EP4473608A1 - Elektrofahrrad-batterie mit aktivierungssensor, elektrofahrrad mit einer solchen elektrofahrrad-batterie und verfahren zum betreiben einer elektrofahrrad-batterie - Google Patents

Elektrofahrrad-batterie mit aktivierungssensor, elektrofahrrad mit einer solchen elektrofahrrad-batterie und verfahren zum betreiben einer elektrofahrrad-batterie

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Publication number
EP4473608A1
EP4473608A1 EP23703430.1A EP23703430A EP4473608A1 EP 4473608 A1 EP4473608 A1 EP 4473608A1 EP 23703430 A EP23703430 A EP 23703430A EP 4473608 A1 EP4473608 A1 EP 4473608A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electric bicycle
battery
bicycle battery
activation
sensor
Prior art date
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Pending
Application number
EP23703430.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Oskar Kaufmann
Johannes Biechele
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.)
Porsche eBike Performance GmbH
Original Assignee
Porsche eBike Performance GmbH
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 Porsche eBike Performance GmbH filed Critical Porsche eBike Performance GmbH
Publication of EP4473608A1 publication Critical patent/EP4473608A1/de
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/80—Accessories, e.g. power sources; Arrangements thereof
    • B62M6/90—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
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/488—Cells or batteries combined with indicating means for external visualization of the condition, e.g. by change of colour or of light density
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane

Definitions

  • Electric bicycle battery with an activation sensor electric bicycle with such an electric bicycle battery and method for operating an electric bicycle battery
  • the invention relates to an electric bicycle battery according to patent claim 1.
  • the invention also relates to an electric bicycle with such an electric bicycle battery according to patent claim 6 and a method for operating an electric bicycle battery according to patent claim 7.
  • Electric bicycle batteries (also referred to simply as batteries below) for supplying energy to drive units for electric bicycles are well known from the prior art. When installed on the bicycle, these batteries can usually be controlled via a control unit.
  • the operating unit is arranged, for example, on the handlebars and is connected to the battery. Among other things, the charging status or any error messages from the battery can be queried and visualized via the operating unit.
  • the battery In order to enable communication with the battery when it is removed, it is known, among other things, to equip the battery with a button or pushbutton.
  • the battery can also be switched on when it is removed and detached from the bicycle by means of the push button and e.g. display its charging status or error messages via LEDs.
  • the use of a push button requires at least one electrical feedthrough through the housing. Such a passage is also a potential point of entry for moisture.
  • the housing must be designed in such a way that there is sufficient space for attaching a film into which the push button is integrated and which also has an adhesive edge for cable ducting.
  • the plug which is arranged on the circuit board and is used to contact the pushbutton, takes up a comparatively large amount of space.
  • the arrangement of the pushbutton also determines the arrangement of the circuit board within the housing via the contacting.
  • An electric bicycle battery has a housing and at least one battery cell arranged inside the housing.
  • the housing surrounds the at least one battery cell, in particular from all sides, and is used to protect the at least one battery cell.
  • the electric bicycle battery has a plurality of battery cells and preferably 24 battery cells at 3.6 V each.
  • the battery cells are connected in particular in such a way that 12 battery cells are arranged in series in two parallel strings.
  • the battery cells are in particular of cylindrical design.
  • the electric bicycle battery is in particular a battery with a supply voltage in the low voltage range.
  • the nominal voltage of the electric bicycle battery is in particular below 60 V and is preferably 43 V.
  • At least one activation sensor for detecting an activation action is also arranged inside the housing of the battery.
  • An activation action within the meaning of the invention is an action which serves to “wake up” or activate the battery when it is detached from the bicycle.
  • the battery is in a “deep sleep mode” when it is detached from the bicycle. , in which the battery consumes little or no energy.
  • Concrete activation actions can - as also described in more detail below - include turning, swinging, shaking the battery or be a specific touch, lighting or heating of the housing.
  • the respective activation action is detected via the activation sensor provided for this purpose.
  • the battery can display a current state of charge and/or an error code.
  • the battery has, in particular, a display unit, such as a number of LEDs.
  • a display unit such as a number of LEDs.
  • the advantage of an electric bicycle battery according to the invention is that the activation sensor is only arranged inside the housing. No penetrations through the housing are required.
  • the electric bicycle battery has no push button.
  • the freedom of design for the arrangement of the at least one battery cell in the housing, a control unit or circuit board within the housing and the housing itself is significantly improved by eliminating the push button. Nevertheless, the battery can be activated when it is detached from the bicycle and it is also possible to communicate with the battery "stand alone", i.e. without an external control unit.
  • the activation sensor is arranged in particular on a printed circuit board arranged in the housing.
  • the activation sensor is located on the circuit board for the battery management system.
  • the activation sensor comprises at least one acceleration sensor.
  • a movement of the battery can be detected by means of the acceleration sensor and recognized as an activation action.
  • Such an activation action to be detected by means of an acceleration sensor is, for example, moving the battery, in particular along a defined trajectory.
  • An activation action can be the rotation of the battery by 45° around its own axis.
  • the activation action can also be a shaking movement or another rotation or combination of rotation and lateral movement.
  • the activation sensor comprises a plurality of acceleration sensors which detect the acceleration in all three spatial axes.
  • a piezoelectric acceleration sensor or a micro-electromechanical system (MEMS) is used here as the acceleration sensor.
  • MEMS micro-electromechanical system
  • three acceleration sensors each of which is aligned orthogonally to one another, can be combined in a so-called IMU inertial measurement unit. From the measured values of the IMU recorded by the acceleration sensors, after compensating for the acceleration due to gravity, the linear speed can be determined by integration and the position of the respective IMU relative to a reference point can be determined by integration again.
  • three yaw rate sensors can also be provided. The integration of the three angular velocities determined by the yaw rate sensors provides the orientation of the IMU (tilting) relative to a reference point.
  • the activation sensor can comprise an inductive sensor.
  • An inductive sensor detects when a body part, such as a finger, approaches the activation sensor outside the housing.
  • a fingerprint scanner can be used here, which additionally increases the security of the electric bicycle battery against theft.
  • the activation sensor can also be a light-sensitive sensor that reacts to lighting or shading.
  • An acoustic sensor is also conceivable, with a specific noise such as clapping or a specific word being recorded, for example, which leads to the electric bicycle battery being woken up.
  • the activation sensor is connected to the at least one battery cell and is supplied with energy via this cell. The activation sensor then requires no additional power supply.
  • the electric bicycle battery has at least two modes of operation, a first mode of operation being a deep sleep mode and a second mode of operation being a sleep mode.
  • the battery enters deep sleep mode when the battery is disconnected from the bike and not connected to a controller and/or power supply. In deep sleep mode, the battery uses minimal energy to operate its components.
  • the sleep mode also referred to as idle SoC is a mode that occurs after the battery has been woken up by an activation action and in which the state of charge or an error code, for example, is displayed for a defined time interval.
  • the electric bicycle battery can also have a third operating mode, which is a shipping mode.
  • the shipping mode can be activated for transporting the battery.
  • Shipping mode is characterized by the fact that activation or waking up from shipping mode is only possible with the Connection of an external operating unit and/or external power supply is possible.
  • the activation sensor is deactivated during shipping mode.
  • the shipping mode is intended to prevent vibrations, rotations or handling of the battery occurring during transport or caused by transport from waking up the battery and consuming additional energy.
  • the invention also relates to an electric bicycle with an electric bicycle battery as described above.
  • An electric bicycle also referred to as an e-bike or pedelec
  • the drive unit is supplied with energy from the electric bicycle battery.
  • the battery is detachable from the electric bicycle and can be a separate battery. In this state, the battery then goes into a deep sleep mode.
  • the invention also relates to a method for operating an electric bicycle battery, in particular an electric bicycle battery as described above.
  • operating means activating the battery, deactivating the battery, moving and waking up from a deep sleep mode or possibly other modes, as well as reading a charge status display and/or an error code.
  • the electric bicycle battery is in a removed state, with the battery being detached from a bicycle and having no contact with an operating unit and/or an external power supply.
  • the battery is in a deep sleep mode (first operating mode) and an activation action is detected by means of at least one activation sensor and the electric bicycle battery is, triggered by the activation action, placed in a second operating mode in which the electric bicycle battery has a state of charge and/or displays an error code.
  • the electric bicycle battery has, in particular, various light sources.
  • activation can also take place in the dismantled state by an activation action determined by the activation sensor.
  • the activation action involves moving the electric bicycle battery.
  • the battery is moved along a defined trajectory.
  • the movement of the battery is detected by the activation sensor.
  • a trajectory can be, for example, a 45° rotation of the battery around one of its axes.
  • a rotation around a specific axis of the battery can be specified, or activation can also take place when rotating around one of the three spatial axes.
  • the activation action can be touching a specific activation area.
  • the activation can then be detected in particular via induction.
  • the activation action can be the transmission of an acoustic signal and/or an optical signal.
  • the electric bicycle battery displays the state of charge and/or the error code for a defined period of time (in particular in sleep mode or idle SoC) and is then returned to the first operating mode, the deep sleep mode , staggered.
  • the defined period of time is in particular a few seconds to minutes.
  • the state of charge and/or an error code can be displayed for a period of 10 s to 30 s. The transition to the first operating mode takes place automatically.
  • the electric bicycle battery can have another operating mode in the form of a shipping mode and the electric bicycle battery is only switched out of this operating mode via a connection to an external power supply and/or a control unit and/or by being inserted into the electric bicycle .
  • the shipping mode cannot be terminated by the activation actions described above.
  • FIG. 2 shows a flowchart for waking up an electric bicycle battery.
  • an electric bicycle battery 10 is shown schematically.
  • the electric bicycle battery includes a housing 12 in which at least one battery cell 14 is arranged. Furthermore, an activation sensor 16 for detecting an activation action is arranged inside the housing 12 .
  • the activation sensor 16 includes a plurality of acceleration sensors, which detect an acceleration of the battery 10 in all three spatial directions.
  • the battery 10 is in a detached state from an electric bicycle and is not connected to either an operating unit or an external power supply.
  • the battery 10 is in a first mode of operation: a deep sleep mode.
  • a deep sleep mode To wake up the battery 10 from the deep sleep mode, the embodiment shown here is rotated about an axis A by at least 45° with an activation action. This rotation is detected by the activation sensor 16 and wakes up the battery.
  • a rotation around the longitudinal axis is shown here as an example. However, it is also conceivable that rotations about the vertical axis or transverse axis lead to the battery 10 being activated.
  • step S1 it is first determined that the battery 10 is not in contact with an operating unit and an external power supply, and in step S2 the battery 10 is put into a deep sleep mode.
  • step S3 the activation sensor 16 detects an activation action (J), for example a rotation of the battery 10 as described in connection with FIG Battery 10 in step S4 a state of charge.
  • the battery 10 is then in a second operating state, a sleep mode.
  • step S3 If no activation action is detected (N) in step S3, the battery 10 remains in the deep sleep mode. If it is determined in step S5 that the battery 10 has already been in the sleep mode for a defined time interval (Y), then the battery 10 is automatically switched back to the deep sleep mode.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektrofahrrad-Batterie (10) mit einem Gehäuse (12) und mindestens einer innerhalb des Gehäuses (12) angeordneten Batteriezelle (14), wobei innerhalb des Gehäuses (12) mindestens ein Aktivierungssensor (16) zur Erfassung einer Aktivierungshandlung angeordnet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Elektrofahrrad mit einer Elektrofahrrad-Batterie (10) und ein Verfahren zum Betreiben einer Elektrofahrrad-Batterie (10).

Description

Elektrofahrrad-Batterie mit Aktivierungssensor, Elektrofahrrad mit einer solchen Elektrofahrrad-Batterie und Verfahren zum Betreiben einer Elektrofahrrad-Batterie
Die Erfindung betrifft eine Elektrofahrrad-Batterie gemäß Patentanspruch 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Elektrofahrrad mit einer solchen Elektrofahrrad-Batterie gemäß Patentanspruch 6 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Elektrofahrrad-Batterie gemäß Patentanspruch 7.
Elektrofahrrad-Batterien (im Folgenden auch einfach als Batterie bezeichnet) zur Energieversorgung von Antriebseinheiten für Elektrofahrräder sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Diese Batterien sind in eingebautem Zustand an dem Fahrrad üblicherweise über eine Bedieneinheit ansteuerbar. Die Bedieneinheit ist zum Beispiel an der Lenkstange angeordnet und ist mit der Batterie verbunden. Über die Bedieneinheit sind unter anderem der Ladezustand oder etwaige Fehlermeldungen der Batterie abfragbar und visualisierbar.
Um eine Kommunikation mit der Batterie im ausgebauten Zustand zu ermöglichen, ist es unter anderem bekannt, die Batterie mit einem Knopf oder Drucktaster auszustatten. Mittels des Drucktasters kann die Batterie auch im ausgebauten, vom Fahrrad gelösten Zustand eingeschaltet werden und z.B. über LEDs ihren Ladezustand oder auch Fehlermeldungen anzeigen.
Die Anwendung eines Drucktasters erfordert mindestens eine elektrische Durchführung durch das Gehäuse. Eine solche Durchführung ist zugleich auch eine potenzielle Eintrittsstelle für Feuchtigkeit. Außerdem muss das Gehäuse so ausgebildet sein, dass ausreichend Platz zum Anbringen einer Folie ist, in welche der Druckknopf integriert ist und welche zusätzlich einen Kleberand zur Kabeldurchführung aufweist. Zudem beansprucht der Stecker, welcher auf der Platine angeordnet ist und zur Kontaktierung des Drucktasters dient, vergleichsweise viel Bauraum. Die Anordnung des Drucktasters gibt über die Kontaktierung auch die Anordnung der Platine innerhalb des Gehäuses vor. Die zugrundeliegende Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Elektrofahr- rad-Batterie für ein Fahrrad, ein Elektrofahrrad und ein Verfahren zum Betreiben einer Elektrofahrrad -Batterie zur Verfügung zu stellen, mittels welchen auf möglichst einfache Weise ein Betreiben der Elektrofahrrad-Batterie im ausgebauten Zustand ermöglicht wird.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere Ausführungsformen und Vorteile sind in Zusammenhang mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Eine erfindungsgemäße Elektrofahrrad-Batterie weist ein Gehäuse und mindestens eine innerhalb des Gehäuses angeordnete Batteriezelle auf. Das Gehäuse umgibt die mindestens eine Batteriezelle insbesondere von allen Seiten und dient dem Schutz der mindestens einen Batteriezelle. Insbesondere weist die Elektrofahrrad- Batterie mehrere Batteriezellen und vorzugsweise 24 Batteriezellen ä 3,6 V auf. Die Batteriezellen sind insbesondere derart verschaltet, dass jeweils 12 Batteriezellen seriell angeordnet sind in zwei parallelen Strängen. Die Batteriezellen sind insbesondere zylindrisch ausgebildet. Bei der Elektrofahrrad-Batterie handelt es sich insbesondere um eine Batterie mit einer Versorgungsspannung im Bereich der Niederspannung. Die Nennspannung der Elektrofahrrad-Batterie liegt insbesondere unterhalb von 60 V und beträgt vorzugsweise 43 V.
Innerhalb des Gehäuses der Batterie ist zudem mindestens ein Aktivierungssensor zur Erfassung einer Aktivierungshandlung angeordnet. Eine Aktivierungshandlung im Sinne der Erfindung ist eine Handlung, welche dazu dient, die Batterie in einem vom Fahrrad gelösten Zustand „aufzuwecken" bzw. zu aktivieren. Insbesondere befindet sich die Batterie in diesem vom Fahrrad gelösten Zustand in einem „Deep- Sleep-Modus", in welchem die Batterie keine bzw. kaum Energie verbraucht. Konkrete Aktivierungshandlungen können - wie auch im Folgenden noch näher beschrieben - das Drehen, Schwenken, Schütteln der Batterie umfassen oder eine bestimmte Berührung, Beleuchtung oder Erwärmung des Gehäuses sein. Die jeweilige Aktivierungshandlung wird über den dafür vorgesehenen Aktivierungssensor detektiert. Nach dem „Aufwecken" bzw. der Aktivierung kann die Batterie einen aktuellen Ladezustand und/oder einen Fehlercode anzeigen. Dazu weist die Batterie insbesondere eine Anzeigeeinheit, wie z.B. mehrere LEDs auf. Der Vorteil einer erfindungsgemäßen Elektrofahrrad-Batterie ist, dass der Aktivierungssensor nur innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Es sind keine Durchführungen durch das Gehäuse erforderlich. Die Elektrofahrrad-Batterie ist drucktasterlos. Zudem ist die Gestaltungsfreiheit für die Anordnung der mindestens einen Batteriezelle in dem Gehäuse, einer Steuereinheit bzw. Platine innerhalb des Gehäuses sowie des Gehäuses selbst ist durch den Wegfall des Drucktasters erheblich verbessert. Trotzdem kann die Batterie in einem vom Fahrrad gelösten Zustand aktiviert werden und es ist möglich, mit der Batterie auch „stand alone", also ohne externe Bedieneinheit zu kommunizieren.
Der Aktivierungssensor ist insbesondere auf einer in dem Gehäuse angeordneten Platine angeordnet. Insbesondere ist der Aktivierungssensor auf der Platine für das Batterie- Management-System angeordnet.
In einer praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektrofahrrad-Batterie umfasst der Aktivierungssensor mindestens einen Beschleunigungssensor. Mittels des Beschleunigungssensors kann eine Bewegung der Batterie erfasst werden und als eine Aktivierungshandlung erkannt werden. Eine solche mittels eines Beschleunigungssensors zu erfassende Aktivierungshandlung ist zum Beispiel das Bewegen der Batterie, insbesondere entlang einer definierten Trajektorie. Eine Aktivierungshandlung kann dabei die Drehung der Batterie um 45° um ihre eigene Achse sein. Alternativ kann die Aktivierungshandlung auch eine Schüttelbewegung oder eine andere Drehung oder Kombination aus Drehung und lateraler Bewegung sein. Der Aktivierungssensor umfasst insbesondere mehrere Beschleunigungssensoren, welche die Beschleunigung in alle drei Raumachsen erfassen. Als Beschleunigungssensor dient hier insbesondere ein piezoelektrischer Beschleunigungssensor oder ein mikro-elektromechanisches System (MEMS). Ein solcher Beschleunigungssensor beansprucht besonders wenig Bauraum.
Insbesondere können jeweils drei Beschleunigungssensoren, die jeweils orthogonal zueinander ausgerichtet sind, in einer sogenannten IMU inertial measurement unit, inertiale Messeinheit) zusammengefasst sein. Aus den von den Beschleunigungssensoren erfassten Messwerten der IMU kann nach Kompensation der Erdbeschleunigung, durch Integration die lineare Geschwindigkeit und durch nochmalige Integration die Position der jeweiligen IMU relativ zu einem Referenzpunkt ermittelt werden. Zudem können noch drei Drehraten-Sensoren vorgesehen sein. Die Integration der drei von den Drehratensensoren ermittelten Winkelgeschwindigkeiten liefert die Orientierung der IMU (Verkippung) relativ zu einem Referenzpunkt.
Alternativ oder in Ergänzung dazu kann der Aktivierungssensor einen induktiven Sensor umfassen. Ein induktiver Sensor erfasst, wenn sich ein Körperteil wie z.B. ein Finger dem Aktivierungssensor außerhalb des Gehäuses nähert. Es kann hier insbesondere ein Fingerabdruckscanner verwendet werden, der zusätzlich die Sicherheit der Elektrofahrrad-Batterie gegenüber Diebstahl erhöht.
Bei dem Aktivierungssensor kann es sich auch im einen lichtempfindlichen Sensor handeln, der auf Beleuchtung bzw. Verschattung reagiert.
Auch ein akustischer Sensor ist denkbar, wobei z.B. ein bestimmtes Geräusch, wie ein Klatschen oder ein bestimmtes Wort erfasst wird, welches zu einem Aufwecken der Elektrofahrrad-Batterie führt.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektrofahrrad-Batterie ist der Aktivierungssensor mit der mindestens einen Batteriezelle verbunden und über diese mit Energie versorgt. Der Aktivierungssensor benötigt dann keine zusätzliche Energieversorgung.
Die Elektrofahrrad-Batterie weist mindestens zwei Betriebsmodi auf, wobei ein erster Betriebsmodus ein Deep-Sleep-Modus ist und wobei ein zweiter Betriebsmodus ein Ruhemodus ist. Die Batterie nimmt den Deep-Sleep-Modus ein, wenn die Batterie vom Fahrrad abgekoppelt ist und nicht mit einer Bedieneinheit und/oder einer Stromversorgung verbunden ist. In dem Deep-Sleep-Modus verbraucht die Batterie nur minimale Energie zum Betreiben ihrer Komponenten. Der Ruhemodus (auch als Idle-SoC bezeichnet) ist dabei ein Modus, der im Anschluss an ein Aufwecken der Batterie durch eine Aktivierungshandlung vorliegt und wobei für ein definiertes Zeitintervall z.B. der Ladezustand oder ein Fehlercode angezeigt wird.
Zudem kann die Elektrofahrrad-Batterie noch einen dritten Betriebsmodus aufweisen, welcher ein Shipping-Modus ist. Der Shipping-Modus kann für den Transport der Batterie aktiviert werden. Der Shipping-Modus zeichnet sich dadurch aus, dass eine Aktivierung bzw. ein Aufwecken aus dem Shipping-Modus nur durch das Anschließen einer externen Bedieneinheit und/oder externen Stromversorgung ermöglicht ist. Der Aktivierungssensor ist insbesondere während des Shipping-Modus deaktiviert. Mittels des Shipping-Modus soll verhindert werden, dass während des Transports auftretende bzw. durch den Transport bedingte Vibrationen, Drehungen oder auch Handling der Batterie zu einem Aufwecken der Batterie führen und zusätzlich Energie verbrauchen.
Die Erfindung betrifft auch ein Elektrofahrrad mit einer wie vorstehend beschriebenen Elektrofahrrad-Batterie. Ein Elektrofahrrad (auch als E-Bike oder Pedelec bezeichnet), weist dabei eine Antriebseinheit zur Bereitstellung einer Unterstützungsleistung beim Treten auf. Die Antriebseinheit wird dabei von der Elektrofahrrad-Batterie mit Energie versorgt. Wie vorstehend geschildert, ist die Batterie von dem Elektrofahrrad abnehmbar und kann als separate Batterie vorliegen. In diesem Zustand geht die Batterie dann in einen Deep-Sleep-Modus über.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Elektrofahrrad- Batterie, insbesondere einer wie vorstehend beschriebenen Elektrofahrrad-Batterie. Betreiben heißt hier Aktivierung der Batterie, Deaktivierung der Batterie, das Versetzen und Aufwecken aus einem Deep-Sleep-Modus oder ggf. weiterer Modi, sowie auch ein Ablesen einer Ladezustandsanzeige und/oder eines Fehlercodes.
Die Elektrofahrrad-Batterie liegt dazu in einem ausgebauten Zustand vor, wobei die Batterie von einem Fahrrad gelöst ist und keinen Kontakt zu einer Bedieneinheit und/oder einer externen Stromversorgung hat. Die Batterie befindet sich in einem Deep-Sleep-Modus (erster Betriebsmodus) und mittels mindestens eines Aktivierungssensors wird eine Aktivierungshandlung erfasst und die Elektrofahrrad-Batterie wird, ausgelöst durch die Aktivierungshandlung, in einen zweiten Betriebsmodus versetzt, in welcher die Elektrofahrrad-Batterie einen Ladezustand und/oder einen Fehlercode anzeigt. Die Elektrofahrrad-Batterie weist dafür insbesondere verschiedene Leuchtmittel auf.
Wie vorstehend bereits beschrieben, kann durch eine vom Aktivierungssensor ermittelten Aktivierungshandlung eine Aktivierung auch im ausgebauten Zustand erfolgen. Die Vorteile eines solchen nur innerhalb des Gehäuses angeordneten Aktivierungssensors sind vorstehend bereits beschrieben. Insbesondere handelt es sich bei der Aktivierungshandlung um ein Bewegen der Elektrofahrrad-Batterie. Insbesondere wird die Batterie entlang einer definierten Trajektorie bewegt. Die Bewegung der Batterie wird von dem Aktivierungssensor erfasst. Eines Trajektorie kann z.B. eine Drehung der Batterie um 45° um eine ihrer Achsen sein. Zur Aktivierung kann dabei eine Drehung um eine bestimmte Achse der Batterie festgelegt sein oder es kann auch eine Aktivierung erfolgen, wenn um eine der drei Raumachsen gedreht wird.
Wie auch oben beschrieben, kann die Aktivierungshandlung eine Berührung eines bestimmten Aktivierungsbereiches sein. Die Aktivierung kann dann insbesondere über Induktion erkannt werden. Die Aktivierungshandlung kann alternativ oder ergänzend dazu das Aussenden eines akustisches Signals und/oder eines optischen Signals sein.
In einer praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt die Elektrofahrrad-Batterie den Ladezustand und/oder den Fehlercode für einen definierten Zeitraum an (insbesondere im Ruhemodus oder Idle-SoC) und wird im Anschluss daran wieder in den ersten Betriebsmodus, den Deep-Sleep-Modus, versetzt. Bei dem definierten Zeitraum handelt es sich insbesondere um einige Sekunden bis Minuten. Insbesondere kann der Ladezustand und/oder ein Fehlercode für einen Zeitraum von 10 s bis hin zu 30 s angezeigt werden. Der Übergang in den ersten Betriebsmodus erfolgt automatisch.
Zudem kann die Elektrofahrrad-Batterie einen weiteren Betriebsmodus in Form eines Shipping-Modus aufweisen und die Elektrofahrrad-Batterie wird nur über eine Verbindung mit einer externen Stromversorgung und/oder einer Bedieneinheit und/oder durch ein Einsetzen in das Elektrofahrrad aus diesem Betriebsmodus he raus versetzt. Durch die vorstehend beschriebenen Aktivierungshandlungen kann der Shipping-Modus nicht beendet werden.
Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile sind nachfolgend in Zusammenhang mit den Figuren beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Elektrofahrrad-Batterie in einer schematischen Darstellung,
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm zum Aufwecken einer Elektrofahrrad-Batterie. In Fig. 1 ist eine Elektrofahrrad-Batterie 10 schematisch dargestellt. Die Elektro- fahrrad-Batterie umfasst ein Gehäuse 12, in welchem mindestens eine Batteriezelle 14 angeordnet ist. Ferner ist innerhalb des Gehäuses 12 ein Aktivierungssensor 16 zur Erfassung einer Aktivierungshandlung angeordnet.
Vorliegend umfasst der Aktivierungssensor 16 mehrere Beschleunigungssensoren, welche eine Beschleunigung der Batterie 10 in allen drei Raumrichtungen erfasst.
Die Batterie 10 liegt in einem von einem Elektrofahrrad gelösten Zustand vor und ist weder mit einer Bedieneinheit noch mit einer externen Stromversorgung verbunden. Die Batterie 10 befindet sich in einem ersten Betriebsmodus: einem Deep- Sleep-Modus. Zum Aufwecken der Batterie 10 aus dem Deep-Sleep-Modus wird die hier gezeigte Ausführungsform mit einer Aktivierungshandlung um eine Achse A um mindestens 45° gedreht. Diese Drehung wird von dem Aktivierungssensor 16 erfasst und die Batterie aufgeweckt. Exemplarisch ist hier eine Drehung um die Längsachse gezeigt. Es ist aber auch denkbar, dass Drehungen um die Hochachse oder Querachse zur einer Aktivierung der Batterie 10 führen.
Im Folgenden wird in Verbindung mit Fig. 2 das Verfahren zum Betreiben einer solchen Batterie 10 erläutert.
In Schritt S1 wird zunächst festgestellt, dass die Batterie 10 keinen Kontakt zu einer Bedieneinheit und einer externen Stromversorgung hat und die Batterie 10 wird in Schritt S2 in einen Deep-Sleep-Modus versetzt.
Wird in Schritt S3 vom dem Aktivierungssensor 16 eine Aktivierungshandlung erkannt (J), beispielsweise eine in Verbindung mit Fig. 1 beschriebene Drehung der Batterie 10 (oder auch über eine induktive Erkennung die Annäherung eines Körperteils oder ein optisches oder akustisches Signal), so zeigt die Batterie 10 in Schritt S4 einen Ladezustand an. Die Batterie 10 befindet sich dann ein einem zweiten Betriebszustand, einem Ruhemodus.
Wird in Schritt S3 keine Aktivierungshandlung detektiert (N), so verbleibt die Batterie 10 in dem Deep-Sleep-Modus. Wird in Schritt S5 festgestellt, dass sich die Batterie 10 schon ein definiertes Zeitintervall im Ruhemodus befindet (J), so wird die Batterie 10 automatisch wieder in den Deep-Sleep-Modus versetzt.
Bezugszeichenliste
10 Elektrofahrrad-Batterie (Batterie)
12 Gehäuse 14 Batteriezelle
16 Aktivierungssensor

Claims

Patentansprüche
1. Elektrofahrrad-Batterie mit einem Gehäuse (12) und mindestens einer innerhalb des Gehäuses (12) angeordneten Batteriezelle (14), dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses (12) mindestens ein Aktivierungssensor (16) zur Erfassung einer Aktivierungshandlung angeordnet ist.
2. Elektrofahrrad-Batterie nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivierungssensor (16) mindestens einen Beschleunigungssensor umfasst.
3. Elektrofahrrad-Batterie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivierungssensor (16) einen induktiven Sensor, einen lichtempfindlichen Sensor und/oder einen akustischen Sensor umfasst.
4. Elektrofahrrad-Batterie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivierungssensor (16) mit der mindestens einen Batteriezelle (14) verbunden ist und über die Batteriezelle (14) mit Energie versorgt ist.
5. Elektrofahrrad-Batterie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrofahrrad-Batterie (10) mindestens zwei Betriebsmodi aufweist, wobei ein erster Betriebsmodus ein Deep-Sleep-Modus ist und wobei ein zweiter Betriebsmodus ein Ruhemodus ist.
6. Elektrofahrrad-Batterie nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrofahrrad-Batterie (10) einen dritten Betriebsmodus aufweist, welcher ein Shipping-Modus ist.
7. Elektrofahrrad mit einer Elektrofahrrad-Batterie (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6. Verfahren zum Betreiben einer Elektrofahrrad-Batterie (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrofahrrad-Batterie (10) in einem ausgebauten Zustand vorliegt und sich in einem Deep-Sleep-Modus befindet und wobei mittels mindestens eines Aktivierungssensors (16) eine Aktivierungshandlung erfasst wird und die Elektrofahrrad-Batterie (10), ausgelöst durch die Aktivierungshandlung, in einen zweiten Betriebsmodus versetzt wird, in welcher die Elektrofahrrad-Batterie (10) einen Ladezustand und/oder einen Fehlercode anzeigt. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungshandlung ein Bewegen der Elektrofahrrad-Batterie (10) ist. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungshandlung eine Berührung eines bestimmten Aktivierungsbereiches, ein Aussenden eines akustischen Signals und/oder ein Aussenden eines optischen Signals umfasst. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrofahrrad-Batterie (10) den Ladezustand und/oder den Fehlercode für einen definierten Zeitraum anzeigt und im Anschluss daran wieder in den Deep-Sleep-Modus versetzt wird. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrofahrrad-Batterie (10) einen weiteren Betriebsmodus in Form eines Shipping-Modus aufweist und die Elektrofahrrad-Batterie (10) über eine Verbindung mit einer externen Stromversorgung und/oder einer Bedieneinheit und/oder durch ein Einsetzen in das Elektrofahrrad aus diesem Betriebsmodus he raus versetzt wird.
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