ES2601727T3 - Conjunto de herramienta eléctrica portátil autónoma de potencia - Google Patents

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Abstract

Conjunto de herramienta eléctrica portátil autónoma de potencia, tal como, por ejemplo, podadora, sierra, herramienta cosechadora de frutos, cortacésped, desbrozadora, cortasetos, llave de impacto, martillo taladrador, que comprende al menos tres subconjuntos funcionales distintos, esto es, un primer subconjunto (2) que genera la acción mecánica de la herramienta por medio de un accionador eléctrico unido, al menos durante la utilización de la herramienta, mediante un cordón eléctrico flexible (6), a un segundo subconjunto portátil (3) que constituye la fuente de energía eléctrica del conjunto y que comprende una batería electroquímica recargable, un tercer subconjunto cargador (4) unido, durante la carga, eléctricamente mediante un cordón flexible desconectable (10) al segundo subconjunto y adecuado para efectuar las recargas eléctricas de la batería electroquímica del segundo subconjunto, caracterizado por que la alimentación eléctrica del accionador del primer subconjunto se corta automáticamente cuando la batería alcanza un umbral de tensión bajo perjudicial para su funcionamiento; el segundo subconjunto (3) está provisto, por una parte, de una batería litio-ion o litio-polímero formada mediante asociación de células en serie, estando cada célula compuesta por varios elementos asociados en paralelo y, por otra parte, por uno o por varios módulos eléctricos o electrónicos de gestión de la batería adecuados para llevar a cabo la tarea de protección de la batería de sobreintensidad, este o estos módulos están situados cerca de dicha batería; el tercer subconjunto (4) consiste al menos en una fuente de alimentación eléctrica cuya tensión y corriente están adaptadas para la recarga de la batería litio-ion o litio polímero (5).

Description

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DESCRIPCION
Conjunto de herramienta electrica portatil autonoma de potencia
La presente invencion se refiere al campo de los aparatos e instrumentos con fuentes de energfa autonomas, mas particularmente a las herramientas electroportatiles de potencia autonomas y tiene como objeto un conjunto de herramienta del tipo anteriormente citado con batena de litio-ion o litio polfmero.
En la presente, se entiende por “herramienta” de manera general un aparato o instrumento adecuado para facilitar la accion ffsica de un operario en la ejecucion de una tarea material o para ejecutar dicha tarea bajo el control del operario. Por “conjunto de herramienta” se entiende una herramienta con su fuente de energfa electrica y recargable autonoma y el medio de alimentacion de esta ultima.
Se pueden citar como herramientas ya realizadas por el depositante: las podadoras electronicas para la poda de los arboles frutales y de la vid, los sujetadores de vegetales y las herramientas de cosecha de frutos.
Se pueden citar igualmente, de forma no limitativa, a tttulo de herramientas del genero anteriormente citado y realizadas siguiendo unas tecnologfas similares: las sierras, las cortadoras de cesped, las desbrozadoras, los cortasetos, las llaves de impactos, los martillos picadores.
Estos conjuntos de herramientas electroportatiles de potencia se distinguen sustancialmente de las herramientas comparables accionadas por unas fuentes de energfa hidraulica, neumatica o electrica por el hecho de que son autonomas e independientes de cualquier fuente de energfa exterior, lo que permite que el operario este completamente libre en sus movimientos. Tambien se distinguen de las herramientas portatiles autonomas accionadas mediante motor termico, por la ausencia de contaminacion, de malos olores, de vibraciones y de ruido durante su funcionamiento y por su fiabilidad de utilizacion.
Por otra parte, esta demostrado que el uso de estos conjuntos de herramientas genera un confort de utilizacion sin precedente, debido a su funcionamiento silencioso y su ligereza.
Unos conjuntos de herramientas electricas portatiles autonomas de potencia de este tipo comprenden por lo general al menos tres subconjuntos funcionales distintos, esto es, un primer subconjunto que hace de accionador electrico y que genera la accion mecanica de la herramienta, un segundo subconjunto que hace de fuente de energfa electrica y que comprende sustancialmente una batena electroqmmica recargable y un tercer subconjunto que hace de cargador adecuado para efectuar la recarga de la batena.
Un conjunto de este tipo se muestra mediante el documento EP 291131.
La aparicion y el desarrollo de estos conjuntos de herramientas estan relacionados principalmente con dos factores tecnicos:
- por una parte, la llegada al mercado de nuevos tipos de batena que tienen una mejor relacion capacidad/peso,
- por otra parte, el desarrollo de las tecnologfas de los motores electricos con muy alto rendimiento.
Las batenas actualmente utilizadas en los conjuntos de herramientas citados como ejemplo son del tipo mquel cadmio o del tipo mquel metal hidruro. Tienen una capacidad energetica de aproximadamente 30 a 50 vatio-hora por kilo.
Sabiendo que un operario tiene, de acuerdo en concreto con las recomendaciones oficiales, una capacidad de porte sobre la espalda, en bandolera o a la cintura, de 4 kg maximo para un trabajo continuo en la jornada, se deduce de ello que con las tecnicas actuales mquel cadmio y mquel metal hidruro, la capacidad total de la batena portada por el operario estara comprendida entre l2o y 200 vatio-hora.
Esta capacidad no siempre es suficiente para proporcionar a los conjuntos de herramientas electroportatiles autonomas de potencia, la energfa necesaria para trabajar una media jornada, ni a fortifiori una jornada continua.
Por lo tanto, existe una necesidad y una demanda efectiva de unas batenas que tengan una relacion capacidad/peso mas eficaz, para permitir extender el campo de aplicacion de las herramientas electroportatiles autonomas de potencia, teniendo en cuenta sus ventajas y cualidades anteriormente citadas.
Con esta finalidad, la invencion tiene por objeto utilizar la tecnologfa emergente de las batenas litio-ion y litio polfmero en el contexto de las herramientas electroportatiles autonomas y de potencia.
De hecho, aunque estas batenas se utilizan actualmente de manera frecuente en los telefonos moviles, camaras de video y ordenadores portatiles, todavfa no se utilizan en las aplicaciones de herramientas electroportatiles, en concreto profesionales, teniendo en cuenta las dificultades encontradas en su implementacion en las aplicaciones de
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fuerte potencia y de gran autonomna. Ahora bien, ofrecen a dfa de hoy unas relaciones capacidad/peso de 150 a 220 vatio-hora por kilo, lo que permitina triplicar, incluso cuadruplicar la potencia o la duracion de utilizacion de estas herramientas electroportatiles, con respecto a sus posibilidades actuales con las batenas mquel cadmio o mquel metal hidruro.
Procede senalar que, teniendo en cuenta la demanda de potencia, la utilizacion de las batenas litio-ion y litio polfmero en la aplicacion de las herramientas electroportatiles de potencia necesita el suministro de tensiones elevadas.
De hecho, los elementos litio-ion y litio polfmero no pueden por naturaleza dispensar una corriente demasiado importante y necesitan por este hecho el acoplamiento de los elementos de base en serie, para obtener unas tensiones elevadas, que permiten por este medio el suministro de potencias consecuentes a pesar de una corriente limitada.
De esta manera, para la formacion de batenas que dispensan unas potencias electricas adaptadas a unas aplicaciones en las herramientas portatiles autonomas de potencia, respetando al mismo tiempo la legislacion en vigor en materia de tension de utilizacion y suministrando unas tensiones de trabajo utiles, procede realizar unos acoplamientos en serie de numerosos elementos o de numerosas celulas, agrupando cada una de estas ultimas unos elementos de este tipo en paralelo.
Se entiende por “elemento” un acumulador de energfa electrica individual. Los elementos de base litio-ion o litio polfmero se fabrican industrialmente siguiendo unos formatos estandarizados adaptados para las aplicaciones; se producen en muy grandes cantidades, a unos precios muy competitivos. De manera ventajosa, pero no limitativa, los elementos de la batena litio-ion del segundo subconjunto descrito en lo que sigue de la presente exposicion, estan en el formato comercial 18650 que ofrece la mejor relacion capacidad/precio. Estos elementos estan, por regla general, equipados con sistemas de seguridad internos que permiten una utilizacion en unas batenas de fuerte capacidad, con total seguridad.
De ello resultan unas dificultades importantes de control y/o de gestion de unas batenas de este tipo con componentes multiples, que no se han resuelto a dfa de hoy.
De hecho, en las aplicaciones citadas anteriormente (telefonos moviles, camaras de video y ordenadores portatiles) las batenas incluyen por lo general como mucho, cuatro elementos o celulas asociados en serie, cuyo control de carga y de descarga es poco complejo y relativamente comodo de implementar.
La finalidad de la presente invencion es encontrar una solucion para el problema expuesto mas arriba.
La presente invencion se refiere a un conjunto de herramienta electrica portatil siguiendo la reivindicacion 1.
Para ello, la presente invencion se refiere a un conjunto de herramienta electrica portatil autonoma de potencia del tipo anteriormente citado, es decir, que incluye al menos los tres subconjuntos funcionales mencionados anteriormente, estando dicho conjunto de herramienta caracterizado por que el primer subconjunto esta, por una parte, unido, al menos durante la utilizacion de la herramienta, al segundo subconjunto, mediante un cordon electrico flexible y, por otra parte, por que la alimentacion electrica del accionador que lo constituye puede ser cortada automaticamente y/o a voluntad por el operario, el segundo subconjunto es portatil e incluye, por una parte, una batena litio-ion o litio polfmero formada mediante asociacion de celulas en serie, estando cada celula compuesta por varios elementos en paralelo y, por otra parte, uno o varios modulos electricos o electronicos de control y/o de gestion de la batena, estos modulos estan situados cerca de dicha batena, el tercer subconjunto cargador consiste al menos en una fuente de alimentacion electrica cuya tension y corriente estan adaptadas para la recarga de la batena litio-ion o litio polfmero; este tercer subconjunto esta unido electricamente mediante un cordon flexible desconectable al segundo subconjunto.
A efectos de descripcion de la invencion reivindicada, se senala que se entiende por “modulo” una unidad funcional electrica, electromecanica o electronica que participa en las funciones del segundo subconjunto.
La presente invencion se comprendera mejor, gracias a la descripcion de a continuacion, que esta relacionada con varios modos de realizacion preferentes, dados a tttulo de ejemplos no limitativos, y explicados con referencia a los dibujos esquematicos adjuntos, en los que:
la figura 1 es una vista en perspectiva de un conjunto de herramienta segun la invencion, con la forma de una podadora, durante una fase de carga.
La figura 2 es una vista en perspectiva del conjunto de herramienta de la figura 1 durante una utilizacion por un operario.
La figura 3 es un esquema sinoptico de una realizacion no limitativa de la herramienta en el que el primer subconjunto esta equipado con un dispositivo de corte automatico de tension baja minima de su alimentacion electrica que viene del segundo subconjunto al que esta conectado durante la utilizacion de la herramienta.
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La figura 4 es un esquema sinoptico de una realizacion no limitativa del conjunto de herramienta en el que el segundo subconjunto esta equipado con un modulo de corte automatico de tension baja minima de la alimentacion electrica del primer subconjunto al que esta conectado durante la utilizacion de la herramienta.
La figura 5 es un esquema sinoptico de una realizacion no limitativa de la herramienta en el que el segundo subconjunto esta equipado con un modulo de corte automatico de la carga de tension alta maxima de su alimentacion electrica, estando este conectado al tercer subconjunto cargador.
La figura 6 es un esquema sinoptico de una realizacion no limitativa de la herramienta en el que el segundo subconjunto esta equipado con un modulo de corte automatico de la carga de corriente baja de su alimentacion electrica, estando este conectado al tercer subconjunto cargador.
La figura 7 es un esquema sinoptico de una realizacion no limitativa de la herramienta en el que el tercer subconjunto cargador esta equipado con un dispositivo de corte automatico de la carga de tension alta maxima de la alimentacion electrica del segundo subconjunto.
La figura 8 es un esquema sinoptico de una realizacion no limitativa de la herramienta en el que el tercer subconjunto cargador esta equipado con un dispositivo de corte automatico de la carga de corriente baja minima de la alimentacion electrica del segundo subconjunto.
La figura 9 es un esquema sinoptico de una realizacion no limitativa de la herramienta en el que el segundo subconjunto esta equipado con uno o con varios modulos adecuados para realizar las siguientes funciones: a) el corte de tension baja minima de la alimentacion electrica del primer subconjunto cuando el operario utiliza el primer subconjunto, b) el corte automatico de la carga de tension alta maxima y c) el corte automatico de la carga de corriente baja minima cuando el segundo subconjunto esta unido al tercer subconjunto durante la operacion de carga, d) la proteccion contra los cortocircuitos, e) la puesta fuera de consumo o muy escaso consumo de la batena durante el penodo de no utilizacion del primer subconjunto, f) la parada de la carga a temperatura excesiva.
La figura 10 es un esquema sinoptico del segundo subconjunto funcional que forma parte del conjunto de herramienta.
La figura 11 es un esquema electronico de principio de ciertos elementos constitutivos del segundo subconjunto representado en la figura 10.
La figura 12 es el algoritmo esquematico de un metodo de carga particularmente eficaz.
Como lo muestran las figuras 1 y 2, el conjunto de herramienta electrica portatil autonoma de potencia 1 comprende al menos tres subconjuntos funcionales distintos 2, 3 y 4, esto es, un primer subconjunto 2 que hace de accionador electrico y que genera la accion mecanica de la herramienta, un segundo subconjunto 3 que hace de fuente de energfa electrica y que comprende sustancialmente una batena electroqmmica litio-ion o litio polfmero recargable 5 y un tercer subconjunto 4 que hace de cargador adecuado para efectuar la recarga de la batena 5.
De conformidad con la invencion, el primer subconjunto 2 esta, por una parte, unido al menos durante la utilizacion de la herramienta al segundo subconjunto 3 mediante un cordon electrico flexible 6 y, por otra parte, esta provisto de un sistema de corte que permite el corte de la alimentacion electrica del accionador 7 que lo constituye, automaticamente y/o a voluntad por el operario.
El accionador electrico del primer subconjunto 2 puede estar, por ejemplo, constituido por un motor electrico de corriente continua con escobillas, o por un motor electrico sincronico trifasico sin escobillas, con sensores de posicion, o por un motor sincronico trifasico sin escobillas ni sensores de posicion.
El segundo subconjunto 3 es portatil por el operario y esta constituido, por una parte, por una batena electroqmmica 5 litio-ion o litio polfmero formada mediante asociacion de celulas 8 en serie, estando cada celula compuesta por varios elementos 9 asociados en paralelo y, por otra parte, por uno o por varios modulos electricos o electronicos de control y/o de gestion de la batena, estos modulos estan situados cerca de dicha batena. Estan, por ejemplo, fijados sobre el soporte de la batena y en el interior de la carcasa que envuelve al segundo subconjunto 3. Tambien pueden estar integrados directamente en la carcasa del segundo subconjunto 3, por ejemplo, mediante aprisionamiento.
Situando el o los modulos cerca inmediatamente de la batena 5, las conexiones y el cableado se hacen mas comodos y menos fragiles y las senales de medida y de mando estan menos expuestas a alteraciones, perdidas o parasitos y menos sometidas a derivadas, por el hecho de una distancia de transmision reducida.
Segun unos modos interesantes de implementacion de la invencion:
- un modulo de entre el o los modulos electricos o electronicos de control y/o de gestion de la batena que equipa el segundo subconjunto esta configurado para la funcion de corte automatico de la alimentacion electrica del primer subconjunto cuando la tension de la batena ha alcanzado un nivel bajo mmimo antes del deterioro de la batena litio-ion o litio polfmero que equipa el segundo subconjunto, por perdida significativa de capacidad y aumento de la autodescarga;
- un modulo de entre el o los modulos electricos o electronicos de control y/o de gestion de la batena que equipa el segundo subconjunto esta configurado para la funcion de corte automatico de la carga electrica de la batena cuando la tension dispensada por el tercer subconjunto cargador al que esta unido ha alcanzado un valor maximo antes del deterioro de la batena litio-ion o litio polfmero que equipa el segundo subconjunto, por perdida
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significativa de capacidad y aumento de la autodescarga;
- un modulo de entre el o los modulos electricos o electronicos de control y/o de gestion de la batena que equipa el segundo subconjunto esta configurado para asegurar la funcion de corte automatico de la carga electrica de la batena cuando la corriente de carga de la batena ha alcanzado un nivel bajo mmimo recomendado o impuesto por el fabricante de la batena litio-ion o litio polfmero que equipa el segundo subconjunto;
- un modulo de entre el o los modulos electricos o electronicos de control y/o de gestion de la batena que equipa el segundo subconjunto esta configurado para asegurar la funcion de proteccion de la batena contra los cortocircuitos.
El tercer subconjunto cargador 4 consiste al menos en una fuente de alimentacion electrica cuya tension y corriente estan adaptadas para la recarga de la batena litio-ion o litio polfmero 5, este tercer subconjunto esta unido electricamente mediante un cordon flexible 10 desconectable al segundo subconjunto.
El segundo y el tercer subconjuntos 3 y 4 pueden presentarse con la forma de una unidad unica que integra los dos subconjuntos 3 y 4, o con la forma de dos entidades ffsicas distintas, unidas electricamente, entre sf, mediante un cordon flexible desconectable, durante las fases de carga. Esta ultima variante de realizacion se priorizara por supuesto en el marco de la presente invencion, para reducir la carga que tiene que portar el usuario.
El cordon electrico flexible 6 que une el primer subconjunto 2 al segundo subconjunto 3 puede esta provisto:
- de un conector 24, por el lado del segundo subconjunto 3;
- o de un conector 25, por el lado del primer subconjunto 2;
- o de un conector 25, por el lado del primer subconjunto 2 e igualmente de un segundo conector 24, por el lado del segundo subconjunto 3.
Segun un primer modo de realizacion no limitativo de la invencion (figura 3), el primer subconjunto 2 esta equipado con un dispositivo de corte automatico de tension baja minima de su alimentacion electrica que viene del segundo subconjunto 3 al que esta conectado durante la utilizacion de la herramienta. Se recuerda que las batenas litio-ion o litio polfmero no deben nunca descargarse completamente, una sencilla descarga por debajo del valor de tension mmimo recomendado por el fabricante lleva irremediablemente al deterioro de la batena. Por lo tanto, es necesario equipar el conjunto de herramienta con un dispositivo de limitacion de tension de descarga para paliar este inconveniente. La precision de esta limitacion de tension minima de descarga debe ser de alrededor de un 10 %; se obtiene mediante un sistema electronico a base de un comparador de tension 11, preferentemente de histeresis que compara la tension de la batena con una tension de referencia, que se determina mediante la multiplicacion de la tension minima de descarga de un elemento recomendada por los fabricantes de elementos de batena litio-ion y litio polfmero multiplicado por el numero de celulas en serie de la batena; de esta manera, este sistema permite el corte de la alimentacion electrica del primer subconjunto actuando directamente sobre un organo de corte, por ejemplo, un transistor Mos o un rele 12. Este dispositivo puede encontrarse directamente en el primer subconjunto, lo que es el caso para este primer modo de ejecucion, pero igualmente en el segundo subconjunto, lo que corresponde al ejemplo de realizacion siguiente.
Segun un segundo modo de realizacion (figura 4), la limitacion de tension de descarga de la batena se realiza durante la utilizacion de la herramienta por uno del o de los modulos electricos o electronicos de control y/o de gestion de la batena del segundo subconjunto al que esta unido mediante el cordon flexible 6 durante la utilizacion de la herramienta. La realizacion es identica a la descrita mas arriba, siendo la diferencia que el sistema electronico de corte se situa en el segundo subconjunto.
Segun un tercer modo de realizacion (figura 5), el segundo subconjunto esta equipado con un modulo de corte automatico de la carga de tension alta maxima de su alimentacion electrica, estando este conectado al tercer subconjunto cargador 4. Se recuerda que las batenas de litio-ion o litio polfmero no deben nunca cargarse mas alla de una tension maxima recomendada o impuesta por el fabricante de la batena litio-ion o litio polfmero utilizada, el rebasamiento de esta tension de carga lleva irremediablemente al deterioro de los elementos de la batena. Por lo tanto, es necesario equipar el conjunto de herramienta con un dispositivo de limitacion de tension de carga para paliar este inconveniente. Esta limitacion de tension maxima de carga debe ser muy precisa en al menos un 1%; se obtiene mediante un sistema electronico constituido por un comparador de tension 13, preferentemente de histeresis que compara la tension de la batena con una tension de referencia, que se determina mediante la multiplicacion de la tension maxima de carga de un elemento recomendada por el fabricante de elementos de batena litio-ion o litio polfmero utilizada por el numero de celulas asociadas en serie de la batena; de esta manera, este sistema permite el corte de la alimentacion electrica de la carga del segundo subconjunto actuando directamente sobre un organo de corte, por ejemplo, un transistor Mos o un rele 14. Esta realizacion necesita una tension en vado del cargador superior a la tension de referencia. Este dispositivo puede encontrarse directamente en el segundo subconjunto 3, lo que es el caso en este modo de realizacion, pero igualmente puede estar montado directamente en el tercer subconjunto cargador, como se explica en lo que sigue.
Segun un cuarto modo de realizacion (figura 6), el segundo subconjunto esta equipado con un modulo de corte automatico de su alimentacion electrica de corriente minima de carga, estando este conectado al tercer subconjunto
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cargador 4. Se recuerda que los fabricantes de elementos de batenas litio-ion o litio poKmero recomiendan la parada de la carga para un valor de corriente mmimo lo que tiene como efecto que evita el placaje del litio metalico y que vuelve el elemento inestable y peligroso y, por lo tanto, que conlleva su deterioro. Por consiguiente, es necesario equipar el conjunto de herramienta con un dispositivo de limitacion de carga de corriente minima. Esta limitacion de corriente minima de carga se obtiene mediante un sistema electronico de comparacion de corriente 15 constituido por un comparador de corriente, preferentemente con memoria que compara a traves de un shunt o un sensor de corriente l6, la corriente de carga de la batena con una corriente de referencia, que se determina mediante la multiplicacion de la corriente al final de carga recomendada por el fabricante de elementos de batena litio-ion o litio polfmero utilizados multiplicado por el numero de elementos asociados en paralelos que constituyen las celulas de la batena; de esta manera, este sistema permite el corte de la alimentacion electrica de la carga del segundo subconjunto 3 actuando directamente sobre un organo de corte, por ejemplo, un transistor Mos o un rele 17. Para realizar esta funcion, este modulo puede situarse directamente en el segundo subconjunto, lo que es el caso en este modo de realizacion, pero igualmente puede estar montado directamente en el tercer subconjunto cargador 4, como se explica en otro modo de realizacion expuesto a continuacion.
Segun un quinto modo de realizacion (figura 7), es el tercer subconjunto cargador 4 el que realiza la limitacion de tension maxima de carga cortando la alimentacion electrica del segundo subconjunto 3 al que esta conectado durante la operacion de carga. Esta realizacion es identica a la descrita mas arriba, siendo la diferencia que el sistema electronico de corte se situa en el tercer subconjunto cargador 4.
Segun un sexto modo de realizacion (figura 8), es el tercer subconjunto cargador 4 el que realiza la limitacion de corriente minima de carga cortando la alimentacion electrica del segundo subconjunto 3 al que esta conectado durante la operacion de carga. Esta realizacion es identica a la descrita mas arriba, siendo la diferencia que el sistema electronico de corte se situa en el tercer subconjunto cargador 4.
Estos dos ultimos modos de realizacion se integran en el tercer subconjunto cargador 4 que transforma la energfa electrica alterna de la red electrica en tension y corriente continuas, pulsadas o rectificadas, adaptadas para la recarga de la batena litio-ion o litio polfmero, esto cuando el tercer subconjunto cargador 4 esta unido electricamente mediante un cordon flexible al segundo subconjunto 3. El tercer subconjunto cargador 4 esta unido electricamente mediante un cordon flexible desconectable 10 al segundo subconjunto 3, por ejemplo, por medio de un conector 23.
Para realizar, segun un septimo modo de realizacion (figura 9), un conjunto de herramienta operacional y fiable, se haran compatibles algunas de las seis realizaciones descritas anteriormente y esto con el fin de realizar el control y/o la gestion de la batena de limitacion de la tension de descarga y de limitacion de la tension y de la corriente de carga. Sera necesario, ademas, asociar a estas limitaciones una proteccion contra los cortocircuitos de la batena que podnan provocar un calentamiento inoportuno y llevar a un incendio de dicha batena. Esta proteccion contra los cortocircuitos puede realizarse de manera util mediante un fusible o un disyuntor 18 o componente similar montado en al menos un borne de la batena, preferentemente antes de cualquier otra conexion. Ademas, es muy importante que durante los penodos de no utilizacion, la batena este fuera de consumo o muy escaso consumo y esto con el fin de evitar que la tension de la batena baje por debajo de la tension minima mas alla de la que la batena se deteriorana. Esta funcion puede realizarse de manera no limitativa mediante un interruptor 19 dispuesto en uno de los bornes de la batena y, preferentemente, despues del fusible o el disyuntor 18 si estos estan instalados. Los fabricantes de elementos de batenas litio-ion y litio polfmero recomiendan igualmente que, durante la carga y la descarga, la batena este protegida contra las utilizaciones o las recargas fuera de ciertos rangos de temperatura. El rango de temperaturas recomendadas para la utilizacion en descarga se situa entre -15 °C y +60 °C y entre 0 °C y 45 °C para la carga. Los riesgos de rebasamiento de los umbrales son sensibles sobre todo durante la carga y menos sensibles durante la descarga. Por lo tanto, es necesario proteger al mmimo la batena durante la carga; para realizar esta funcion se podra, por ejemplo, de manera no limitativa, intercalar en un borne de la batena cerca del fusible, un sensor de temperatura 20 adecuado para aislar electricamente la batena litio-ion o litio polfmero. Hay que senalar que la limitacion de corriente minima de carga puede sustituirse por un sistema que limita la duracion de carga en el tiempo y esto en funcion de la capacidad de los elementos, del numero de elementos asociados en paralelo en una celula de la batena y de la corriente maxima dispensada por el cargador.
Segun un octavo modo de realizacion (figuras 10, 11, 12) no limitativo y extremadamente eficaz de la invencion que ha permitido al depositante obtener una duracion de vida de mas de 1.000 ciclos de carga y descarga con una perdida de capacidad de menos de un 20 % y esto durante varios anos de ensayos, con total seguridad; sabiendo que las batenas litio-ion se conocen por su riesgo de incendio teniendo en cuenta su electrolito organico y litio muy inflamable. En este modo de realizacion, el segundo subconjunto 3 esta equipado con un solo modulo de control y/o de gestion de la batena, este se presente con la forma de al menos una tarjeta electronica y comprende al menos una unidad de tratamiento digital 21, tal como, por ejemplo, un microprocesador, microcontrolador, un procesador de senales digitales, asociada a una memoria y a unos circuitos adjuntos digitales y/o analogicos, adecuados juntos para llevar a cabo al menos algunas, y preferentemente todas, las siguientes tareas:
la gestion de la carga,
la gestion de la descarga,
el equilibrado de la carga de cada celula 8,
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la evaluacion y la visualizacion de la capacidad de la batena 5,
la proteccion de descarga de la batena 5 de sobreintensidad durante la utilizacion de la herramienta, la gestion de la herramienta durante las fases de deposito, la gestion de las alarmas,
la gestion y la transmision de las informaciones recogidas, la gestion de los diagnosticos.
La ejecucion de estas diferentes tareas se activa y pilota mediante la unidad de tratamiento digital 21 bajo el mando y el control de un programa de gestion del funcionamiento del conjunto de herramienta 1, tomando en cuenta los mandos del usuario y los valores de diferentes parametros medidos a la altura del segundo subconjunto 3, asf como eventualmente a la altura del primer y/o del tercer subconjunto(s) 2 y/o 4.
De acuerdo con una o varias caractensticas de la invencion, y con vistas al cumplimiento de las tareas de gestion de la carga, de gestion de la descarga, de equilibrado de la carga de cada celula 8, de evaluacion y de visualizacion de la capacidad de la batena 5, el modulo de control y de mando 26 saca provecho permanentemente de los valores de medida de la tension de cada celula 8 que compone la batena 5.
Para ello, y como lo muestran las figuras 10 y 11 de los dibujos adjuntos, la invencion preve que, para una batena 5 formada por n celulas 8 asociadas en serie, los valores de medida de la tension de cada celula 8 se suministran mediante una cadena electronica de adquisicion 27 constituida principalmente por n modulos analogicos 28 identicos, montados respectivamente en los bornes de las n celulas 8 de la batena 5 y adecuados para medir la tension de la celula 8 respectivamente correspondiente, expidiendose a continuacion los valores de tensiones medidos por cada uno de los n modulos 28, uno despues de otro, por medio de al menos un multiplexor analogico 29 y despues de amplificacion mediante un circuito adaptado 30 hacia un convertidor analogico/digital de entrada 21' de la unidad de tratamiento digital 21 que forma parte del modulo 26 de control y/o de gestion.
El convertidor 21' podra ya sea estar integrado en la unidad 21, ya sea formar un circuito separado de esta ultima.
Por medio de esta cadena electronica de adquisicion 27, el modulo de mando y de control 26 efectua un escrutinio secuencial o dclico de las tensiones de las diferentes celulas 8, provocando un refresco de gran frecuencia de los datos de tension para cada celula 8 disponible a la altura de la unidad 21, que de esta manera permite una toma en cuenta y una reaccion rapidas como continuacion al acaecimiento de un valor de medida de tension anormal.
Como lo muestra la figura 11 de los dibujos adjuntos, los submodulos analogicos 28 de medida de tensiones realizan respectivamente para cada celula 8 una resta entre la tension medida en su borne positivo y la tension medida en su borne negativo, esto por medio de un montaje electronico diferencial con amplificador operacional 28' que utiliza unas resistencias 28'' o unos elementos resistivos de entrada.
Con vistas a llegar a una sensibilidad de medida adaptada para un control seguro y preciso de cada celula 8, el montaje electronico de diferencial con amplificador operacional 28' de cada submodulo de medida de tension 28 incluye unas resistencias o unos elementos resistivos de entrada 28'' de impedancia cercana o superior a 1 Mohm, para obtener unas corrientes de fuga muy escasas y, por ejemplo, pero no de manera limitativa, inferiores a 1/20.000° por hora de la capacidad total de la batena 5, dispensandose preferentemente los valores de medida de la tension de cada celula 8 con una precision de medida de al menos 50 mV.
De manera ventajosa, la precision de medida de la tension deseada, es decir, ventajosamente de al menos 50 mV, se obtiene mediante calibrado durante la fabricacion de la tarjeta electronica del modulo control y de gestion de la batena 26, que permite compensar individualmente los errores de medida de tension analogica 28.
Este calibrado puede, por ejemplo, consistir en introducir mediante programacion en la unidad de tratamiento digital 21, para cada modulo de medida de tension 28, unos parametros correctores de errores funcion de la medida de una o de varias tensiones de referencia muy precisas, que se sustituyen para esta operacion de calibrado por las tensiones normalmente medidas en los bornes de cada celula 8.
Con el fin de permitir dispensar a la unidad 28 una senal de medida con la precision requerida, el convertidor analogico/digital 21' suministrara al menos diez bits significativos a la salida.
De conformidad con otra caractenstica de la invencion, la tarea de equilibrado de la carga de las celulas 8 unas con respecto a las otras se gestiona mediante la unidad de tratamiento digital 21 que manda basandose en los valores de medida de tension de cada celula 8, y si es necesario para cada una de entre ellas, la evolucion de la corriente de carga por medio de circuitos disipadores a base de conmutadores electronicos 31 asociados a unos elementos resistivos 31'.
El procedimiento implementado para realizar una carga equilibrada de la batena 5 puede, por ejemplo, ser el descrito en la solicitud de patente francesa n.° 03 13570 presentada el 20 de noviembre de 2003 por el solicitante de la presente.
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De acuerdo con otra caractenstica de la invencion, la tarea de gestion de la descarga consiste en escrutar permanentemente los datos de la tension de cada celula 8 por medio de la unidad de tratamiento digital 21, en interrumpir la descarga cuando esta detecta que una de estas tensiones de celula 8 ha alcanzado el umbral de descarga minima recomendado por el fabricante de elementos litio-ion o litio polfmero y en cortar la descarga desactivando el componente 32 de conmutacion de la descarga, que de esta manera lleva a la parada de la herramienta 2 y activando, por ejemplo, no de manera limitativa, un avisador sonoro o visual.
Como lo muestran las figuras 10 y 11 de los dibujos adjuntos, y de conformidad con otra caractenstica de la invencion, las tareas de gestion de la carga, de evaluacion y de visualizacion de la capacidad de la batena 5 y de proteccion de sobreintensidad durante la descarga se gestionan en continuo mediante la unidad de tratamiento digital 21 gracias a un circuito electronico analogico 33 de medida de la corriente de carga y de descarga de la batena 5.
Ventajosamente, durante la tarea de gestion de la carga, mientras que el tercer subconjunto que hace de cargador 4 esta conectado al segundo subconjunto 3 a la altura de la tarjeta electronica del modulo de control y de mando 26 de la batena 5, el final de la carga se obtiene mediante apertura del componente de conmutacion de la carga 34 que se manda mediante la unidad de tratamiento digital 21 cuando, por una parte, dicha unidad 21 detecta por medio del circuito electronico analogico 33 de medida de la corriente de carga y de descarga una cafda de la corriente de carga hasta un umbral recomendado, por ejemplo, de 50 mA, para la batena 5 o, por otra parte, la temperatura de la batena 5 rebasa un valor lfmite permitido, por ejemplo 45 °C, o incluso la carga se prolonga durante un tiempo superior a una fraccion dada del tiempo teorico de carga, por ejemplo, aproximadamente un 20 %.
Ademas, la tarea de evaluacion y de visualizacion de la capacidad de la batena 5 se gestiona mediante la unidad de tratamiento digital 21, calculando esta ultima dicha capacidad tomando en cuenta permanentemente, durante la carga y durante la utilizacion de la herramienta, por una parte, la informacion de la corriente instantanea de carga y de descarga de la batena 5 dispensada mediante el circuito electronico analogico de medida de la corriente de carga y descarga 33 y, por otra parte, los valores de medida de tension de cada celula 8 y, no de manera obligatoria pero para un calculo mas preciso, su resistencia interna media conocida.
La tarea de proteccion de sobreintensidad durante la descarga de la batena 5 durante la utilizacion de la herramienta, destinada a preservar la batena litio-ion o litio polfmero de un envejecimiento prematuro o de un calentamiento exagerado, consiste ya sea en cortar la corriente de descarga en caso de rebasamiento de pulso muy importante de la corriente maxima de descarga admitida para la batena 5 o de rebasamiento de la temperatura maxima lfmite permitida para esta, ya sea en limitar la corriente de descarga en funcion de la energfa consumida por la herramienta durante un cierto tiempo deslizante, sabiendo que el valor de la energfa y el tiempo deslizante se predeterminan experimentalmente en funcion de la herramienta, de su utilizacion y de la duracion de vida buscada para la batena 5 litio-ion o litio polfmero que forma parte del segundo subconjunto 3.
De acuerdo con una variante de realizacion preferente, la limitacion de corriente de descarga se gestiona mediante la unidad de tratamiento digital 21 aplicando un mando de modulacion por anchura de pulso (MAP), generado ya sea directamente mediante dicha unidad 21, ya sea mediante un componente especializado, a traves de una etapa de pilotaje 35, al componente de conmutacion de la descarga 32 realizado, por ejemplo, con la forma de un componente del tipo Mosfet canal N.
Con vistas a llegar automaticamente a unas condiciones de almacenamiento optimizadas, se preve que, cuando el conjunto de herramienta electrica 1 no esta en carga y no se ha utilizado durante una duracion dada, por ejemplo, diez dfas, la unidad de tratamiento digital 21 emprende automaticamente una tarea de gestion del deposito que consiste en verificar si la capacidad residual de la batena 5 es superior o no a la capacidad de almacenamiento recomendada por el fabricante de elementos litio-ion o litio polfmero y, si la capacidad residual es bastante superior a la capacidad de almacenamiento, en activar mediante la unidad de tratamiento digital 21 una descarga automatica de la batena con la ayuda de circuitos resistivos 31' conectados en paralelo en cada celula 8, esto hasta que se alcance la capacidad de almacenamiento y desde ese momento en parar todos los circuitos electronicos poniendo al mismo tiempo la unidad de tratamiento 21 en espera en modo escaso consumo y, si la capacidad es inferior a la capacidad de almacenamiento, en hacer activar mediante la unidad de tratamiento digital 21 una alarma sonora y/o visual.
De manera ventajosa, la unidad de tratamiento digital 21 es adecuada para detectar la conexion del cargador 4 bajo tension a la batena 5 por medio de una medida de tension mediante el modulo de control y de mando 26 a uno al menos de los bornes 37, preferentemente un borne positivo, del segundo subconjunto 3 destinados a estar conectados a dicho cargador 4.
Esta funcion, eventualmente realizada por medio de un circuito de medida 36 particular adaptado, permite, en tanto en cuanto la herramienta esta almacenada en fase de no utilizacion, detectando el instante en el que al menos una celula 8 ha alcanzado la tension minima recomendada por el fabricante, activar de esta manera una recarga automatica de la batena 5.
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Cuando el modulo de control y/o de gestion 26 detecta una tension del cargador 4 excesiva o insuficiente a la altura de los bornes de conexion 37 correspondientes del segundo subconjunto 3, la unidad de tratamiento digital 21 que saca provecho de esta informacion manda la parada de la carga y activa una alarma sonora y/o visual.
Se senalara que el par de bornes 37 de conexion al cargador 4 y el par de bornes 37 de conexion a la herramienta 2 presentan un borne negativo comun unido a la masa, pero unos bornes positivos distintos, a cada uno de los que esta acoplado un componente de conmutacion 32 o 34 correspondiente.
Para facilitar el control a largo plazo de la utilizacion del conjunto de herramienta 1, asf como su mantenimiento y la planificacion de su seguimiento tecnico, la tarea de gestion de las informaciones y de los diagnosticos puede consistir en almacenar en la memoria de la unidad de tratamiento digital 21 unas informaciones adquiridas durante la utilizacion de la herramienta, tales como, por ejemplo: el numero de recargas, la contabilizacion de las horas de utilizacion de la herramienta, la evolucion de la capacidad de la batena 5 en el tiempo, la energfa media consumida por la herramienta o analogos, pudiendo estas informaciones transmitirse por medio de una union 40 alambrica, de radiofrecuencia o de infrarrojo hacia un terminal de aprovechamiento separado, por ejemplo, del tipo ordenador personal, asistente personal electronico, GSM, que puede eventualmente estar unido a la red de Internet.
Con vistas a optimizar la integracion de los medios de mando y de control del conjunto de herramienta 1, el modulo de control y/o de gestion 26 de la batena 5 que forma parte del segundo subconjunto 3 que hace de fuente de energfa electrica recargable puede estar asociado a un modulo de control y de mando electronico del accionador 2 y de los sensores de este ultimo, por ejemplo, pero no de manera limitativa, en la misma tarjeta electronica, llegado el caso con utilizacion de la misma unidad de tratamiento digital 21, sabiendo que el accionador electrico del primer subconjunto 2 puede estar, por ejemplo, constituido por un motor electrico de corriente continua con escobillas, o por un motor electrico sincronico trifasico sin escobillas, con sensores de posicion, o por un motor sincronico trifasico sin escobillas ni sensores de posicion.
El circuito digital 21 comprendera igualmente un medio de control del desarrollo del programa de gestion del conjunto de herramienta 1 y de adquisicion ordenada de los valores de medida, representado de manera simbolica en la figura 12.
Con el fin de suministrar unas seguridades suplementarias, que permiten proteger las celulas 8 de la batena 5 en unos casos de exposicion de estas celulas a unas condiciones extremas de tension o de corriente, pueden preverse unos circuitos adicionales de corte de la conexion del segundo subconjunto 3 con el primer o el tercer subconjunto 2 o 4, en paralelo al sistema de control normal anteriormente citado construido alrededor de la unidad de tratamiento digital 21.
De esta manera, el modulo de control y de mando electronico 26 de la batena 5 puede incluir para cada celula 8 unos circuitos redundantes de seguridad de parada de carga 38, adecuados para mandar cada uno individualmente, en caso de sobretension de una celula 8, la parada general de la carga desactivando directamente el componente 34 de conmutacion de la carga sin solicitar a la unidad de tratamiento digital 21.
Asimismo, el modulo de control y de mando electronico 26 puede incluir un circuito redundante de parada de descarga 38', adecuado para mandar la parada de la descarga en caso de deteccion de una corriente de descarga igual o superior a un valor maximo admisible para la batena 5 mediante el circuito electronico analogico de medida 33, desactivando directamente el componente 32 de conmutacion de la descarga sin solicitar a la unidad de tratamiento digital 21.
Preferentemente, el tercer subconjunto 4 que hace de cargador adaptado para la recarga de la batena 5 litio-ion o litio polfmero genera una tension con una precision cercana a un 0,5 % y una corriente regulada, obtenidas por medio de un circuito especializado de regulacion de tension y de corriente. Unos circuitos de este tipo ya se conocen como tales y no necesitan una descripcion suplementaria.
Como lo muestran las figuras 1 y 2 de los dibujos adjuntos, cada subconjunto funcional 2, 3 y 4 esta montado (cuando los subconjuntos 3 y 4 son distintos) en una carcasa de proteccion y/o de prension propia, pudiendo estar unidos entre sf de dos en dos mediante unos cables flexibles desconectables 6, 10 para la transferencia de energfa y la transmision de las senales de mando y/o de control entre dichos subconjuntos 2, 3, 4.
Se senalara que la carga de la batena 5 puede efectuarse con el cable 6 que une entre sf los subconjuntos 2 y 3 o no.
La carcasa que contiene el primer subconjunto 2 llevara igualmente la herramienta y estara conformada, a la altura de una parte o menos, de manera ergonomica para permitir una prension comoda, segura y confortable por parte del usuario.
Ademas, los botones u organos de mando analogos, asf como los medios de visualizacion y de aviso sonoro y/o luminosos, estan preferentemente presentes en parte a la altura de la carcasa del primer subconjunto 2 y en parte a
la altura de la carcasa del segundo subconjunto 3, en funcion de su tipo y de la necesidad de poder estar accesibles por el operario durante la utilizacion efectiva del conjunto de herramienta 1.
Por supuesto, la invencion no se limita al modo de realizacion descrito y representado en los dibujos adjuntos. 5 Resultan posibles unas modificaciones, en concreto desde el punto de vista de la constitucion de los diversos elementos o mediante sustitucion de equivalentes tecnicos, sin salirse, sin embargo, del campo de proteccion de la invencion.

Claims (41)

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    REIVINDICACIONES
    1. Conjunto de herramienta electrica portatil autonoma de potencia, tal como, por ejemplo, podadora, sierra, herramienta cosechadora de frutos, cortacesped, desbrozadora, cortasetos, llave de impacto, martillo taladrador, que comprende al menos tres subconjuntos funcionales distintos, esto es, un primer subconjunto (2) que genera la accion mecanica de la herramienta por medio de un accionador electrico unido, al menos durante la utilizacion de la herramienta, mediante un cordon electrico flexible (6), a un segundo subconjunto portatil (3) que constituye la fuente de energfa electrica del conjunto y que comprende una batena electroqmmica recargable, un tercer subconjunto cargador (4) unido, durante la carga, electricamente mediante un cordon flexible desconectable (10) al segundo subconjunto y adecuado para efectuar las recargas electricas de la batena electroqmmica del segundo subconjunto, caracterizado por que la alimentacion electrica del accionador del primer subconjunto se corta automaticamente cuando la batena alcanza un umbral de tension bajo perjudicial para su funcionamiento; el segundo subconjunto (3) esta provisto, por una parte, de una batena litio-ion o iitio-polfmero formada mediante asociacion de celulas en serie, estando cada celula compuesta por varios elementos asociados en paralelo y, por otra parte, por uno o por varios modulos electricos o electronicos de gestion de la batena adecuados para llevar a cabo la tarea de proteccion de la batena de sobreintensidad, este o estos modulos estan situados cerca de dicha batena; el tercer subconjunto (4) consiste al menos en una fuente de alimentacion electrica cuya tension y corriente estan adaptadas para la recarga de la batena litio-ion o litio polfmero (5).
  2. 2. Conjunto de herramienta electrica segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el cordon flexible (6) que une el primer subconjunto (2) al segundo subconjunto (3) esta provisto de un conector (24) por el lado del primer subconjunto (3).
  3. 3. Conjunto de herramienta electrica segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el cordon flexible (6) que une el primer subconjunto (2) al segundo subconjunto (3) esta provisto de un conector (25) por el lado del primer subconjunto (2).
  4. 4. Conjunto de herramienta electrica segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el cordon flexible (6) que une el primer subconjunto (2) al segundo subconjunto (3) esta provisto de un conector (25) por el lado del primer subconjunto (2) e igualmente de un segundo conector (24) por el lado del segundo subconjunto (3).
  5. 5. Conjunto de herramienta electrica segun la reivindicacion 1, caracterizado por que un modulo de entre el o los modulos electricos o electronicos de gestion de la batena que equipa el segundo subconjunto (3) tiene como funcion el corte automatico de la alimentacion electrica del primer subconjunto (2) cuando la tension de la batena ha alcanzado un nivel bajo mmimo antes del deterioro de la batena litio-ion o litio polfmero que equipa el segundo subconjunto (3) por perdida significativa de capacidad y aumento de la autodescarga.
  6. 6. Conjunto de herramienta electrica segun la reivindicacion 1, caracterizado por que un modulo de entre el o los modulos electricos o electronicos de gestion de la batena que equipa el segundo subconjunto (3) tiene como funcion el corte automatico de la carga electrica de la batena cuando la tension dispensada por el tercer subconjunto cargador (4) al que esta unido ha alcanzado un valor maximo antes del deterioro de la batena litio-ion o litio polfmero que equipa el segundo subconjunto (3) por perdida significativa de capacidad y aumento de la autodescarga.
  7. 7. Conjunto de herramienta electrica segun la reivindicacion 1, caracterizado por que un modulo de entre el o los modulos electricos o electronicos de gestion de la batena que equipa el segundo subconjunto (3) tiene como funcion el corte automatico de la carga electrica de la batena cuando la corriente de carga de la batena ha alcanzado un nivel bajo mmimo recomendado o impuesto por el fabricante de la batena litio-ion o litio polfmero que equipa el segundo subconjunto (3).
  8. 8. Conjunto de herramienta electrica segun la reivindicacion 1, caracterizado por que un modulo de entre el o los modulos electricos o electronicos de gestion de la batena que equipa el segundo subconjunto (3) tiene como funcion la proteccion de la batena contra los cortocircuitos.
  9. 9. Conjunto de herramienta electrica segun las reivindicaciones 1 y 8, caracterizado por que la funcion de proteccion de la batena contra los cortocircuitos se realiza mediante un fusible dispuesto al menos en uno de los bornes de la batena del segundo subconjunto (3).
  10. 10. Conjunto de herramienta electrica segun las reivindicaciones 1 y 8, caracterizado por que la funcion de proteccion de la batena contra los cortocircuitos se realiza mediante un disyuntor o un componente similar dispuesto al menos en uno de los bornes de la batena del segundo subconjunto (3).
  11. 11. Conjunto de herramienta electrica segun la reivindicacion 1, caracterizado por que un modulo de entre el o los modulos electricos o electronicos de gestion de la batena que equipa el segundo subconjunto (3) tiene como funcion la puesta fuera de consumo o muy escaso consumo de la batena durante el penodo de no utilizacion del primer subconjunto (2).
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  12. 12. Conjunto de herramienta electrica segun las reivindicaciones 1 u 11, caracterizado por que la funcion de puesta fuera de consumo o muy escaso consumo de la batena durante el penodo de no utilizacion del primer subconjunto
    (2) se realiza mediante un interruptor dispuesto en uno de los bornes de la batena y, preferentemente, despues del fusible o el disyuntor si estos estan instalados.
  13. 13. Conjunto de herramienta electrica segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el tercer subconjunto (4) esta equipado con un sistema de corte automatico de la carga electrica de la batena del segundo subconjunto cuando la tension de la batena ha alcanzado un nivel alto maximo antes del deterioro de la batena litio-ion o litio polfmero que equipa el segundo subconjunto (3).
  14. 14. Conjunto de herramienta electrica segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el tercer subconjunto (4) puede estar equipado con un sistema de corte automatico de la carga electrica del segundo subconjunto cuando la corriente de carga de la batena ha alcanzado un nivel bajo mmimo recomendado o impuesto por el fabricante de la batena que equipa el segundo subconjunto (3).
  15. 15. Conjunto de herramienta electrica segun la reivindicacion 1, caracterizado por que los elementos de la batena litio-ion del segundo subconjunto estan en el formato comercial 18650.
  16. 16. Conjunto de herramienta electrica segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el segundo subconjunto (3) puede estar provisto de un solo modulo (26) de gestion de la batena que se realiza con la forma de una o varias tarjetas electronicas y que comprende al menos una unidad de tratamiento digital (21), tal como, por ejemplo, un microprocesador, microcontrolador, un procesador de senales digital, asociada a una memoria y a unos circuitos adjuntos digitales o analogicos.
  17. 17. Conjunto de herramienta electrica segun las reivindicaciones 1 y 16, caracterizado por que el modulo de gestion de la batena del segundo subconjunto (3) es adecuado para llevar a cabo una o varias de las siguientes tareas:
    la gestion de la carga,
    la gestion de la descarga,
    el equilibrado de la carga de cada celula (8),
    la evaluacion y la visualizacion de la capacidad de la batena (5),
    la proteccion de descarga de la batena (5) de sobreintensidad durante la utilizacion de la herramienta, la gestion de la herramienta durante las fases de deposito, la gestion de las alarmas,
    la gestion y la transmision de las informaciones recogidas, la gestion de los diagnosticos.
  18. 18. Conjunto de herramienta electrica segun las reivindicaciones 1, 16 y 17, caracterizado por que, con vistas al cumplimiento de las tareas de gestion de la carga, de gestion de la descarga, de equilibrado de la carga de cada celula (8), de evaluacion y de visualizacion de la capacidad de la batena (5), el modulo de gestion de la batena saca provecho permanentemente de los valores de medida de la tension de cada celula (8) que compone la batena (5).
  19. 19. Conjunto de herramienta electrica segun las reivindicaciones 1, 16, 17 y 18, caracterizado por que, para una batena (5) formada por n celulas (8) asociadas en serie, los valores de medida de la tension de cada celula (8) se suministran mediante una cadena electronica de adquisicion (27) constituida principalmente por n modulos analogicos (28) identicos, montados respectivamente en los bornes de las n celulas (8) de la batena (5) y adecuados para medir la tension de la celula (8) respectivamente correspondiente, expidiendose a continuacion los valores de tensiones medidos por cada uno de los n modulos (28), uno despues de otro, por medio de al menos un multiplexor analogico (29) y despues de amplificacion mediante un circuito adaptado (30) hacia un convertidor analogico/digital de entrada (21') de la unidad de tratamiento digital (21) del modulo de gestion de la batena del segundo subconjunto
    (3) .
  20. 20. Conjunto de herramienta electrica segun la reivindicacion 19, caracterizado por que los modulos analogicos (28) de medida de tension realizan respectivamente para cada celula (8) una resta entre la tension medida en su borne positivo y la tension medida en su borne negativo, esto por medio de un montaje electronico diferencial con amplificador operacional (28') que utiliza unas resistencias (28'') o unos elementos resistivos de entrada.
  21. 21. Conjunto de herramienta electrica segun la reivindicacion 20, caracterizado por que el montaje electronico de diferencial con amplificador operacional (28') de cada modulo de medida de tension (28) incluye unas resistencias o unos elementos resistivos de entrada (28'') de impedancia cercana o superior a 1 Mohm, para obtener unas corrientes de fuga muy escasas y, por ejemplo, inferiores a 1/20.000° por hora de la capacidad total de la batena (5).
  22. 22. Conjunto de herramienta electrica segun las reivindicaciones 18 a 21, caracterizado por que los valores de medida de la tension de cada celula (8) se dispensan con una precision de medida de al menos 50 mV.
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  23. 23. Conjunto de herramienta electrica segun la reivindicacion 22, caracterizado por que la precision de medida de la tension de al menos 50 mV se obtiene mediante calibrado durante la fabricacion de la tarjeta electronica del modulo de gestion de la batena (26).
  24. 24. Conjunto de herramienta electrica segun la reivindicacion 23, caracterizado por que el calibrado durante la fabricacion de la tarjeta electronica consiste en introducir mediante programacion en la unidad de tratamiento digital (21), para cada modulo de medida de tension (28), unos parametros correctores de errores funcion de la medida de una o de varias tensiones de referencia muy precisas, que se sustituyen para esta operacion de calibrado por las tensiones normalmente medidas en los bornes de cada celula (8).
  25. 25. Conjunto de herramienta electrica segun una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 24, caracterizado por que la tarea de equilibrado de la carga de las celulas (9) de unas con respecto a las otras se gestiona mediante la unidad de tratamiento digital (21) que manda basandose en los valores de medida de tension de cada celula (8), y si es necesario para cada una de entre ellas, la evolucion de la corriente de carga por medio de circuitos disipadores a base de conmutadores electronicos (31) asociados a unos elementos resistivos (31').
  26. 26. Conjunto de herramienta electrica segun una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 24, caracterizado por que la tarea de gestion de la descarga consiste en escrutar permanentemente los datos de la tension de cada celula (8) por medio de la unidad de tratamiento digital (21), en interrumpir la descarga cuando esta detecta que una de estas tensiones de celula (8) ha alcanzado el umbral de descarga minima recomendado por el fabricante de elementos litio-ion o litio polfmero y en cortar la descarga desactivando el componente (32) de conmutacion de la descarga, que de esta manera lleva a la parada de la herramienta (2) y activando, por ejemplo, un avisador sonoro o visual.
  27. 27. Conjunto de herramienta electrica segun una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 26, caracterizado por que las tareas de gestion de la carga, de evaluacion y de visualizacion de la capacidad de la batena (5) y de proteccion de sobreintensidad durante la descarga se gestionan en continuo mediante la unidad de tratamiento digital (21) gracias a un circuito electronico analogico (33) de medida de la corriente de carga y de descarga de la batena (5).
  28. 28. Conjunto de herramienta electrica segun la reivindicacion 27, caracterizado por que durante la tarea de gestion de la carga, mientras que el tercer subconjunto que hace de cargador (4) esta conectado al segundo subconjunto (3) a la altura de la tarjeta electronica del modulo de gestion (26) de la batena (5), el final de la carga se obtiene mediante la apertura de un componente de conmutacion de la carga (34) que se manda mediante la unidad de tratamiento digital (21), cuando, por una parte, dicha unidad (21) detecta por medio del circuito electronico analogico (33) de medida de la corriente de carga y de descarga una cafda de la corriente de carga hasta un umbral recomendado, por ejemplo, de 50 mA, para la batena (5) o, por otra parte, la temperatura de la batena (5) rebasa un valor lfmite permitido, por ejemplo 45 °C, o incluso la carga se prolonga durante un tiempo superior a una fraccion dada del tiempo teorico de carga, por ejemplo, aproximadamente un 20 %.
  29. 29. Conjunto de herramienta electronica segun la reivindicacion 27, en la medida en que esta relacionada con una de las reivindicaciones 16 a 24, caracterizado por que la tarea de evaluacion y de visualizacion de la capacidad de la batena (5) se gestiona mediante la unidad de tratamiento digital (21), calculando esta ultima dicha capacidad tomando en cuenta permanentemente, durante la carga y durante la utilizacion de la herramienta, por una parte, la informacion de la corriente instantanea de carga y de descarga de la batena (5) dispensada mediante el circuito electronico analogico de medida de la corriente de carga y descarga (33) y, por otra parte, los valores de medida de tension de cada celula (8) y, no de manera obligatoria pero para un calculo mas preciso, su resistencia interna media conocida.
  30. 30. Conjunto de herramienta electrica segun una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 29, caracterizado por que la tarea de proteccion de sobreintensidad durante la descarga de la batena (5) durante la utilizacion de la herramienta, destinada a preservar la batena litio-ion o litio polfmero de un envejecimiento prematuro o de un calentamiento exagerado, consiste ya sea en cortar la corriente de descarga en caso de rebasamiento de pulso muy importante de la corriente maxima de descarga admitida para la batena (5) o de rebasamiento de la temperatura maxima lfmite permitida para esta, ya sea en limitar la corriente de descarga en funcion de la energfa consumida por la herramienta durante un cierto tiempo deslizante, sabiendo que el valor de la energfa y el tiempo deslizante se predeterminan experimentalmente en funcion de la herramienta, de su utilizacion y de la duracion de vida buscada para la batena (5) litio-ion o litio polfmero que forma parte del segundo subconjunto (3).
  31. 31. Conjunto de herramienta electrica segun la reivindicacion 30, caracterizado por que la limitacion de corriente de descarga se gestiona mediante la unidad (21) de tratamiento digital aplicando un mando de modulacion por anchura de pulso (MAP), generado ya sea directamente mediante dicha unidad (21), ya sea mediante un componente especializado, a traves de una etapa de pilotaje (35), a un componente de conmutacion de la descarga (32) realizado, por ejemplo, con la forma de un componente del tipo Mosfet canal N.
  32. 32. Conjunto de herramienta electrica segun una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 31, caracterizado por que, cuando no esta en carga y no se ha utilizado durante una duracion dada, por ejemplo, diez dfas, la unidad de tratamiento digital (21) emprende automaticamente una tarea de gestion del deposito que consiste en verificar si la
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    capacidad residual de la batena (5) es superior o no a la capacidad de almacenamiento recomendada por el fabricante de elementos litio-ion o litio polfmero y, si la capacidad residual es bastante superior a la capacidad de almacenamiento, en activar mediante la unidad de tratamiento digital (21) una descarga automatica de la batena con la ayuda de circuitos resistivos (31, 31') conectados en paralelo en cada celula (8) y esto hasta que se alcance la capacidad de almacenamiento y desde ese momento en parar todos los circuitos electronicos poniendo al mismo tiempo la unidad de tratamiento (21) en espera en modo escaso consumo y, si la capacidad es inferior a la capacidad de almacenamiento, en hacer activar mediante la unidad de tratamiento digital (21) una alarma sonora y/o visual.
  33. 33. Conjunto de herramienta electrica segun una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 32, caracterizado por que la unidad de tratamiento digital (21) es adecuada para detectar la conexion del cargador (4) bajo tension a la batena (5) por medio de una medida de tension mediante el modulo de gestion (26) a uno al menos de los bornes (37) del segundo subconjunto (3) destinados a estar conectados a dicho cargador (4).
  34. 34. Conjunto de herramienta electrica segun la reivindicacion 33, caracterizado por que la funcion de deteccion de la conexion del cargador (4) bajo tension a la batena (5) se realiza por medio de un circuito de medida (36) particular adaptado, que permite, en tanto en cuanto la herramienta esta almacenada en fase de no utilizacion, detectando el instante en el que al menos una celula (8) ha alcanzado la tension minima recomendada por el fabricante, activar de esta manera una recarga automatica de la batena (5).
  35. 35. Conjunto de herramienta electrica segun la reivindicacion 33 o 34, caracterizado por que cuando el modulo de gestion (26) de la batena detecta una tension del cargador (4) excesiva o insuficiente a la altura de los bornes de conexion (37) correspondientes del segundo subconjunto (3), la unidad de tratamiento digital (21) que saca provecho de esta informacion manda la parada de la carga y activa una alarma sonora y/o visual.
  36. 36. Conjunto de herramienta electrica segun una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 35, caracterizado por que la tarea de gestion de las informaciones y de los diagnosticos consiste en almacenar en la memoria de la unidad de tratamiento digital (21) unas informaciones adquiridas durante la utilizacion de la herramienta, tales como, por ejemplo: el numero de recargas, la contabilizacion de las horas de utilizacion de la herramienta, la evolucion de la capacidad de la batena (5) en el tiempo, la energfa media consumida por la herramienta o analogos, pudiendo estas informaciones transmitirse por medio de una union (40) alambrica, de radiofrecuencia o de infrarrojo hacia un terminal de aprovechamiento separado, por ejemplo, del tipo ordenador personal, asistente personal electronico, GSM, que puede eventualmente estar unido a la red de Internet.
  37. 37. Conjunto de herramienta electrica segun una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 36, caracterizado por que el modulo de gestion de la batena que forma parte del segundo subconjunto (3) que hace de fuente de energfa electrica recargable esta asociado al modulo de control y de mando electronico del accionador (2) en la misma tarjeta electronica, llegado el caso con utilizacion de la misma unidad de tratamiento digital (21).
  38. 38. Conjunto de herramienta electrica segun una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 36, caracterizado por que el modulo de gestion de la batena incluye, para cada celula (8) unos circuitos redundantes de seguridad de parada de carga (38), adecuados para mandar a cada uno individualmente, en caso de sobretension de una celula (8), la parada general de la carga desactivando directamente el componente (34) de conmutacion de la carga sin solicitar a la unidad de tratamiento digital (21).
  39. 39. Conjunto de herramienta electrica segun la reivindicacion 27 o una cualquiera de las reivindicaciones 28 a 38 en la medida en que esta relacionada con la reivindicacion 28, caracterizado por que el modulo de gestion de la batena incluye un circuito redundante de parada de descarga (38'), adecuado para mandar la parada de la descarga en caso de deteccion de una corriente de descarga igual o superior a un valor maximo admisible para la batena (5) mediante el circuito electronico analogico de medida (33), desactivando directamente el componente (32) de conmutacion de la descarga sin solicitar a la unidad de tratamiento digital (21).
  40. 40. Conjunto de herramienta electrica segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 39 caracterizado por que el tercer subconjunto (4) que hace de cargador adaptado para la recarga de la batena (5) litio-ion o litio polfmero genera una tension con una precision cercana a un 0,5 % y una corriente regulada, obtenidas por medio de un circuito especializado de regulacion de tension y de corriente.
  41. 41. Conjunto de herramienta electrica segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 40, caracterizado por que cada subconjunto funcional (2, 3 y 4) esta montado en una carcasa de proteccion y/o de prension propia.
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