用于可充电电池的有效放电的方法与流程

1.本发明涉及一种用于动力工具的开环和闭环控制的方法，该动力工具具有至少一个可充电电池、驱动器和至少一个控制装置，该可充电电池充当该动力工具的能量源。
2.此外，本发明涉及一种系统，该系统包括动力工具和至少一个可充电电池，该至少一个可充电电池用于向该动力工具供应电能以执行根据本发明的方法。


背景技术：

3.现代动力工具(比如，锤钻、锯、研磨机等)具有
4.当将可充电电池用作动力工具的电源时，出现的问题是，当递送电能时，可充电电池由于可充电电池单体的内部电阻(也称为输出电阻)而发热。出于安全原因，当可充电电池单体达到或超过临界温度阈值时，电能从可充电电池的递送结束。此处，缺点是，当达到温度阈值时，可充电电池通常还没有完全放电，或者可充电电池单体中仍然有容量(电压)，然而这对于动力工具的用户不再可用。换言之：由于可充电电池单体过早过热，从而无法使用可充电电池的全部容量。


技术实现要素：

5.因此，本发明的目的是提供一种用于具有至少一个可充电电池的动力工具的开环和闭环控制的方法，通过该方法，解决了上述问题，并且可以确保，在可充电电池单体过热之前，尽可能最有效地利用可充电电池的可用容量作为动力工具的能量源。
6.该目的通过独立权利要求1和4的主题来实现。本发明的进一步有利实施例可以在对应从属权利要求中找到。
7.该目的特别通过一种用于动力工具的开环和闭环控制的方法来实现，该动力工具具有至少一个可充电电池、驱动器和至少一个控制装置，该可充电电池充当该动力工具的能量源。
8.根据本发明，该方法包括以下方法步骤：
[0009]-通过温度测量装置来记录该可充电电池的至少一个温度值；
[0010]-通过电压测量装置来记录该可充电电池的至少一个第一电压值；以及
[0011]-如果该所记录的温度值对应于预定温度阈值并且该所记录的电压值对应于预定电压阈值，那么将该动力工具的第一性能参数值设定为该动力工具的第二性能参数值以用于设定电流强度值。
[0012]
根据本发明的有利实施例，该方法可以包括以下方法步骤：
[0013]-将该所设定的电流强度值存储在该可充电电池的存储器装置中；
[0014]-将该电流强度值从该可充电电池的存储器装置发送到该动力工具的控制装置；以及
[0015]-当该可充电电池超过预定充电值时，通过设定该动力工具的至少一个性能参数值来设定该电流强度值。
[0016]
根据本发明的有利实施例，该动力工具的性能参数可以是该驱动器的速度值或该驱动器的转矩值。
[0017]
此外，该目的通过一种系统来实现，该系统包括动力工具和至少一个可充电电池，该至少一个可充电电池用于向该动力工具供应电能以执行该方法。
附图说明
[0018]
在以下附图说明中可以发现进一步的优点。本发明的多个不同的示例性实施例在附图中示出。附图、说明书和权利要求包含许多组合的特征。本领域技术人员还将方便地单独考虑这些特征并将它们组合为有用的进一步组合。
[0019]
在附图中：
[0020]
图1示出了穿过根据本发明的系统的截面，该系统包括动力工具和与其连接的可充电电池；以及
[0021]
图2示出了在将可充电电池用于向动力工具供应电能期间的电压降、温度升高和电流强度曲线的图形表示。
具体实施方式
[0022]
图1展示了根据本发明的系统1，该系统包括动力工具2和可充电电池3。可充电电池3连接至动力工具并且用于向动力工具2的电负载供应电能。在供应期间，电流从可充电电池3流向动力工具2。
[0023]
根据本发明的替代性实施例，可以不通过至少一个可充电电池而是通过网络连接来为动力工具2供应电能。网络连接也可以称为电力电缆。本发明的该替代性实施例未在图中示出。
[0024]
如图1所示，动力工具2采用以可充电电池操作的螺丝刀的形式示出。根据其他替代性实施例，动力工具2还可以被设计为呈动力钻、锯、研磨机等形式。
[0025]
被设计为以可充电电池操作的螺丝刀的动力工具2大体上包括壳体4、手柄5、基部6、工具装配件7、电动马达形式的电驱动器8、控制装置9、传动机构9a、输入轴11、输出轴12以及激活开关13。
[0026]
被设计为电动马达的电驱动器8、传动机构10、输入轴11、输出轴12以及控制装置9定位在壳体4内。驱动器8、传动机构10、输入轴11以及输出轴12相对于彼此定位并且定位在壳体10内，使得驱动器8产生的转矩被传送至输出轴12。输出轴12将转矩传送至传动机构10，该传动机构进而将转矩传递至输入轴11。工具装配件7由输入轴11通过传送转矩来驱动。如图1所示，批头(bit)形式的工具14被固持在工具装配件7中。借助于批头，螺钉可以被拧到材料中。螺钉和材料都没有在附图中展示。
[0027]
如图1另外示出的，壳体4包括顶侧4a和底侧4b。手柄5包括第一端5a和第二端5b。手柄5的第一端5a被固定到壳体4的底侧4b上。另外，基部6包括上端6a和下端6b。基部6的上端6a被固定到手柄5的第二端5b上。基部6的下端6b包括机械、电和电子接口15并且用于机械连接、电连接和电子连接至可充电电池3。为了取用电流，接口15包括多个电力接头。接口15另外包括用于在动力工具2与可充电电池3之间发射和接收信号的数据接头。
[0028]
可以另外从图1看到，动力工具2的控制装置9定位在动力工具2的基部6中。动力工
具2的控制装置9用于对与动力工具2和可充电电池3相关的各种过程进行开环控制和闭环控制。控制装置9特别地控制从可充电电池3流向动力工具2并且特别地用于驱动被形成为电动马达的驱动器8的电流或电流强度。
[0029]
动力工具2的控制装置9包括微控制器18(还被称为mcu)，并且包括作为在可充电电池3与动力工具2之间进行通信(即，数据和信号交换)的通信电路的一部分的、具有第一收发器的数据接口。
[0030]
可充电电池3基本上包括具有可充电电池接口22的壳体21、多个储能单体23、控制电子器件24和温度测量装置27。控制电子器件24进而包括微控制器25、电压测量装置26和存储器装置28。
[0031]
温度测量装置27也可以称为温度传感器。
[0032]
可充电电池3还包括作为在可充电电池3与动力工具2之间进行通信的通信电路的部件部分的、具有第二收发器的数据接口。
[0033]
储能单体23还可以被称为可充电电池单体并且用于取用、储存以及提供电能或电压。
[0034]
可充电电池接口22定位在壳体21的一侧上。可充电电池接口22包括用于取用和递送电流的多个电力连接器，并且还包括用于在动力工具2与可充电电池3之间发射和接收信号的数据连接器。可以通过电力连接器来递送来自储能单体23的电流。
[0035]
如图1所示，动力工具2连接至可充电电池3，使得可充电电池3的电力连接器也连接至动力工具2的电力接头。同样的，可充电电池3的数据连接器连接至动力工具2的数据接头。
[0036]
通过连接，电流可以从可充电电池3的储能单体23流向动力工具2。此外，可以在可充电电池3与动力工具2之间交换信号以便进行通信。
[0037]
可以从图1看到，激活开关13定位在手柄5的前侧5c。激活开关13在方向a上移动的结果是，信号可以从激活开关13传输至控制器9，其结果是，控制器9进而将信号传输至可充电电池3的控制电子器件24。被传输至控制电子器件24的信号使得能够从可充电电池3释放具有特定电流值的电能或电流以用于动力工具2的电负载以及特别是被形成为电动马达的驱动器8。动力工具2具有可以测量供应电流的电流强度的电流装置(未示出)。如果测得具有可允许电流强度的供应电流，则供应电流可以流向动力工具2的电负载。替代性地或附加地，电流测量装置还可以定位在可充电电池3中。
[0038]
为了将与激活开关13在方向a上的行程相对应的信号传输至控制器9，激活开关13包括电位计(未示出)。
[0039]
如果激活开关13再次在方向b上移动，那么借助于电位计(未示出)，相应的信号被传输至控制器9，结果是，电流不再从可充电电池3流向动力工具2。
[0040]
在电能的递送期间，储能单体23发热。通过温度测量装置27来记录可充电电池单体的温度曲线(见图2)。在电能从可充电电池到动力工具的递送期间，可充电电池单体的温度通常介于25℃与70℃之间。通过电压测量装置26来记录每个可充电电池单体处的电压。在充电状态下，可充电电池单体的电压为4.2伏，并且在放电状态下，该电压为2.5伏。
[0041]
在可充电电池单体的温度升高到70℃以上并且可充电电池单体的电压下降到2.5伏以下的情形下，可充电电池3的控制电子器件24停止电能到动力工具2的递送。
[0042]
为了防止由于过早达到可充电电池单体23的临界温度阈值而结束电能从可充电电池到动力工具的递送，动力工具的功率相应地降低。出于此目的，借助于控制装置9来降低驱动器8的速度。通过降低驱动器9的速度，从可充电电池单体23流向动力工具的驱动器8的电流强度的值减小。由于较低的电流强度，可充电电池单体处的温度升高减慢，使得可以从可充电电池单体汲取电压(即，电能)持续较长的一段时间。
[0043]
此外，可充电电池单体23中实现可能温度升高最慢的电流强度值存储在可充电电池3的存储器装置28中。当可充电电池3被完全充电以再次用作动力工具2的电源时，可充电电池单体23中实现可能温度升高最慢的电流强度值被发送到动力工具2的控制装置9。借助于这个所确定的电流强度值，驱动器8的动力输出正好在充电了的电池3开始使用时被设定或选择的方式为，使得防止可充电电池单体23处的温度过快升高，并且使可充电电池单体23几乎完全放电。