volatile memory (NVM).
Der Zeitraum zwischen dem ersten und zweiten Zeitpunkt kann auch als erstes Zeitintervall bezeichnet werden. Der Zeitraum zwischen dem zweiten und dritten Zeitpunkt kann auch als zweites Zeitintervall bezeichnet werden.  The period between the first and second time may also be referred to as the first time interval. The period between the second and third time may also be referred to as the second time interval.
Des Weiteren wird die Aufgabe gelöst durch einen Akkumulator mit einer Werkzeugmaschine verbindbar, welcher zur Durchführung des Verfahrens ausgestaltet ist. Der Akkumulator kann dabei eine Ladungsmessvorrichtung enthalten zum Erfassen eines ersten Ladungswertes einer elektrischen Ladung in dem Akkumulator.  Furthermore, the object is achieved by an accumulator with a machine tool connected, which is designed to carry out the method. The accumulator may include a charge measuring device for detecting a first charge value of an electric charge in the accumulator.
Darüber hinaus wird die Aufgabe gelöst durch eine Werkzeugmaschine zur Durchführung des Verfahrens. Die Werkzeugmaschine kann dabei eine Strommessvorrichtung enthalten zum Erfassen eines Stromwertes eines elektrischen Stroms in der Werkzeugmaschine, welcher von dem wenigstens einen Akkumulator zu der Werkzeugmaschine für die Versorgung der elektrischen Verbraucher in der Werkzeugmaschine fließt. Ferner kann die Werkzeugmaschine einen Prozessor enthalten zum Ermitteln eines zweiten Ladungswertes anhand des erfassten Stromwertes zwischen einem ersten und zweiten Zeitpunkt.  In addition, the object is achieved by a machine tool for carrying out the method. The machine tool may include a current measuring device for detecting a current value of an electric current in the machine tool, which flows from the at least one accumulator to the machine tool for the supply of electrical consumers in the machine tool. Furthermore, the machine tool may include a processor for determining a second charge value based on the detected current value between a first and a second time.
Des Weiteren wird die Aufgabe gelöst durch ein System enthaltend wenigstens einen Akkumulator sowie eine Werkzeugmaschine zur Durchführung des Verfahrens. Furthermore, the object is achieved by a system comprising at least one accumulator and a machine tool for carrying out the method.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren sind verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmässigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Further advantages will become apparent from the following description of the figures. In the figures, various embodiments of the present invention are shown. The figures, the description and the claims contain numerous features in combination. The skilled person will conveniently consider the features individually and summarize meaningful further combinations.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine mit einem erfindungsgemäßen an der Werkzeugmaschine angeschlossenen Akkumulator. Fig. 1 is a sectional view of a machine tool according to the invention with an inventive battery connected to the machine tool.
Ausführungsbeispiele: EXAMPLES
In Figuren 1 ist eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine 1 dargestellt. Die Werkzeugmaschine 1 ist beispielsweise in Form eines Akku-Schraubers ausgestaltet und enthält im Wesentlichen ein Gehäuse 2, ein Handgriff 3, eine Werkzeugaufnahme 4, einen Aktivierungsschalter 5 sowie ein Fussteil 6. FIG. 1 shows a machine tool 1 according to the invention. The machine tool 1 is designed for example in the form of a cordless screwdriver and essentially contains a housing 2, a handle 3, a tool holder 4, an activation switch 5 and a foot part 6.
Im Inneren des Gehäuses 2 ist ein Elektromotor 7, ein Getriebe 8, eine Antriebswelle 9 und eine Abtriebswelle 10 positioniert. Der Elektromotor 7 enthält einen drehbaren Rotor sowie einen Stator und ist über die Abtriebswelle 10 mit dem Getriebe 8 verbunden. Weder der Rotor noch der Stator sind in der Figur dargestellt.  Inside the housing 2, an electric motor 7, a transmission 8, a drive shaft 9 and an output shaft 10 are positioned. The electric motor 7 includes a rotatable rotor and a stator and is connected via the output shaft 10 to the transmission 8. Neither the rotor nor the stator are shown in the figure.
Das Getriebe 8 ist weiterhin über die Antriebswelle 9 mit der Werkzeugaufnahme 4 verbunden. Der Elektromotor 7 dient zum Erzeugen eines Drehmoments, welches über die Abtriebswelle 10, das Getriebe 8 und die Antriebswelle 9 auf die Werkzeugaufnahme 4 übertragen werden kann. Die Werkzeugaufnahme 4 ist an einem vorderen Ende 2a des Gehäuses 2 der Werkzeugmaschine 1 positioniert. Mit der Werkzeugaufnahme 4 kann ein Werkzeug 11 , beispielsweise in Form eines Schraubendreherklinge (auch Bit genannt), aufgenommen und gehalten werden. Die Werkzeugaufnahme 4 überträgt das Drehmoment von der Antriebswelle 9 auf das als Bit ausgestaltete Werkzeug 1 1 , um eine Schraube in einen Werkstoff (z.B. Holz) zu schrauben. Das Werkstoff und die Schraube sind in der Figur nicht dargestellt. The transmission 8 is further connected via the drive shaft 9 with the tool holder 4. The electric motor 7 is used to generate a torque which can be transmitted via the output shaft 10, the gear 8 and the drive shaft 9 to the tool holder 4. The tool holder 4 is positioned at a front end 2a of the housing 2 of the machine tool 1. With the tool holder 4, a tool 11, for example in the form of a screwdriver blade (also called bit), are received and held. The tool holder 4 transmits the torque from the drive shaft 9 to the bit-formed tool 11 to screw a screw into a material (e.g., wood). The material and the screw are not shown in the figure.
Am einem unteren Ende des Gehäuses 2 ist der Handgriff 3 befestigt. Der Handgriff 3 weist insbesondere eine Vorderseite 3a und ein unteres Ende 3b auf. An der Vorderseite 3a ist der Aktivierungsschalter 5 positioniert. Über den Aktivierungsschalter 5 kann ein Anwender der Werkzeugmaschine 1 den Elektromotor 7 und damit das Werkzeug 1 1 zum Drehen bringen. Des Weiteren ist an dem unteren Ende 3b des Handgriffs 3 das Fussteil 6 befestigt. An einem unteren Ende 6a des Fussteils 6 ist wiederum ein Akkumulator 12 (auch Akku genannt) lösbar positioniert.  At a lower end of the housing 2, the handle 3 is attached. The handle 3 has in particular a front side 3a and a lower end 3b. On the front side 3a, the activation switch 5 is positioned. About the activation switch 5, a user of the machine tool 1, the electric motor 7 and thus bring the tool 1 1 to rotate. Furthermore, the foot part 6 is attached to the lower end 3b of the handle 3. At a lower end 6a of the foot part 6, an accumulator 12 (also called a rechargeable battery) is in turn releasably positioned.
Der Akkumulator 12 ist lösbar mit der Werkzeugmaschine 1 verbunden und dient zum Versorgen der Werkzeugmaschine 1 mit elektrischer Energie bzw. mit elektrischem Strom. Der Akkumulator 12 enthält hierzu im Wesentlichen in seinem Inneren eine Anzahl an Energiespeicherzellen 13 (auch Akku-Zellen genannt) sowie eine Steuerung 14. Die Energiespeicherzellen 13 und die Steuerung 14 sind miteinander verbunden. Mit Hilfe der Energiespeicherzellen 13 kann elektrische Energie bzw. eine elektrische Ladung gespeichert und einem Verbraucher zur Verfügung gestellt werden. Die Steuerung 14 des Akkumulators 12 enthält wiederum eine Ladungsmessvorrichtung 15. Die Ladungsmessvorrichtung 15 dient zum Erfassen eines ersten Ladungswertes einer elektrischen Ladung, die in den Energiespeicherzellen 13 gespeichert ist. Der erste Ladungswert entspricht dabei der zur Verfügung stehenden elektrischen Ladung in den Energiespeicherzellen 13 zu einem bestimmten Zeitpunkt. The accumulator 12 is detachably connected to the machine tool 1 and serves to supply the machine tool 1 with electrical energy or with electric current. The accumulator 12 contains for this purpose substantially in its interior a number of energy storage cells 13 (also called battery cells) and a controller 14. The energy storage cells 13 and the controller 14 are connected to each other. With the help of the energy storage cells 13, electrical energy or an electrical charge can be stored and made available to a consumer. The controller 14 of the accumulator 12 in turn contains a charge measuring device 15. The charge measuring device 15 serves for detecting a first charge value of an electrical charge which is stored in the energy storage cells 13. The first charge value corresponds to the available electric charge in the energy storage cells 13 at a specific time.
Die einzelnen Energiespeicherzellen 13 sind über eine obere und untere Zellenhalterung 16, 17 mechanisch und elektrisch mit der Steuerung 14 verbunden, sodass elektrische Energie bzw. elektrischer Strom von den einzelnen Energiespeicherzellen 13 zu der Steuerung 14 fließen kann. Die in der Steuerung 14 enthaltende Ladungsmessvorrichtung 15 misst in Zeitintervallen, d.h. im Abstand von bestimmten Zeitpunkten, die noch in den Energiespeicherzellen 13 gespeicherte elektrische Ladung. Die Werte der gemessenen elektrischen Ladung werden in einem nichtflüchtigen Speicher 30 gespeichert.  The individual energy storage cells 13 are mechanically and electrically connected to the controller 14 via an upper and lower cell holder 16, 17, so that electrical energy or electric current can flow from the individual energy storage cells 13 to the controller 14. The charge measuring device 15 included in the controller 14 measures at time intervals, i. at a distance from certain points in time, the electric charge still stored in the energy storage cells 13. The values of the measured electric charge are stored in a non-volatile memory 30.
Im Inneren des Handgriffs 3 ist eine Steuerungsvorrichtung 18 für die Werkzeugmaschine 1 vorgesehen. Die Steuerungsvorrichtung 18 ist über entsprechende Leitungen 19 mit dem Elektromotor 7, dem Aktivierungsschalter 5 sowie der Steuerung 14 des Akkumulators 12 verbunden. Die Leitungen 19 dienen dabei zum Übertragen von Signalen und elektrischem Strom.  Inside the handle 3, a control device 18 for the machine tool 1 is provided. The control device 18 is connected via corresponding lines 19 to the electric motor 7, the activation switch 5 and the controller 14 of the accumulator 12. The lines 19 serve to transmit signals and electrical power.
Durch ein Bewegen des Aktivierungsschalters 5 in Richtung B kann ein Signal von dem Aktivierungsschalter 5 an die Steuerungsvorrichtung 18 gesendet werden, wodurch die Steuerungsvorrichtung 18 wiederum ein Signal an die Steuerung 14 des Akkumulators 12 sendet. Durch das an die Steuerung 14 gesendete Signal wird elektrische Energie bzw. elektrischer Strom mit einem bestimmten Stromwert von den Energiespeicherzellen 13 zu den elektrischen Verbrauchern der Werkzeugmaschine 1 und insbesondere den Elektromotor 7 gesendet. Um ein Signal entsprechend der Wegstrecke des Aktivierungsschalters 5 in Richtung B an die Steuerungsvorrichtung 18 zu senden, enthält der Aktivierungsschalter 5 ein nicht gezeigtes Potentiometer, auch Poti genannt.  By moving the activation switch 5 in the direction B, a signal from the activation switch 5 can be sent to the control device 18, whereby the control device 18 in turn sends a signal to the controller 14 of the accumulator 12. By the signal sent to the controller 14 electrical energy or electric current is sent with a certain current value of the energy storage cells 13 to the electrical loads of the machine tool 1 and in particular the electric motor 7. In order to send a signal corresponding to the distance of the activation switch 5 in the direction B to the control device 18, the activation switch 5 includes a potentiometer, also called potentiometer, not shown.
Wenn sich der Aktivierungsschalter 5 wieder in Richtung A bewegt, wird ein entsprechendes Signal mit Hilfe des Potentiometers an die Steuerungsvorrichtung 18 gesendet, sodass keine elektrische Ladung bzw. elektrischer Strom mehr von den Energiespeicherzellen 13 zu der Werkzeugmaschine 1 fließt.  When the activation switch 5 moves again in the direction A, a corresponding signal is sent by means of the potentiometer to the control device 18, so that no electric charge or electric current flows more from the energy storage cells 13 to the machine tool 1.
Die Steuerungsvorrichtung 18 enthält des Weiteren eine Strommessvorrichtung 20 sowie einen Prozessor 21.  The control device 18 further includes a current measuring device 20 and a processor 21.
Die Strommessvorrichtung 20 dient zum Erfassen eines Stromwertes eines elektrischen Stroms, welcher von den Energiespeicherzellen 13 zu der Werkzeugmaschine 1 für die Versorgung der elektrischen Verbraucher, insbesondere Elektromotor 7, in der Werkzeugmaschine 1 fließt. Das Erfassen bzw. Messen des Stromwertes erfolgt dabei zwischen einem ersten Zeitpunkt ti und zweiten Zeitpunkt t2 für eine bestimmte Zeitdauer bzw. für ein bestimmtes Zeitintervall. The current measuring device 20 is used for detecting a current value of an electric current, which from the energy storage cells 13 to the machine tool 1 for the supply of electrical load, in particular electric motor 7, flows in the machine tool 1. The detection or measurement of the current value takes place between a first time ti and second time t 2 for a certain period of time or for a certain time interval.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst die aktuelle elektrische Ladung Q(ti) in den Energiespeicherzellen 13 zu einem bestimmten ersten Zeitpunkt ti erfasst. Die Erfassung bzw. die Messung der Ladung Q(ti) erfolgt dabei mittels der Ladungsmessvorrichtung 15 in dem Akkumulator 12. Der Wert der aktuellen elektrischen Ladung Q(ti) wird in dem Speicher 30 gespeichert. Es können dabei auch mehrere Werte der elektrischen Ladung systematisch in dem Speicher 30 gespeichert werden. Der Wert der aktuellen elektrischen Ladung Q(ti) wird über die Leitung 19 von der Steuerung 14 des Akkus 12 zu der Steuerungsvorrichtung 18 der Werkzeugmaschine 1 gesendet. To carry out the method according to the invention, first the current electrical charge Q (ti) in the energy storage cells 13 is detected at a specific first time ti. The detection or the measurement of the charge Q (ti) takes place here by means of the charge measuring device 15 in the accumulator 12. The value of the current electrical charge Q (ti) is stored in the memory 30. Several values of the electrical charge can also be stored systematically in the memory 30. The value of the current electrical charge Q (ti) is sent via the line 19 from the controller 14 of the battery 12 to the control device 18 of the machine tool 1.
Wenn die Werkzeugmaschine 1 in Verwendung ist, d.h. mit Hilfe des Aktivierungsschalters 5 der Elektromotor 7 betreiben wird, fließt elektrischer Strom von den Energiespeicherzellen 13 über die Steuerung 14 des Akkumulators 12, die Leitung 19 und die Steuerungsvorrichtung 18 der Werkzeugmaschine 1 zu dem Elektromotor 7. Der nicht gezeigte Rotor des Elektromotors 7 kann durch den elektrischen Strom in Drehung versetzt werden, um damit ein Drehmoment für das Werkzeug 1 1 zu erzeugen.  When the machine tool 1 is in use, i. With the help of the activation switch 5, the electric motor 7 is operated, electric current flows from the energy storage cells 13 via the controller 14 of the accumulator 12, the line 19 and the control device 18 of the machine tool 1 to the electric motor 7. The rotor, not shown, of the electric motor 7 can the electric current are rotated to produce a torque for the tool 1 1.
Die Strommessvorrichtung 20 der Steuerungsvorrichtung 18 erfasst die Menge des elektrischen Stroms, der in einem ersten Zeitintervall, d.h. zwischen einem ersten Zeitpunkt ti und zweiten Zeitpunkt t2 von den Energiespeicherzellen 13 durch die Steuerung 14 und schließlich zu dem Elektromotor 7 fließt. Mit Hilfe der Gleichungen: The current measuring device 20 of the control device 18 detects the amount of electrical current which flows in a first time interval, ie between a first time ti and second time t 2 from the energy storage cells 13 through the controller 14 and finally to the electric motor 7. With the help of the equations:
Q = I t Q = I t
wobei in which
Q (t3) = gesamte verbleibende elektrische Ladung in den Energiespeicherzellen 13 zum dritten Zeitpunkt; Q (t 3 ) = total remaining electric charge in the energy storage cells 13 at the third time;
Q (ti) = aktuelle elektrische Ladung in den Energiespeicherzellen 13 zum ersten Zeitpunkt;  Q (ti) = current electric charge in the energy storage cells 13 at the first time;
I = Stromstärke in Amper (A bzw. mA) I = amperage (A or mA)
t = Zeit ti bis t2 = Zeitintervall zwischen einem ersten und zweiten Zeitpunkt t = time ti to t 2 = time interval between a first and second time
ist, wird durch den Prozessor 21 die elektrische Ladung als Integral des elektrischen Stroms, der zur Versorgung der elektrischen Verbraucher in der Werkzeugmaschine 1 fließt, über den Zeitintervall, d.h. zwischen dem ersten Zeitpunkt ti und den zweiten Zeitpunkt t2, ermittelt. is, is determined by the processor 21, the electric charge as an integral of the electric current flowing to supply the electrical load in the machine tool 1, over the time interval, ie between the first time ti and the second time t 2 .
Zum Ermitteln der elektrischen Ladung dient die Tatsache, dass die Ladung, die in oder durch einen Körper geflossen ist, das Integral des elektrischen Stromes über der Zeit darstellt.  The electrical charge is determined by the fact that the charge which has flowed into or through a body represents the integral of the electric current over time.
Der Wert der in der Werkzeugmaschine 1 ermittelten elektrischen Ladung wird über die Leitungen 19 von der Steuerungsvorrichtung 18 zu der Steuerung 14 des Akkumulators 12 gesendet. In der Steuerung 14 des Akkumulators 12 wird der Wert der ermitteln Ladung (d.h. das Integral des geflossenen elektrischen Stromes über der Zeit) von dem erfassten Ladung Q(ti) abgezogen (subtrahiert), wodurch die eigentlich in den Energiespeicherzellen 13 noch gespeicherte elektrische Ladung Q (t3) zum Zeitpunkt t3 ermittelt ist. The value of the electrical charge detected in the machine tool 1 is sent via the lines 19 from the control device 18 to the controller 14 of the accumulator 12. In the controller 14 of the accumulator 12, the value of the detected charge (ie, the integral of the electric current over time) is subtracted from the detected charge Q (ti), whereby the electric charge Q actually stored in the energy storage cells 13 (t 3 ) is determined at time t 3 .
An einer Anzeigevorrichtung 40 an dem Akkumulator 12 kann die ermittelte aktuell noch verfügbare elektrische Ladung Q(t3) zum Zeitpunkt t3 angezeigt werden. Der Anwender der Werkzeugmaschine 1 wird somit informiert wieviel elektrische Energie tatsächlich noch mit dem Akkumulator 12 zur Verfügung steht. On a display device 40 on the accumulator 12, the determined currently available electric charge Q (t 3 ) at time t 3 are displayed. The user of the machine tool 1 is thus informed how much electrical energy is actually still available with the accumulator 12.
Es ist gemäß einer weiteren (nicht in den Figuren gezeigten) Ausführungsform auch möglich, dass die Anzeigevorrichtung 40 zur Anzeige der ermittelten aktuell noch in den Energiespeicherzellen 13 verfügbaren elektrischen Ladung Q(t3) zum Zeitpunkt t3 an der Werkzeugmaschine 1 positioniert ist. According to a further embodiment (not shown in the figures), it is also possible for the display device 40 to be positioned on the machine tool 1 at the time t 3 for displaying the determined electrical charge Q (t 3 ) currently still available in the energy storage cells 13.
Darüber hinaus ist es gemäß einer weiteren (nicht in den Figuren gezeigten) Ausführungsform auch möglich, dass die Anzeige der ermittelten aktuell noch in den Energiespeicherzellen 13 verfügbaren elektrischen Ladung Q(t3) zum Zeitpunkt t3 mittels einer drahtlosen Verbindung zu einem externen Anzeigegerät gesendet wird. Bei dem externen Anzeigegerät kann es sich beispielsweise um eine Brille für Augmented Reality, ein Smartphone oder dergleichen handeln.In addition, according to another embodiment (not shown in the figures), it is also possible that the display of the determined electrical charge Q (t 3 ) currently available in the energy storage cells 13 is sent to an external display device at time t 3 by means of a wireless connection becomes. The external display device may be, for example, eyeglasses for augmented reality, a smartphone or the like.
Des Weiteren ist es auch gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren möglich, dass die in der Werkzeugmaschine 1 ermittelte Ladung das Integral des elektrischen Stroms ist, der während eines Applikation, d.h. von Beginn bis zum Ende einer Applikation, verbraucht wird. Mit Applikation ist dabei ein tatsächlicher Arbeitsvorgang mit einer entsprechenden Werkzeugmaschine 1 gemeint, wie z.B. das Bohren eines Lochs, das Einschrauben einer Schraube, das Sägen einer bestimmten Wegstrecke eines Werkstoffs oder dergleichen. Durch das Ermitteln der elektrischen Ladung, die für eine bestimmte Applikation bzw. einen bestimmten Arbeitsvorgang benötigt wird, kann die Anzahl an Applikationen ermittelt und angezeigt werden, die noch mit der tatsächlich vorhandenen elektrischen Ladung Q(t3) in den Energiespeicherzellen 13 ausgeführt werden können. Furthermore, it is also possible in accordance with the method described above for the charge determined in the machine tool 1 to be the integral of the electrical current consumed during an application, ie from the beginning to the end of an application. With application is meant an actual operation with a corresponding machine tool 1, such as drilling a hole, screwing a screw, sawing a certain distance of a material or the like. By determining the electrical charge for a particular application or a certain operation is required, the number of applications can be determined and displayed, which can still be performed with the actual existing electrical charge Q (t 3 ) in the energy storage cells 13.

Claims

Patentansprüche claims
Verfahren zum Ermitteln eines Ladungswertes für ein System enthaltend eine Werkzeugmaschine (1 ) sowie wenigstens einen Akkumulator (12), wobei der wenigstens eine Akkumulator (12) zur Versorgung der Werkzeugmaschine (1 ) mit elektrischer Energie dient, Method for determining a charge value for a system comprising a machine tool (1) and at least one accumulator (12), the at least one accumulator (12) serving to supply the machine tool (1) with electrical energy,
gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte characterized by the following method steps
- Erfassen eines ersten Ladungswertes einer elektrischen Ladung des wenigstens einen Akkumulators (12) zu einem ersten Zeitpunkt (ti);  - detecting a first charge value of an electrical charge of the at least one accumulator (12) at a first time (ti);
- Erfassen eines Stromwertes eines elektrischen Stroms, welcher von dem wenigstens einen Akkumulator (12) zu der Werkzeugmaschine (1 ) für die Versorgung der elektrischen Verbraucher (7) in der Werkzeugmaschine (1 ) fließt, zwischen einem ersten und zweiten Zeitpunkt (ti, t2); Detecting a current value of an electric current which flows from the at least one accumulator (12) to the machine tool (1) for supplying the electrical consumers (7) in the machine tool (1) between a first and second time (ti, t 2 );
- Ermitteln eines zweiten Ladungswertes anhand des erfassten Stromwertes zwischen dem ersten und zweiten Zeitpunkt (ti, t2); und - Determining a second charge value based on the detected current value between the first and second time (ti, t 2 ); and
- Subtrahieren des zweiten Ladungswerts von dem ersten Ladungswert zum Ermitteln eines dritten Ladungswertes zu dem zweiten Zeitpunkt (t2). Subtracting the second charge value from the first charge value to determine a third charge value at the second time point (t 2 ).
Akkumulator (12) mit einer Werkzeugmaschine (1 ) verbindbar zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , Accumulator (12) with a machine tool (1) connectable to carry out the method according to claim 1,
gekennzeichnet durch eine Ladungsmessvorrichtung (15) zum Erfassen eines ersten Ladungswertes einer elektrischen Ladung in dem Akkumulator (12). characterized by a charge measuring device (15) for detecting a first charge value of an electric charge in the accumulator (12).
Werkzeugmaschine (1 ) mit einem Akkumulator (12) verbindbar zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , Machine tool (1) with an accumulator (12) connectable for carrying out the method according to claim 1,
gekennzeichnet durch eine Strommessvorrichtung (20) zum Erfassen eines Stromwertes eines elektrischen Stroms in der Werkzeugmaschine (1 ), welcher von dem wenigstens einen Akkumulator (12) zu der Werkzeugmaschine (1 ) für die Versorgung der elektrischen Verbraucher (7) in der Werkzeugmaschine (1 ) fließt, sowie einen Prozessor (21 ) zum Ermitteln eines zweiten Ladungswertes anhand des erfassten Stromwertes zwischen einem ersten und zweiten Zeitpunkt (ti, t2). characterized by a current measuring device (20) for detecting a current value of an electric current in the machine tool (1), which from the at least one accumulator (12) to the machine tool (1) for the supply of electrical consumers (7) in the machine tool (1 ) and a processor (21) for determining a second charge value based on the detected current value between a first and a second time (ti, t 2 ).
4. System enthaltend wenigstens einen Akkumulator (12) sowie eine Werkzeugmaschine (1 ) zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1. 4. System comprising at least one accumulator (12) and a machine tool (1) for carrying out the method according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001008372A (en) * 1999-06-21 2001-01-12 Japan Storage Battery Co Ltd Electrical apparatus
JP4548179B2 (en) * 2005-03-28 2010-09-22 パナソニック電工株式会社 Electric tool
JP4678284B2 (en) * 2005-11-17 2011-04-27 パナソニック電工株式会社 Electrical equipment
CN201041945Y (en) * 2006-07-13 2008-03-26 上海锐晟五金工具有限公司 Electromotive tool with power indication and charge protection function
CN101153894B (en) * 2006-09-26 2010-09-29 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 Electricity quantity detecting method, electricity quantity detecting system and electronic equipment using the same method
CN101324656B (en) * 2008-07-08 2010-09-08 奇瑞汽车股份有限公司 Method for predicting battery charge electricity
US8614563B2 (en) * 2011-04-08 2013-12-24 GM Global Technology Operations LLC Battery cell state of charge balancing
JP6207127B2 (en) * 2012-07-12 2017-10-04 株式会社マキタ Measuring system
US20140342193A1 (en) * 2013-05-17 2014-11-20 Tenergy Corporation Smart battery system
WO2015061370A1 (en) * 2013-10-21 2015-04-30 Milwaukee Electric Tool Corporation Adapter for power tool devices
DE102013221589A1 (en) * 2013-10-24 2015-04-30 Robert Bosch Gmbh Method for determining the capacity of a battery cell
EP3001497A1 (en) * 2014-09-23 2016-03-30 HILTI Aktiengesellschaft Intelligent charge stop

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