WO2009138289A1 - Verfahren und vorrichtung zum behandeln eines akkumulators - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum behandeln eines akkumulators Download PDF

Info

Publication number
WO2009138289A1
WO2009138289A1 PCT/EP2009/053512 EP2009053512W WO2009138289A1 WO 2009138289 A1 WO2009138289 A1 WO 2009138289A1 EP 2009053512 W EP2009053512 W EP 2009053512W WO 2009138289 A1 WO2009138289 A1 WO 2009138289A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
accumulator
charging
characteristic
treating
detected
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/053512
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jochen Bertsch
Thomas Heinrich
Cornelius Liebenow
Original Assignee
Robert Bosch 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 Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2009138289A1 publication Critical patent/WO2009138289A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • G01R31/3647—Constructional arrangements for determining the ability of a battery to perform a critical function, e.g. cranking
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • G01R31/3646—Constructional arrangements for indicating electrical conditions or variables, e.g. visual or audible indicators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to methods for treating a rechargeable battery, in particular for charging or discharging a rechargeable battery, and to computer programs and devices for treating a rechargeable battery.
  • More and more electrical and electronic devices are powered exclusively or optionally by accumulators with electrical power. Examples include mobile communications and information technology power tools for drilling, grinding, screws, saws, etc.
  • the accumulator often called a rechargeable battery, from one or more secondary cells is usually mechanically and electrically detachably connected to the power tool. For charging, the accumulator is removed from the power tool and mechanically and electrically connected to a charging device. Alternatively, the accumulator also remains connected to the power tool during charging, wherein the power tool is connected directly or via a cable to the charging device.
  • the capacity of a rechargeable battery usually decreases during its lifetime.
  • the accumulator can therefore store less and less electrical energy. This increases the risk that the accumulator will be empty at an unexpected time for the user or user.
  • the internal electrical resistance of a battery usually increases during its lifetime. This reduces the ability to deliver high currents. Furthermore, the risk increases Overheating of the accumulator during charging and especially during discharge or power delivery to a power tool. Aging an accumulator therefore does not only result in a comfort disadvantage for the user, but also in an increasing security risk.
  • DE 10 2005 020 356 A1 describes a charging device with a measuring unit for detecting a battery characteristic and a computing unit for determining an age-specific charging mode.
  • An object of the present invention is to allow a safe and comfortable use of a rechargeable battery by a user.
  • Various embodiments of the present invention are based on the idea, while or timely to determine the charging process of a battery or during or near the removal of electrical power from an accumulator whose aging state and then either the charging or the removal of power without restrictions or if recognized excessive aging of the accumulator does not perform charging or removal of power.
  • a user is advised of the advanced aging of the accumulator or made a recommendation not to recharge the accumulator.
  • an accumulator characteristic of the accumulator to be treated is first detected. From a digital or analog memory device, a comparison value for the battery characteristic is read. The accumulator characteristic is compared with the comparison value compared to obtain a comparison result. Depending on the comparison result, it is decided whether the accumulator is suitable for charging.
  • the accumulator characteristic can be detected, for example, before, during and / or after charging the accumulator or before, during and / or after discharging the accumulator.
  • the steps of detecting, reading, comparing and deciding are carried out, for example, by a charging device or by a device powered by the accumulator. Following a decision as to whether the accumulator is suitable for charging, in a preferred embodiment the accumulator is charged only when the accumulator is suitable for charging. Additionally or alternatively, the result of the decision is signaled to a user or user of the accumulator in an optical, acoustic or other manner.
  • the accumulator may additionally or alternatively be marked unsuitable for loading.
  • the mark is set or changed by a device during or after removal of electrical power from the accumulator and read by a charging device prior to the next charging, after which the charging device charges the accumulator only when the mark indicates that the accumulator is suitable
  • the marking is set or changed during or after the charging of the accumulator by a charging device, wherein a device takes electrical power from the accumulator only if the marking indicates that the accumulator is suitable for a predetermined power take-off.
  • Such a marking may be a mechanically, optically, electronically or otherwise detectable mark.
  • the marking of the accumulator can be detected at a later time by a charging device, which then charges the accumulator only when the mark indicates that the accumulator is suitable for charging.
  • a decision is made as to a suitability of the rechargeable battery for a predetermined power output.
  • a mark of the accumulator can be set or changed, which indicates whether the accumulator is suitable for a predetermined power output. The mark is in this case detected by a device which subsequently draws power from the accumulator only when the mark indicates that the accumulator is suitable for the predetermined power output.
  • the present invention is implementable as a method or computer program with program code for carrying out such a method when the computer program runs on a computer or a processor.
  • the invention is stored as a computer program product with on a machine-readable carrier, for example a ROM, EPROM, EEPROM or flash memory, a CD-ROM or DVD or on a floppy disk or hard disk, or in the form of firmware Program code for performing one of said methods when the computer program product runs on a computer, computer or processor.
  • the present invention can be embodied as a digital storage medium, for example ROM, EPROM, EEPROM or flash memory, CD-ROM or DVD or floppy disk or hard disk, with electronically readable control signals, which can thus be programmed with a computer or processor.
  • the present invention can be implemented as a charging device for charging an accumulator or as a device that derives electric power from the rechargeable battery, wherein the charging device is designed to carry out one of the described methods, or wherein the charging device or the device comprises a computer program, a computer program product or a digital storage medium as described in this paragraph.
  • accumulator characteristics are the capacitance, the internal resistance, the charge or discharge curve (for example the voltage U (Q) as a function of the charge Q) and variables derived from the charge or discharge curve and combinations (products, quotients or other functions ) the same.
  • the charge shifted in the accumulator during charging or discharging can be determined by measuring the voltage dropping at a precise shunt resistor, calculating and integrating the current therefrom. Without the use of a shunt resistor, a current drawn from the accumulator can also be calculated, for example, from the voltage and the rotational speed of an engine supplied from the accumulator with electrical power.
  • a comparison value for the accumulator characteristic can be stored or stored, for example, in the charging device, in the accumulator or in a device which derives electrical power from the accumulator. If the comparison value is stored in the accumulator, the accumulator and the charging device or device, which is to be supplied with electrical power from the accumulator, have means for optically, electrically, mechanically or otherwise transferring the comparison value from the accumulator to the charging device or to the device.
  • devices can also be used for optical purposes , electrical, mechanical or other identification of the accumulator or of the accumulator type.
  • optically, electrically, mechanically or otherwise transmitting information between the accumulator and the charging device or the device there are also embodiments of the present invention in which, apart from the electrical contacts required for charging and discharging, there are no further devices for optically, electrically, mechanically or otherwise transmitting information between the accumulator and the charging device or the device.
  • An advantage of some embodiments of the present invention is that charging of over-aged accumulators is rejected or prevented can be. Thereby, a user's dissatisfaction with an insufficient energy content or performance of an aged battery can be prevented. Furthermore, the risk of excessive heat generation and a fire caused thereby and the risk of an unexpected failure of a power supply of a safety-relevant device are reduced. In addition to excessive aging of a rechargeable battery, damage or other defects of the rechargeable battery are detected at the same time and the resulting risks and dangers are prevented or at least reduced.
  • Some embodiments of the present invention have the advantage that costs for electronics in the accumulator or even in the charging device can be completely saved or at least reduced. By eliminating the requirement of accommodating electronics in the accumulator, installation space can be saved there as well as production costs. At the same time the sensitivity to electrostatic discharges, humidity, shocks and other external influences is reduced.
  • the aforementioned advantages exist, for example, if a device which is supplied with electrical power by an accumulator recognizes an excessive aging of the accumulator on the basis of an excessive voltage dip in the removal of electrical power or on the basis of other criteria and marks the accumulator accordingly. This mark can later be detected by a charging device, which subsequently refuses to charge the battery without having to have its own devices for detecting characteristics of the accumulator.
  • Figure 1 is a schematic representation of a charging device and a Akkumu- lators
  • Figure 2 is a schematic representation of an accumulator and supplied by the accumulator with electrical power device
  • FIG. 3 shows a schematic flowchart of a method for treating an accumulator.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a charging device 10 with electrical contacts 11, a signal transmission device 12, a charging circuit 13, a processor 14, a power cable 17, a memory device 18 and a signaling device 19.
  • an accumulator 20 with electrical contacts 21st , a signal transmission device 22 and a memory device 28.
  • the processor 14 is coupled to the signal transmission device 12, the charging circuit 13, the memory device 18 and the signaling device 19.
  • the charging circuit 13 is further connected to the electrical contacts 11 and the power cable 17.
  • the signal transmission device 22 of the accumulator 20 is coupled to the memory device 28.
  • the charging device 10 and the accumulator 20 are illustrated such that the electrical contacts 11 and the signal transmission device 12 of the charging device 10 are opposite the electrical contacts 21 and the signal transmission device 22 of the accumulator 20.
  • the electrical contacts 11 of the charging device 10 and the electrical contacts 21 of the accumulator 20 touch and form conductive connections between the charging circuit 13 and the charging device 10th on the one hand and the two poles of a secondary cell or a series connection of secondary cells of the accumulator on the other.
  • the signal transmission device 12 of the charging device 10 and the signal transmission device 22 of the accumulator 20 are likewise designed as electrical contacts, these contacts and form an electrically conductive connection between the processor 14 of the charging device 10 and the storage device 28 of the battery. mulators 20.
  • the accumulator 20 can be charged by the charging device 10 or discharged. At the same time, an exchange of information between the processor 14 of the charging device 10 and the storage device 28 of the accumulator 20 is possible.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the accumulator 20 already shown above with reference to FIG. 1 and a device 30 which is designed to be supplied with electrical power by the accumulator 20.
  • the device 30 is, for example, a cordless screwdriver, a cordless drill or another tool that can be used on the basis of a power supply from the accumulator 20 mobile.
  • the device 30 comprises electrical contacts 31, a signal transmission device 32, a processor 34, a memory device 38, a signaling device 39 and further elements, which are not shown in FIG.
  • the processor 34 is coupled to the signal transmission device 32, the memory device 38 and the signaling device 39.
  • the electrical contacts 31 and the signal transmission device 32 of the device 30 are also arranged to contact one another at a predetermined relative arrangement of the accumulator 20 and the device 30 partially touching and electrically conductive connections between a secondary cell or a series circuit of secondary cells of the accumulator 20 on the one hand and the device 30 on the other hand and between the processor 34 of the device 30 on the one hand and the memory device 28 of the accumulator 20 on the other hand produce.
  • the memory device 28 of the accumulator 20 shown above with reference to FIGS. 1 and 2 is, for example, a ROM, EPROM, EEPROM, flash, or another, preferably non-volatile, digital memory or a capacitor or resistance component with fixed or variable capacitance or capacitance . With fixed or variable resistance value.
  • information identifying the accumulator 20 or a type or type of the accumulator 20 or a comparison value for an accumulator characteristic may be stored in the memory device 28.
  • the memory device 28 of the accumulator 20 is a capacitor, a resistance component, a resonant circuit or another electrical component or a circuit of electrical or electronic components, the identity of the accumulator 20, the type or the type of accumulator 20 or the accumulator Comparative value in a capacity, a resistance value, a Resonanzfreuquenz or another electrical characteristic to be encoded.
  • the signal transmission devices 12, 22, 32 of the charging device 10, the accumulator 20 and the device 30 may alternatively or additionally be designed, for example, for an optical or mechanical signal transmission or for a signal transmission by means of electromagnetic waves.
  • the memory device 28 may be formed as a depression in a surface of the accumulator 20 facing the charging device 10 or the device 30 whose lateral dimensions and / or depth encode the identity of the accumulator 20, the type or type of accumulator 20 or the comparison value , In this case, the signal transmission devices 12, 20, 32 of the
  • Loading device 10 and the device 30 means for detecting one or more lateral dimensions or the depth of the recess.
  • FIG. 3 shows a schematic flow diagram of such a method.
  • the methods set out below are also applicable to charging devices, accumulators and devices to be supplied with electric power accumulators, which differ from those described above with reference to FIGS. 1 and 2, the reference numerals from FIGS. 1 and 2 are used by way of example in the following to facilitate an understanding.
  • an accumulator may alternatively remain during a charging process in a device which is to be supplied with electrical power from the accumulator.
  • a first step 101 in which one or more accumulator characteristics are detected. For example, by measuring the output voltage of the accumulator 20 at several different charging or discharging currents, the internal resistance of the accumulator 20 is detected. Alternatively or additionally, the voltage at the output of the accumulator 20 is detected at a predetermined current. Alternatively or additionally, by measuring and integrating the current, the charge shifted in the accumulator 20 during an entire charging or discharging process is detected. These quantities can be set in relation to one another and / or to a temperature of the accumulator 20 detected, for example, by means of a temperature sensor. Look-up tables or mathematical functions or relations can be used for this purpose.
  • the accumulator characteristic or accumulator characteristics obtained in this way are selected or formed in such a way that they have as great a significance as possible about an aging state of the accumulator 20, in particular its capacity and its ability to deliver high power.
  • the accumulator characteristic is detected in the first step 101 by a charging device 10.
  • a comparison value for the accumulator characteristic is read from a memory device 18 of the charging device 10 or calculated by means of one or more values read from the memory device 18.
  • one or more values read from the memory device 18 can enter into an equation or a formula, for example as coefficients.
  • a temperature compensation is possible.
  • the charging device 10 is designed to interact with a plurality of rechargeable batteries 20 or with a plurality of rechargeable battery types that already have different rechargeable battery characteristics when new, a corresponding plurality of comparison values or a corresponding plurality of sets is in the storage device 18 of the charging device 10 stored by comparative values.
  • a corresponding plurality of comparison values or a corresponding plurality of sets is in the storage device 18 of the charging device 10 stored by comparative values.
  • the second step 102 first of all the accumulator 20 connected to the charging device 10 or the type of the accumulator 20 connected to the charging device 10 are identified. This can be done for example by an input of a user, by reading a memory device 28 of the accumulator 20, by means of RFID technology or in another way. Subsequently, depending on the detected identity, the assigned comparison value (s) is read from the memory device 18 of the charging device 10.
  • the one or more reference values can be read from a storage device 28 of the accumulator 20.
  • a third step 103 the accumulator characteristic quantity detected in the first step 101 or the accumulator characteristic quantities detected in the first step 101 are compared with the comparative value read in the second step 102 or the comparative values read in the second step 102. For example, charge Q and voltage U of the accumulator 20 compared with a comparison charging curve Q (U).
  • a fourth step 104 it is decided in the third step 103, depending on the result of the comparison, whether the accumulator 20 can be charged or is suitable for charging. If the comparison in the third step 103 shows that the accumulator 20 is no longer suitable for safe and comfortable use with a device 30, for example due to a reduced capacity or an increased internal resistance, it is decided in the fourth step 104 that the accumulator 20 no longer suitable for a store.
  • the decision made in the fourth step 104 is signaled to a user. This is done for example by a glow, the color of a light or a temporal variation of the brightness of a luminous element of a luminous diode, by ejecting the accumulator 20 from the charging device 10 or by another optical or acoustic manner.
  • the accumulator 20 is marked or a mark of the accumulator changed.
  • a marker for example, information can be stored in a memory device 28 of the accumulator 20, which indicates whether the accumulator is suitable for charging. If, for example, the accumulator characteristic or the accumulator characteristics are detected in the first step 101 only during or after a completed charging process, the mark set in the sixth step 106 can prevent the accumulator 20 from being charged once more.
  • a simple example of marking the accumulator 20 is burning through a coding resistor or a lead to a coding resistor.
  • the marking can be detected in a seventh step 107.
  • This seventh step 107 is executed, for example, when the battery 20 is again connected to a charger 10 to be charged.
  • charging of the accumulator 20 is permitted or inhibited. If the accumulator characteristic or the accumulator characteristics were already detected at the beginning or during a loading process in the first step 101, the second step 102, the third step 103, the fourth step 104 and the eighth step 108 can also follow immediately afterwards be executed. In this case, further charging of the accumulator 20 is inhibited if it is no longer suitable for it.
  • the seventh step 107 and the eighth step 108 may start at a re-loading. In this case, the recharging of the rechargeable battery 20 by the charging device 10 is prevented when the rechargeable battery 20 is marked as no longer suitable for charging.
  • the execution of the described steps is controlled, for example, by a processor 14 of the charging device 10, which is directly or indirectly coupled to the charging circuit 13, the memory device 18 and the signaling device 19 of the charging device 10 and to the memory device 28 of the battery 20, to these to control or write information in this and to read from this.
  • the accumulator characteristic or the accumulator characteristics are detected in the first step 101 by a device 30 which draws electrical power from the accumulator 20.
  • the device 30 detects, for example by means of a shunt resistor and from the voltage dropping at this voltage, the current flowing from the accumulator 20 current.
  • This current may alternatively be selected, for example, from the voltage provided by the accumulator 20 and the rotational speed of an electric motor driven by the accumulator 20 with the electric motor. direction 30 are determined. From measured at different load conditions currents and voltages of the internal resistance of the battery can be determined. By integrating the current, the charge shifted in the accumulator 20 can be determined.
  • the comparison value or the comparison values are read by the device 30 in a second step 102, similar to the embodiment described above, by the loading device 10 from a storage device 38 of the device 30 or a storage device 28 of the accumulator 20.
  • the third step 103, the fourth step 104, and the sixth step 106 are performed by the charging device 10 here through the device 30, similarly to the embodiment shown above.
  • the seventh step 107 and the eighth step 108 are executed in this case by a charging device 10 when the battery 20 is connected thereto to be charged.
  • further information can be stored in the storage device 18 of the charging device 10, in the storage device 28 of the accumulator 20 or in the storage device 38 of the device 30.
  • This information may include, for example, the state of charge of the accumulator 20, the charges shifted during loading or unloading in a loading device 10 and during the last unloading operation in a loading device 10 or a device 30, the date or the data of the last loading and unloading operations and other information describing the accumulator 20. All of this information can be taken into account in the fourth step 104 in the selection of the comparison value to be read in the second step 102 and / or in the decision as to whether the accumulator is suitable for charging.
  • the decision in the fourth step 104, the mark set in the sixth step 106 and the mark of the accumulator detected in the seventh step 107 and the eighth step 108 do not or only refer to the suitability of the Accumulator 20 for charging or charging, but alternatively or additionally to the suitability of the accumulator 20 for a predetermined power output.
  • the accumulator 20 is suitable for a predetermined power output.
  • the predetermined power output relates, for example, to the power to be output by the accumulator 20 or to the power to be output by the accumulator 20 during a predetermined period of time or to the time dependency of a power to be output by the accumulator 20.
  • the accumulator 20 may still be for generating a torque up to a predetermined threshold by a cordless screwdriver or a cordless drill, for operation of a flashlight or other device that has low power or high power only for very short periods Remove time from the accumulator 20, while being no longer suitable for generating a torque that is above the threshold, or a device that takes a high power or high power over long periods of time from the accumulator ,
  • the accumulator 20 is provided with a marking which indicates for which power output the accumulator 20 is still suitable.
  • a device 30 which is connected to the accumulator 20 then detects the marking produced in the sixth step 106. Depending on the detected mark, the device 30 can signal to a user or user by means of a signaling device 39 or in another way that the accumulator 20 is no longer or only to a limited extent suitable for the device 30. Accordingly, in the eighth step 108, a power output of the accumulator 20 to the device 30 is no longer allowed or only to a limited extent.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zum Behandeln eines Akkumulators wird eine Akkumulator-Kenngröße des Akkumulators erfasst (101). Ein Vergleichswert für die Akkumulator-Kenngröße wird aus einer Speichereinrichtung gelesen (102) oder mittels eines oder mehrerer aus der Speichereinrichtung (18; 28; 38) gelesener Werte berechnet. Die Akkumulator-Kenngröße wird mit dem Vergleichswert verglichen (103), um eine Vergleichsergebnis zu erhalten. Es wird abhängig von dem Vergleichswert entschieden (104), ob der Akkumulator für ein Laden geeignet ist.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln eines Akkumulators
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Behandeln eines Akkumulators, insbesondere zum Laden oder Entladen eines Akkumulators, sowie auf Computer-Programme und Vorrichtungen zum Behandeln eines Akkumulators.
Immer mehr elektrische und elektronische Geräte werden ausschließlich oder optional durch Akkumulatoren mit elektrischer Leistung versorgt. Beispiele sind neben mobiler Kommunikations- und Informationstechnologie Elektrowerkzeuge zum Bohren, Schleifen, Schrauben, Sägen etc. Der Akkumulator, oft auch wiederauf- ladbare Batterie genannt, aus einer oder mehreren Sekundärzellen ist in der Regel lösbar mechanisch und elektrisch mit dem Elektrowerkzeug verbunden. Zum Laden wird der Akkumulator vom Elektrowerkzeug abgenommen und mechanisch und elektrisch mit einer Ladevorrichtung verbunden. Alternativ bleibt der Akkumulator auch während des Ladens mit dem Elektrowerkzeug verbunden, wobei das Elektrowerkzeug direkt oder über ein Kabel mit der Ladevorrichtung verbunden wird.
Die Kapazität eines Akkumulators nimmt im Laufe seiner Lebensdauer in der Regel ab. Der Akkumulator kann deshalb immer weniger elektrische Energie speichern. Damit steigt das Risiko, dass der Akkumulator zu einem für den Anwender bzw. Benutzer unerwarteten Zeitpunkt leer ist. Der elektrische Innenwiderstand eines Akkumulators nimmt im Laufe seiner Lebensdauer in der Regel zu. Damit nimmt die Fähigkeit, hohe Ströme abzugeben, ab. Ferner steigt das Risiko einer Überhitzung des Akkumulators während des Ladens und vor allem während des Entladens bzw. der Leistungsabgabe an ein Elektrowerkzeug. Eine Alterung eines Akkumulators hat deshalb nicht nur einen Komfortnachteil für dessen Anwender, sondern auch ein zunehmendes Sicherheitsrisiko zur Folge.
Die DE 10 2005 020 356 A1 beschreibt eine Ladevorrichtung mit einer Messeinheit zur Erfassung einer Batteriekenngröße und einer Recheneinheit zum Bestimmen eines alterungsspezifischen Lademodus.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine sichere und komfortable Verwendung eines Akkumulators durch einen Anwender zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch Verfahren, ein Computer-Programm und Vorrichtungen gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beruhen auf der Idee, während bzw. zeitnah zum Ladeprozess eines Akkumulators oder während oder zeitnah zur Entnahme von elektrischer Leistung aus einem Akkumulator dessen Alterungszustand zu ermitteln und anschließend entweder das Laden bzw. die Entnahme von Leistung uneingeschränkt zuzulassen oder bei erkannter übermäßiger Alterung des Akkumulators das Laden bzw. die Entnahme von Leistung nicht durchzuführen. Alternativ wird ein Benutzer auf die fortgeschrittene Alterung des Akkumulators hingewiesen oder eine Empfehlung ausgesprochen, den Akkumulator nicht mehr zu laden.
Bei einem Verfahren zum Behandeln eines Akkumulators wird zunächst eine Ak- kumulator-Kenngröße des zu behandelnden Akkumulators erfasst. Aus einem digitalen oder analogen Speicherbauelement wird ein Vergleichswert für die Akkumulator-Kenngröße gelesen. Die Akkumulator-Kenngröße wird mit dem Vergleichs- wert verglichen, um ein Vergleichsergebnis zu erhalten. Abhängig von dem Vergleichsergebnis wird entschieden, ob der Akkumulator für ein Laden geeignet ist.
Die Akkumulator-Kenngröße kann beispielsweise vor, während und/oder nach ei- nem Laden des Akkumulators oder vor, während und/oder nach einem Entladen des Akkumulators erfasst werden. Die Schritte des Erfassens, des Lesens, des Vergleichens und des Entscheidens werden beispielsweise von einer Ladevorrichtung oder von einer Vorrichtung, die von dem Akkumulator mit Leistung versorgt wird, ausgeführt. Anschließend an die Entscheidung, ob der Akkumulator für ein Laden geeignet ist, wird der Akkumulator bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nur dann geladen, wenn der Akkumulator für ein Laden geeignet ist. Zusätzlich oder alternativ wird das Ergebnis der Entscheidung einem Benutzer bzw. Verwender des Akkumulators auf optische, akustische oder andere Weise signalisiert.
Ferner kann der Akkumulator zusätzlich oder alternativ als für ein Laden ungeeignet markiert werden. Die Markierung wird beispielsweise beim oder nach dem Entnehmen elektrischer Leistung aus dem Akkumulator durch eine Vorrichtung gesetzt oder verändert und vor dem nächsten Laden von einer Ladevorrichtung gelesen, wonach die Ladevorrichtung den Akkumulator nur dann lädt, wenn die Markierung anzeigt, dass der Akkumulator dazu geeignet ist. Alternativ oder zusätzlich wird die Markierung bei oder nach dem Laden des Akkumulators durch eine Ladevorrichtung gesetzt oder verändert, wobei eine Vorrichtung nur dann elektrische Leistung aus dem Akkumulator entnimmt, wenn die Markierung anzeigt, dass der Akkumulator für eine vorbestimmte Leistungsentnahme geeignet ist.
Eine solche Markierung kann eine mechanisch, optisch, elektronisch oder auf andere Weise erfassbare Markierung sein. Die Markierung des Akkumulators kann zu einem späteren Zeitpunkt durch eine Ladevorrichtung erfasst werden, die an- schließend den Akkumulator nur dann lädt, wenn die Markierung anzeigt, dass der Akkumulator für ein Laden geeignet ist. Bei einer Variante der vorliegenden Erfindung wird alternativ oder zusätzlich zur Entscheidung über eine Eignung des Akkumulators für ein Laden über eine Eignung des Akkumulators für eine vorbestimmte Leistungsabgabe entschieden. Entsprechend kann eine Markierung des Akkumulators gesetzt oder verändert wer- den, die anzeigt, ob der Akkumulator für eine vorbestimmte Leistungsabgabe geeignet ist. Die Markierung wird in diesem Fall von einer Vorrichtung erfasst, die danach nur dann Leistung aus dem Akkumulator entnimmt, wenn die Markierung anzeigt, dass der Akkumulator für die vorbestimmte Leistungsabgabe geeignet ist.
Die vorliegende Erfindung ist als Verfahren oder als Computer-Programm mit Programmcode zur Durchführung eines solchen Verfahrens, wenn das Computer- Programm auf einem Computer oder einem Prozessor abläuft, implementierbar. Ferner ist die Erfindung als Computer-Programm-Produkt mit auf einem maschinenlesbaren Träger, beispielsweise einem ROM-, EPROM-, EEPROM- oder Flash-Speicher, einer CD-ROM oder DVD oder auf einer Diskette oder Festplatte, oder in Form von Firmware gespeicherten Programmcode zur Durchführung von einem der genannten Verfahren, wenn das Computer-Programm-Produkt auf einem Computer, Rechner oder Prozessor abläuft, implementierbar. Ferner kann die vorliegende Erfindung als digitales Speichermedium, beispielsweise ROM-, EP- ROM-, EEPROM- oder Flash-Speicher, CD-ROM oder DVD oder Diskette oder Festplatte, mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen, die so mit einem programmierbaren Computer- oder Prozessor-System zusammenwirken können, dass eines der beschriebenen Verfahren ausgeführt wird, implementiert werden. Ferner kann die vorliegende Erfindung als Ladevorrichtung zum Laden eines Ak- kumulators oder als Vorrichtung, die aus dem Akkumulator elektrische Leistung bezieht, implementiert werden, wobei die Ladevorrichtung bzw. Vorrichtung ausgebildet ist, um eines der beschriebenen Verfahren auszuführen, oder wobei die Ladevorrichtung bzw. die Vorrichtung ein Computer-Programm, ein Computer- Programm-Produkt oder ein digitales Speichermedium umfasst, wie sie in diesem Absatz beschrieben wurden. Beispiele für Akkumulator-Kenngrößen sind die Kapazität, der Innenwiderstand, die Lade- oder Entladekurve (beispielsweise die Spannung U(Q) in Abhängigkeit von der Ladung Q) und aus der Lade- oder Entladekurve abgeleitete Größen sowie Kombinationen (Produkte, Quotienten oder andere Funktionen) derselben. Die beim Laden oder Entladen im Akkumulator verschobene Ladung kann bestimmt werden, indem die Spannung, die an einem präzisen Shunt-Widerstand abfällt, gemessen, der Strom daraus berechnet und aufintegriert wird. Ohne Verwendung eines Shunt-Widerstands kann ein aus dem Akkumulator entnommener Strom beispielsweise auch aus der Spannung und der Drehzahl eines aus dem Akkumu- lator mit elektrischer Leistung versorgten Motors berechnet werden.
Ein Vergleichswert für die Akkumulator-Kenngröße kann beispielsweise in der Ladevorrichtung, im Akkumulator oder in einer Vorrichtung, die aus dem Akkumulator elektrische Leistung bezieht, abgelegt bzw. gespeichert sein. Wenn der Ver- gleichswert im Akkumulator gespeichert ist, weisen der Akkumulator und die Ladevorrichtung oder die Vorrichtung, die mit elektrischer Leistung aus dem Akkumulator zu versorgen ist, Einrichtungen zum optischen, elektrischen, mechanischen oder anders gearteten Übertragen des Vergleichswerts vom Akkumulator zur Ladevorrichtung bzw. zu der Vorrichtung auf. Wenn der Vergleichswert in der Ladevorrichtung und/oder in der Vorrichtung, die durch den Akkumulator mit elektrischer Leistung zu versorgen ist, gespeichert ist und die Ladevorrichtung bzw. die Vorrichtung nicht nur mit einem einzigen Typ von Akkumulator zu betreiben ist, können ferner Vorrichtungen zum optischen, elektrischen, mechanischen oder anders gearteten Identifizieren des Akkumulators oder des Akkumulator-Typs vor- gesehen sein. Es gibt jedoch auch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, bei denen von dem zum Laden und Entladen erforderlichen elektrischen Kontakten abgesehen keine weiteren Einrichtungen zum optischen, elektrischen, mechanischen oder anders gearteten Übertragen von Informationen zwischen dem Akkumulator und der Ladevorrichtung bzw. der Vorrichtung vorgesehen sind.
Ein Vorteil einiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein Laden von zu stark gealterten Akkumulatoren abgelehnt oder verhindert werden kann. Dadurch kann eine Unzufriedenheit eines Benutzers mit einem unzureichenden Energieinhalt oder einer unzureichenden Leistungsabgabe eines gealterten Akkumulators verhindert werden. Ferner werden das Risiko einer ü- bermäßigen Hitzeentwicklung und eines dadurch verursachten Brandes und das Risiko eines unerwarteten Ausfalls einer Leistungsversorgung einer sicherheitsrelevanten Vorrichtung vermindert. Neben einer übermäßigen Alterung eines Akkumulators werden gleichzeitig auch Beschädigungen oder andere Defekte des Akkumulators erkannt und die daraus resultierenden Risiken und Gefahren verhindert oder zumindest vermindert.
Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung haben den Vorteil, dass Kosten für Elektronik im Akkumulator oder auch in der Ladevorrichtung vollständig eingespart oder zumindest vermindert werden können. Durch den Wegfall des Erfordernisses einer Unterbringung von Elektronik im Akkumulator kann dort ne- ben Herstellungskosten auch Bauraum eingespart werden. Gleichzeitig wird die Empfindlichkeit gegen elektrostatische Entladungen, Feuchtigkeit, Erschütterungen und andere äußere Einwirkungen reduziert. Die genannten Vorteile existieren beispielsweise, wenn eine Vorrichtung, die durch einen Akkumulator mit elektrischer Leistung versorgt wird, anhand eines zu starken Spannungseinbruchs bei der Entnahme elektrischer Leistung oder anhand anderer Kriterien eine übermäßige Alterung des Akkumulators erkennt und den Akkumulator entsprechend markiert. Diese Markierung kann später von einer Ladevorrichtung erfasst werden, die danach das Laden des Akkumulators ablehnt, ohne selbst Vorrichtungen zum Erfassen von Kenngrößen des Akkumulators aufweisen zu müssen.
Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsformen anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Ladevorrichtung und eines Akkumu- lators; Figur 2 eine schematische Darstellung eines Akkumulators und einer durch den Akkumulator mit elektrischer Leistung versorgten Vorrichtung; und
Figur 3 ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Behandeln eines Akkumulators.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ladevorrichtung 10 mit elektrischen Kontakten 11 , einer Signalübertragungseinrichtung 12, einer Ladeschaltung 13, einem Prozessor 14, einem Netzkabel 17, einer Speichereinrichtung 18 und einer Signalisierungseinrichtung 19. Ferner ist in Figur 1 ein Akkumulator 20 mit elektrischen Kontakten 21 , einer Signalübertragungseinrichtung 22 und einer Speichereinrichtung 28 dargestellt. Der Prozessor 14 ist mit der Signalübertragungseinrichtung 12, der Ladeschaltung 13, der Speichereinrichtung 18 und der Signalisierungseinrichtung 19 gekoppelt. Die Ladeschaltung 13 ist ferner mit den elektrischen Kontakten 11 und dem Netzkabel 17 verbunden. Die Signalübertragungseinrichtung 22 des Akkumulators 20 ist mit der Speichereinrichtung 28 gekoppelt.
In Figur 1 sind die Ladevorrichtung 10 und der Akkumulator 20 so dargestellt, dass die elektrischen Kontakte 11 und die Signalübertragungseinrichtung 12 der Ladevorrichtung 10 den elektrischen Kontakten 21 und der Signalübertragungseinrichtung 22 des Akkumulators 20 gegenüberliegen. Bei einem gegenüber der Darstellung in Figur 1 weiter verringerten Abstand zwischen der Ladevorrichtung 10 und dem Akkumulator 20 berühren sich die elektrischen Kontakte 11 der Ladevorrich- tung 10 und die elektrischen Kontakte 21 des Akkumulators 20 und bilden leitfähige Verbindungen zwischen der Ladungsschaltung 13 und der Ladevorrichtung 10 einerseits und den beiden Polen einer Sekundärzelle oder einer Serienschaltung von Sekundärzellen des Akkumulators andererseits. Wenn die Signalübertragungseinrichtung 12 der Ladevorrichtung 10 und die Signalübertragungseinrich- tung 22 des Akkumulators 20 ebenfalls als elektrische Kontakte ausgebildet sind, berühren sich diese und bilden eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Prozessor 14 der Ladevorrichtung 10 und der Speichereinrichtung 28 des Akku- mulators 20. Bei dieser relativen Anordnung der Ladevorrichtung 10 und des Akkumulators 20 kann der Akkumulator 20 durch die Ladevorrichtung 10 geladen oder auch entladen werden. Gleichzeitig ist ein Austausch von Information zwischen dem Prozessor 14 der Ladevorrichtung 10 und der Speichereinrichtung 28 des Akkumulators 20 möglich.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung des bereits oben anhand der Figur 1 dargestellten Akkumulators 20 und einer Vorrichtung 30, die ausgebildet ist, um durch den Akkumulator 20 mit elektrischer Leistung versorgt zu werden. Die Vor- richtung 30 ist beispielsweise ein Akku-Schrauber, eine Akku-Bohrmaschine oder ein anderes Werkzeug, das aufgrund einer Leistungsversorgung aus dem Akkumulator 20 mobil einsetzbar ist. Die Vorrichtung 30 umfasst elektrische Kontakte 31 , eine Signalübertragungseinrichtung 32, einen Prozessor 34, eine Speichereinrichtung 38, eine Signalisierungseinrichtung 39 und weitere Elemente, die in Figur 2 nicht dargestellt sind. Der Prozessor 34 ist mit der Signalübertragungseinrichtung 32, der Speichereinrichtung 38 und der Signalisierungseinrichtung 39 gekoppelt.
Ähnlich wie die elektrischen Kontakte 11 und die Signalübertragungseinrichtung 12 der oben anhand der Figur 1 dargestellten Ladevorrichtung 10 sind auch die elektrischen Kontakte 31 und die Signalübertragungseinrichtung 32 der Vorrichtung 30 so angeordnet, dass sie bei einer vorbestimmten relativen Anordnung des Akkumulators 20 und der Vorrichtung 30 einander teilweise berühren und elektrisch leitfähige Verbindungen zwischen einer Sekundärzelle oder einer Serien- Schaltung von Sekundärzellen des Akkumulators 20 einerseits und der Vorrichtung 30 andererseits sowie zwischen dem Prozessor 34 der Vorrichtung 30 einerseits und der Speichereinrichtung 28 des Akkumulators 20 andererseits herstellen.
Die Speichereinrichtung 28 des oben anhand der Figuren 1 und 2 dargestellten Akkumulators 20 ist beispielsweise ein ROM-, EPROM-, EEPROM-, Flash-, oder ein anderer, vorzugsweise nicht-flüchtiger digitaler Speicher oder ein Kondensator oder Widerstandsbauelement mit fester oder veränderbarer Kapazität bzw. mit festem oder veränderbarem Widerstandswert. Wie nachfolgend näher erläutert wird, kann in der Speichereinrichtung 28 Information, die den Akkumulator 20 oder einen Typ oder eine Bauart des Akkumulators 20 identifiziert, oder ein Vergleichswert für eine Akkumulator-Kenngröße abgelegt sein. Wenn die Speichereinrich- tung 28 des Akkumulators 20 ein Kondensator, ein Widerstandsbauelement, ein Schwingkreis oder ein anderes elektrisches Bauelement oder eine Schaltung e- lektrischer oder elektronischer Bauelemente ist, kann die Identität des Akkumulators 20, der Typ oder die Bauart des Akkumulators 20 oder der Vergleichswert in einer Kapazität, einem Widerstandswert, einer Resonanzfreuquenz oder einem anderen elektrischen Charakteristikum kodiert sein.
Die Signalübertragungseinrichtungen 12, 22, 32 der Ladevorrichtung 10, des Akkumulators 20 und der Vorrichtung 30 können alternativ oder zusätzlich beispielsweise für eine optische oder mechanische Signalübertragung oder für eine Signal- Übertragung mittels elektromagnetischer Wellen ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Speichereinrichtung 28 als Vertiefung in einer der Ladevorrichtung 10 bzw. der Vorrichtung 30 zugewandten Oberfläche des Akkumulators 20 ausgebildet sein, deren laterale Abmessungen und/oder Tiefe die Identität des Akkumulators 20, den Typ oder die Bauart des Akkumulators 20 oder den Vergleichswert kodiert. In diesem Fall sind die Signalübertragungseinrichtungen 12, 20, 32 der
Ladevorrichtung 10 und der Vorrichtung 30 Einrichtungen zum Erfassen einer oder mehrerer lateraler Abmessungen oder der Tiefe der Vertiefung.
Nachfolgend werden mehrere Ausführungsformen eines Verfahrens zum Behan- dein des oben anhand der Figuren 1 und 2 dargestellten Akkumulators 20, insbesondere zum Laden und Entladen, anhand der Figur 3 dargestellt. Die Figur 3 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines solchen Verfahrens. Obwohl die nachfolgend dargestellten Verfahren auch auf Ladevorrichtungen, Akkumulatoren und aus Akkumulatoren mit elektrischer Leistung zu versorgenden Vorrichtungen anwendbar ist, die sich von den oben anhand der Figuren 1 und 2 dargestellten unterscheiden, werden nachfolgend beispielhalber die Bezugszeichen aus den Figuren 1 und 2 verwendet, um ein Verständnis zu erleichtern. Beispielsweise kann ein Akkumulator anders als in den Figuren 1 und 2 dargestellt alternativ während eines Ladevorgangs in einer Vorrichtung verbleiben, die aus dem Akkumulator mit elektrischer Leistung zu versorgen ist.
Allen nachfolgend dargestellten Verfahren ist ein erster Schritt 101 gemein, in dem eine oder mehrere Akkumulator-Kenngrößen erfasst werden. Beispielsweise wird durch Messen der Ausgangsspannung des Akkumulators 20 bei mehreren verschiedenen Lade- oder Entlade-Strömen der Innenwiderstand des Akkumulators 20 erfasst. Alternativ oder zusätzlich wird bei einem vorbestimmten Strom die Spannung am Ausgang des Akkumulators 20 erfasst. Alternativ oder zusätzlich wird durch Messen und Integrieren des Stroms die während eines gesamten Lade- oder Entladevorgangs im Akkumulator 20 verschobene Ladung erfasst. Diese Größen können in Beziehung zueinander und/oder zu einer beispielsweise mittels eines Temperatursensors erfassten Temperatur des Akkumulators 20 gesetzt werden. Dazu können Look-Up-Tabellen oder mathematische Funktionen oder Relationen verwendet werden. Die so erhaltenen Akkumulator-Kenngröße oder Akkumulator-Kenngrößen werden so ausgewählt oder gebildet, dass sie eine möglichst große Aussagekraft über einen Alterungszustand des Akkumulators 20, insbesondere seine Kapazität und seine Fähigkeit, eine hohe Leistung abzugeben, aufweisen.
Die nachfolgenden Schritte werden nun zunächst für eine erste Ausführungsform des Verfahrens beschrieben. Bei dieser Ausführungsform wird die Akkumulator- Kenngröße im ersten Schritt 101 durch eine Ladevorrichtung 10 erfasst.
In einem zweiten Schritt 102 wird ein Vergleichswert für die Akkumulator- Kenngröße aus einer Speichereinrichtung 18 der Ladevorrichtung 10 gelesen oder mittels eines oder mehrerer aus der Speichereinrichtung 18 gelesenen Werte berechnet. Im Falle einer Berechnung des Vergleichswerts können einer oder meh- rere aus der Speichereinrichtung 18 gelesene Werte beispielsweise als Koeffizienten in eine Gleichung oder eine Formel eingehen. Dadurch ist beispielsweise eine Temperaturkompensation möglich. Wenn die Ladevorrichtung 10 ausschließlich für ein Zusammenwirken mit einem einzigen Akkumulator 20 oder einem einzigen Akkumulatortyp, der im Neuzustand definierte Eigenschaften, beispielsweise eine definierte Kapazität und einen definierten Innenwiderstand aufweist, ausgebildet ist, kann in der Speichereinrichtung 18 der Ladevorrichtung 10 lediglich ein oder mehrere Vergleichswerte für diesen einen Akkumulator 20 oder den einen Akkumulatortyp abgelegt sein.
Wenn die Ladevorrichtung 10 für ein Zusammenwirken mit mehreren Akkumulatoren 20 oder mit mehreren Akkumulatortypen, die bereits im Neuzustand unter- schiedliche Akkumulator-Kenngrößen aufweisen, ausgebildet ist, ist in der Speichereinrichtung 18 der Ladevorrichtung 10 eine entsprechende Mehrzahl von Vergleichswerten bzw. eine entsprechende Mehrzahl Sätzen von Vergleichswerten abgelegt. In diesem Fall wird im zweiten Schritt 102 zunächst der mit der Ladevorrichtung 10 verbundene Akkumulator 20 oder der Typ des mit der Ladevorrichtung 10 verbundenen Akkumulators 20 identifiziert. Dies kann beispielsweise durch eine Eingabe eines Anwenders, durch Auslesen einer Speichereinrichtung 28 des Akkumulators 20, mittels RFID-Technologie oder auf andere Weise erfolgen. Anschließend werden abhängig von der erfassten Identität der oder die zugeordneten Vergleichswerte aus der Speichereinrichtung 18 der Ladevorrichtung 10 gele- sen.
Wenn die Ladevorrichtung 10 für ein Zusammenwirken mit einer Mehrzahl verschiedener Akkumulatoren 20 oder einer Mehrzahl verschiedener Akkumulatortypen ausgebildet ist, können im zweiten Schritt 102 alternativ der oder die Ver- gleichswerte aus einer Speichereinrichtung 28 des Akkumulators 20 ausgelesen werden.
In einem dritten Schritt 103 werden die im ersten Schritt 101 erfasste Akkumulator- Kenngröße oder die im ersten Schritt 101 erfassten Akkumulator-Kenngrößen mit dem im zweiten Schritt 102 gelesenen Vergleichswert bzw. den im zweiten Schritt 102 gelesenen Vergleichswerten verglichen. Beispielsweise werden Ladung Q und Spannung U des Akkumulators 20 mit einer Vergleichs-Ladekurve Q(U) verglichen.
In einem vierten Schritt 104 wird abhängig vom Ergebnis des Vergleichs im dritten Schritt 103 entschieden, ob der Akkumulator 20 geladen werden kann bzw. für ein Laden geeignet ist. Wenn der Vergleich im dritten Schritt 103 zeigt, dass der Akkumulator 20, beispielsweise aufgrund einer reduzierten Kapazität oder eines erhöhten Innenwiderstands, nicht mehr für eine sichere und komfortable Verwendung mit einer Vorrichtung 30 geeignet ist, wird im vierten Schritt 104 entschieden, dass der Akkumulator 20 nicht mehr für ein Laden geeignet ist.
In einem optionalen fünften Schritt 105 wird die im vierten Schritt 104 getroffene Entscheidung einem Anwender signalisiert. Dies erfolgt beispielsweise durch ein Leuchten, die Farbe eines Leuchtens oder eine zeitliche Variation der Helligkeit eines Leuchtens einer Leuchtidiode, durch Auswerfen des Akkumulators 20 aus der Ladevorrichtung 10 oder durch eine andere optische oder akustische Weise.
In einem optionalen sechsten Schritt 106 wird der Akkumulator 20 markiert oder eine Markierung des Akkumulators geändert. Als Markierung kann beispielsweise in einer Speichereinrichtung 28 des Akkumulators 20 eine Information abgelegt werden, die anzeigt, ob der Akkumulator für ein Laden geeignet ist. Wenn beispielsweise die Akkumulator-Kenngröße oder die Akkumulator-Kenngrößen im ersten Schritt 101 erst während oder nach einem abgeschlossenen Ladevorgang erfasst werden, kann mit der im sechsten Schritt 106 gesetzten Markierung ver- hindert werden, dass der Akkumulator 20 ein weiteres Mal geladen wird. Ein einfaches Beispiel für ein Markieren des Akkumulators 20 ist ein Durchbrennen eines Codierwiderstands oder einer Zuleitung zu einem Codierwiderstand.
Wenn der Akkumulator 20 im sechsten Schritt 106 markiert wurde, kann die Mar- kierung in einem siebten Schritt 107 erfasst werden. Dieser siebte Schritt 107 wird beispielsweise dann ausgeführt, wenn der Akkumulator 20 erneut mit einer Ladevorrichtung 10 verbunden wird, um geladen zu werden. In einem achten Schritt 108 wird ein Laden des Akkumulators 20 zugelassen oder unterbunden. Wenn die Akkumulator-Kenngröße bzw. die Akkumulator- Kenngrößen im ersten Schritt 101 bereits zu Beginn oder während eines Ladevor- gangs erfasst wurden, können auch der zweite Schritt 102, der dritte Schritt 103, der vierte Schritt 104 und der achte Schritt 108 unmittelbar anschließend ausgeführt werden. In diesem Fall wird ein weiteres Laden des Akkumulators 20 unterbunden, wenn er dafür nicht mehr geeignet ist.
Wenn der erste Schritt 101 , der zweite Schritt 102, der dritte Schritt 103, der vierte Schritt 104 und der sechste Schritt 106 erst während oder nach dem Laden des Akkumulators 20 ausgeführt wurden, können der siebte Schritt 107 und der achte Schritt 108 zu Beginn eines erneuten Ladens ausgeführt werden. In diesem Fall wird das erneute Laden des Akkumulators 20 durch die Ladevorrichtung 10 unter- bunden, wenn der Akkumulator 20 als nicht mehr für ein Laden geeignet markiert ist.
Die Ausführung der beschriebenen Schritte wird beispielsweise durch einen Prozessor 14 der Ladevorrichtung 10 gesteuert, der direkt oder indirekt mit der Lade- Schaltung 13, der Speichereinrichtung 18 und der Signalisierungseinrichtung 19 der Ladevorrichtung 10 und mit der Speichereinrichtung 28 des Akkumulators 20 gekoppelt ist, um diese zu steuern bzw. Information in diese zu schreiben und aus dieser zu lesen.
Bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens wird die Akkumulator- Kenngröße bzw. werden die Akkumulator-Kenngrößen im ersten Schritt 101 durch eine Vorrichtung 30 erfasst, die elektrische Leistung aus dem Akkumulator 20 bezieht. Dazu erfasst die Vorrichtung 30 beispielsweise mittels eines Shunt- Widerstandes und aus der an diesem abfallenden Spannung den aus dem Akku- mulator 20 fließenden Strom. Dieser Strom kann alternativ beispielsweise aus der vom Akkumulator 20 bereitgestellten Spannung und der Drehzahl eines mit elektrischer Leistung aus dem Akkumulator 20 angetriebenen Elektromotors der Vor- richtung 30 bestimmt werden. Aus bei verschiedenen Lastzuständen gemessenen Strömen und Spannungen kann der Innenwiderstand des Akkumulators bestimmt werden. Durch Integration des Stroms kann die im Akkumulator 20 verschobene Ladung bestimmt werden.
Der oder die Vergleichswerte werden im zweiten Schritt 102 durch die Vorrichtung 30 ähnlich wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform durch die Ladevorrichtung 10 aus einer Speichereinrichtung 38 der Vorrichtung 30 oder einer Speichereinrichtung 28 des Akkumulators 20 gelesen. Der dritte Schritt 103, der vierte Schritt 104 und der sechste Schritt 106 werden ähnlich wie bei der oben dargestellten Ausführungsform durch die Ladevorrichtung 10 hier durch die Vorrichtung 30 ausgeführt. Der siebte Schritt 107 und der achte Schritt 108 werden in diesem Fall von einer Ladevorrichtung 10 ausgeführt, wenn der Akkumulator 20 mit dieser verbunden wird, um geladen zu werden.
Bei allen Ausführungsformen des beschriebenen Verfahrens können in der Speichereinrichtung 18 der Ladevorrichtung 10, in der Speichereinrichtung 28 des Akkumulators 20 oder in der Speichereinrichtung 38 der Vorrichtung 30 weitere Informationen abgelegt werden. Diese Informationen können beispielsweise den Ladezustand des Akkumulators 20, die bei dem oder den letzten Ladevorgängen in einer Ladevorrichtung 10 und bei der oder den letzten Entladevorgängen in einer Ladevorrichtung 10 oder einer Vorrichtung 30 verschobenen Ladungen, das Datum oder die Daten des bzw. der letzten Lade- und Entlade-Vorgänge und andere den Akkumulator 20 beschreibende Informationen umfassen. Alle diese In- formationen können bei der Auswahl des zu lesenden Vergleichswerts im zweiten Schritt 102 und/oder bei der Entscheidung, ob der Akkumulator für ein Laden geeignet ist, im vierten Schritt 104 berücksichtigt werden.
Bei einer Variante der oben dargestellten Ausführungsformen des Verfahrens be- ziehen sich die Entscheidung im vierten Schritt 104, die im sechsten Schritt 106 gesetzte Markierung und die im siebten Schritt 107 erfasste Markierung des Akkumulators sowie der achte Schritt 108 nicht oder nicht nur auf die Eignung des Akkumulators 20 für ein Laden bzw. auf das Laden, sondern alternativ oder zusätzlich auf die Eignung des Akkumulators 20 für eine vorbestimmte Leistungsabgabe.
Bei dieser Variante wird im vierten Schritt 104 entschieden, ob der Akkumulator 20 für eine vorbestimmte Leistungsabgabe geeignet ist. Die vorbestimmte Leistungsabgabe bezieht sich beispielsweise auf die vom Akkumulator 20 abzugebende Leistung oder auf die vom Akkumulator 20 während einer vorbestimmten Zeitdauer abzugebende Leistung oder auf die Zeitabhängigkeit einer vom Akkumulator 20 abzugebenden Leistung. Beispielsweise kann der Akkumulator 20 noch für die Erzeugung eines Drehmoments bis zu einem vorbestimmten Schwellenwert durch einen Akku-Schrauber oder eine Akku-Bohrmaschine, für einen Betrieb einer Taschenlampe oder einer anderen Vorrichtung, die nur eine geringe Leistung oder eine hohe Leistung nur für sehr kurze Zeit aus dem Akkumulator 20 entnimmt, ge- eignet sein, während er für eine Erzeugung eines Drehmoments, das über dem Schwellenwert liegt, oder eine Vorrichtung, die eine hohe Leistung oder über längere Zeiträume eine hohe Leistung aus dem Akkumulator entnimmt, nicht mehr geeignet sein. In diesem Fall wird im sechsten Schritt 106 der Akkumulator 20 mit einer Markierung versehen, die anzeigt, für welche Leistungsabgabe der Akkumu- lator 20 noch geeignet ist.
Im siebten Schritt 107 erfasst dann eine Vorrichtung 30, die mit dem Akkumulator 20 verbunden wird, die im sechsten Schritt 106 erzeugte Markierung. Abhängig von der erfassten Markierung kann die Vorrichtung 30 einem Benutzer bzw. An- wender mittels einer Signalisierungseinrichtung 39 oder auf andere Weise signalisieren, dass der Akkumulator 20 für die Vorrichtung 30 nicht mehr oder nur noch in eingeschränktem Maße geeignet ist. Entsprechend wird im achten Schritt 108 eine Leistungsabgabe des Akkumulators 20 an die Vorrichtung 30 nicht mehr oder nur noch eingeschränkt zugelassen.

Claims

Ansprüche:
1. Verfahren zum Behandeln eines Akkumulators (20), mit folgenden Schritten:
Erfassen (101 ) einer Akkumulator-Kenngröße des Akkumulators (20);
Lesen (102) eines Vergleichswerts für die Akkumulator-Kenngröße aus einer Speichereinrichtung (18; 28; 38) oder Berechnen eines Vergleichswerts mittels eines oder mehrerer aus der Speichereinrichtung (18; 28; 38) gelesener Werte;
Vergleichen (103) der Akkumulator-Kenngröße mit dem Vergleichswert, um ein Vergleichsergebnis zu erhalten;
Entscheiden (104), ob der Akkumulator (20) für ein Laden geeignet ist, oder
Entscheiden, ob der Akkumulator (20) für eine vorbestimmte Leistungsabgabe geeignet ist, abhängig von dem Vergleichsergebnis.
2. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, bei dem die Akkumulator- Kenngröße zumindest entweder vor oder während oder nach einem Laden des Akkumulators (20) erfasst wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem die Akkumulator-Kenngröße zumindest entweder vor oder während oder nach einem Entladen des Akkumulators (20) erfasst wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Schritte des Erfassens, des Lesens, des Vergleichens und des Entscheidens von einer Ladevorrichtung (10) ausgeführt werden.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Schritte des Erfassens (101 ), des Lesens (102), des Vergleichens (103) und des Ent- scheidens (104) von einer Vorrichtung (30) ausgeführt werden, die von dem Akkumulator (20) mit Leistung versorgt wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner mit folgendem Schritt:
Laden (108) des Akkumulators (20) nur dann, wenn der Akkumulator (20) für ein Laden geeignet ist.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner mit folgendem Schritt:
Entnahme von Leistung aus dem Akkumulator (20) nur dann, wenn der Akkumulator (20) für die vorbestimmte Leistungsabgabe geeignet ist.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner mit folgendem Schritt:
Signalisieren (105) des Ergebnisses des Entscheidens an einen Benutzer des Akkumulators (20).
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner mit folgendem Schritt:
Markieren (106) des Akkumulators (20) als für ein Laden bzw. für die vorbestimmte Leistungsabgabe ungeeignet, wenn der Akkumulator (20) für ein Laden bzw. für die vorbestimmte Leistungsabgabe ungeeignet ist.
10. Verfahren zum Behandeln eines Akkumulators (20), mit folgenden Schritten:
Erfassen (107) einer Markierung eines Akkumulators (20) durch eine Ladevorrichtung (10); Laden (108) des Akkumulators (20) durch die Ladevorrichtung (10), wenn die Markierung anzeigt, dass der Akkumulator (20) für ein Laden geeignet ist.
11. Verfahren zum Behandeln eines Akkumulators (20), mit folgenden Schritten:
Erfassen (107) einer Markierung eines Akkumulators (20) durch eine Vorrichtung (30);
Versorgen der Vorrichtung (30) mit Leistung aus dem Akkumulator (20), wenn die Markierung eine Eignung des Akkumulators (20) für eine vorbestimmte Leistungsabgabe anzeigt.
12. Computer-Programm mit Programmcode zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, wenn das Programm auf einem
Computer oder einem Prozessor (14; 34) abläuft.
13. Vorrichtung (10; 30) zum Behandeln eines Akkumulators (20), wobei die Vorrichtung (10; 30) ausgebildet ist, um ein Verfahren nach einem der Ansprü- che 1 bis 12 auszuführen.
14. Vorrichtung (10; 30) zum Behandeln eines Akkumulators (20), wobei die Vorrichtung (10; 30) ein Computer-Programm nach Anspruch 12 in Form von Firmware oder Software umfasst.
PCT/EP2009/053512 2008-05-13 2009-03-25 Verfahren und vorrichtung zum behandeln eines akkumulators WO2009138289A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008001717.5 2008-05-13
DE102008001717A DE102008001717A1 (de) 2008-05-13 2008-05-13 Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln eines Akkumulators

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009138289A1 true WO2009138289A1 (de) 2009-11-19

Family

ID=40793103

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2009/053512 WO2009138289A1 (de) 2008-05-13 2009-03-25 Verfahren und vorrichtung zum behandeln eines akkumulators

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102008001717A1 (de)
WO (1) WO2009138289A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110202495A1 (en) * 2010-02-18 2011-08-18 Ute Gawlick Adjustable alert rules for medical personnel

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013220243A1 (de) 2013-10-08 2015-04-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Minimieren einer Zellalterung einer Batterie bzw. Batterie mit einer Vorrichtung zur Minimierung einer Zellalterung der Batterie

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4242983A1 (de) * 1992-12-18 1994-06-23 Heitlinger Karl Leo Kennzeichnungsmittel für den Ladezustand von Batterien oder Akkumulatoren
DE19752278A1 (de) * 1997-11-26 1999-06-02 Bosch Gmbh Robert Steuerung für ein Kraftfahrzeug mit Fernbedienung oder Transponder
US6291973B1 (en) * 1999-02-01 2001-09-18 Mitac International Corp. External discharging/charging apparatus
DE102004043673A1 (de) * 2004-09-09 2006-03-30 Markus Paul Schaffung einer Kennzeichnungsmöglichkeit von entladenen Batterien
EP2012134A1 (de) * 2006-04-25 2009-01-07 Nippon Telegraph and Telephone Company Einrichtung und verfahren zur bestimmung des wechsels einer speicherbatterie

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005020356A1 (de) 2005-05-02 2006-11-09 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung, insbesondere Ladegerätvorrichtung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4242983A1 (de) * 1992-12-18 1994-06-23 Heitlinger Karl Leo Kennzeichnungsmittel für den Ladezustand von Batterien oder Akkumulatoren
DE19752278A1 (de) * 1997-11-26 1999-06-02 Bosch Gmbh Robert Steuerung für ein Kraftfahrzeug mit Fernbedienung oder Transponder
US6291973B1 (en) * 1999-02-01 2001-09-18 Mitac International Corp. External discharging/charging apparatus
DE102004043673A1 (de) * 2004-09-09 2006-03-30 Markus Paul Schaffung einer Kennzeichnungsmöglichkeit von entladenen Batterien
EP2012134A1 (de) * 2006-04-25 2009-01-07 Nippon Telegraph and Telephone Company Einrichtung und verfahren zur bestimmung des wechsels einer speicherbatterie

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110202495A1 (en) * 2010-02-18 2011-08-18 Ute Gawlick Adjustable alert rules for medical personnel

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008001717A1 (de) 2009-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112014000310B4 (de) Bewerten des Zustands eines Akkus, zugehöriges System und Fahrzeug
EP2419990B1 (de) Erweiterte batteriediagnose bei traktionsbatterien
EP2831608B1 (de) Verfahren zum verschalten von batteriezellen in einer batterie, batterie und überwachungseinrichtung
EP3095153B1 (de) Verfahren zum ladezustandsausgleich einer batterie
WO2013041656A2 (de) Steuerung einer energie-rückspeisung von einer anzahl von kraftfahrzeug-akkumulatoren in ein energienetz
DE102005023365A1 (de) Batterie-Management für Batterien in Hybrid-Fahrzeugen
DE102010062187A1 (de) Verfahren zur Ermittlung der Leerlaufspannung einer Batterie, Batterie mit einem Modul zur Ermittlung der Leerlaufspannung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer entsprechenden Batterie
WO2013159979A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum bestimmen eines ladezustands einer batterie und batterie
DE102011005769B4 (de) Verfahren zum Ermitteln eines Ladezustandes einer elektrischen Energiespeichervorrichtung und elektrische Energiespeichervorrichtung
DE102011080638A1 (de) Verfahren zur Bestimmung eines Zustandes einer Batterie, Batterie mit einem Modul zur Bestimmung eines Zustandes der Batterie sowie ein Kraftfahrzeug mit einer entsprechenden Batterie
WO2009138289A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum behandeln eines akkumulators
WO2019072488A1 (de) Energiespeichereinrichtung sowie vorrichtung und verfahren zur bestimmung einer kapazität einer energiespeichereinrichtung
DE102018005797A1 (de) Verfahren zum Abschätzen der für eine Vollladung einer wiederaufladbaren, elektrochemischen Energiespeichervorrichtung erforderlichen Zeitdauer
WO2015106974A1 (de) Verfahren zum überwachen einer batterie
DE19817423C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen eines Akkupacks
DE102013100471B4 (de) Verfahren zur Bestimmung eines Ladezustandes eines Energiespeichers mit wenigstens einer Energiezelle
DE102015002071A1 (de) Batteriezelle mit Überwachungsvorrichtung und zugehöriges Betriebsverfahren
DE102012214877A1 (de) Nutzungsverfahren für elektrische Energiespeicher, Anordnung zur Ausführung eines solchen Nutzungsverfahrens, Batterie und Kraftfahrzeug mit einer solchen Batterie
DE102014014031B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Ladezustandserkennung einer Kraftfahrzeugbatterie
DE102020109210A1 (de) Verfahren zum Ermitteln einer Kapazität von Batteriezellen, Kapazitätsermittlungsvorrichtung und Kraftfahrzeug mit einer Kapazitätsermittlungsvorrichtung
DE102012214092A1 (de) Ersatzzelle für ein Batteriesystem
DE102016224551A1 (de) Verfahren, maschinenlesbares Speichermedium und elektronische Steuereinheit zum Betrieb eines elektrischen Energiespeichersystems sowie entsprechendes elektrisches Energiespeichersystem
DE102022201825A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Zuordnung eines Nutzers zu einem batteriebetriebenen Gerät aus einem Gerätepool
DE102022202865A1 (de) Verfahren zum Laden einer Vielzahl von elektrochemischen Energiespeichern eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs
DE10345306A1 (de) Vorrichtung zum Laden und Überwachen einer Fahrzeugbatterie mit Einzelzellenabgriff

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09745622

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09745622

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1