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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.
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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 wiederaufladbare 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.
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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.
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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.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine sichere und
komfortable Verwendung eines Akkumulators durch einen Anwender zu ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird durch Verfahren, ein Computer-Programm und Vorrichtungen
gemäß den unabhängigen Ansprüchen
gelöst.
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Weiterbildungen
der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen
definiert.
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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.
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Bei
einem Verfahren zum Behandeln eines Akkumulators wird zunächst
eine Akkumulator-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.
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Die
Akkumulator-Kenngröße kann beispielsweise vor,
während und/oder nach einem 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.
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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.
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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 anschließend den Akkumulator
nur dann lädt, wenn die Markierung anzeigt, dass der Akkumulator
für ein Laden geeignet ist.
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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
werden, 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.
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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-, EPROM-, 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 Akkumulators 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.
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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 Akkumulator mit elektrischer Leistung versorgten Motors
berechnet werden.
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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 Vergleichswert
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 vorgesehen 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.
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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 übermäßigen
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.
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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 neben 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.
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Nachfolgend
werden verschiedene Ausführungsformen anhand der beigefügten
Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Ladevorrichtung und eines Akkumulators;
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2 eine
schematische Darstellung eines Akkumulators und einer durch den
Akkumulator mit elektrischer Leistung versorgten Vorrichtung; und
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3 ein
schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Behandeln eines
Akkumulators.
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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 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.
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In 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 1 weiter
verringerten Abstand zwischen der Ladevorrichtung 10 und
dem Akkumulator 20 berühren sich die elektrischen
Kontakte 11 der Ladevorrichtung 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 Signalübertragungseinrichtung 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.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung des bereits oben anhand der 1 dargestellten
Akkumulators 20 und einer Vorrichtung 30, die
ausgebildet ist, um durch den Akkumulator 20 mit elektrischer Leistung
versorgt zu werden. Die Vorrichtung 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 2 nicht dargestellt sind. Der Prozessor 34 ist
mit der Signalübertragungseinrichtung 32, der
Speichereinrichtung 38 und der Signalisierungseinrichtung 39 gekoppelt.
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Ähnlich
wie die elektrischen Kontakte 11 und die Signalübertragungseinrichtung 12 der
oben anhand der 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 Serienschaltung
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.
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Die
Speichereinrichtung 28 des oben anhand der 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 Speichereinrichtung 28 des Akkumulators 20 ein
Kondensator, ein Widerstandsbauelement, ein Schwingkreis oder ein
anderes elektrisches Bauelement oder eine Schaltung elektrischer
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.
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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 Signalübertragung 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.
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Nachfolgend
werden mehrere Ausführungsformen eines Verfahrens zum Behandeln
des oben anhand der 1 und 2 dargestellten
Akkumulators 20, insbesondere zum Laden und Entladen, anhand
der 3 dargestellt. Die 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 1 und 2 dargestellten
unterscheiden, werden nachfolgend beispielhalber die Bezugszeichen
aus den 1 und 2 verwendet,
um ein Verständnis zu erleichtern. Beispielsweise kann
ein Akkumulator anders als in den 1 und 2 dargestellt
alternativ während eines Ladevorgangs in einer Vorrichtung
verbleiben, die aus dem Akkumulator mit elektrischer Leistung zu versorgen
ist.
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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.
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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.
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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 mehrere 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.
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Wenn
die Ladevorrichtung 10 für ein Zusammenwirken
mit mehreren Akkumulatoren 20 oder mit mehreren Akkumulatortypen,
die bereits im Neuzustand unterschiedliche 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 gelesen.
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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 Vergleichswerte aus
einer Speichereinrichtung 28 des Akkumulators 20 ausgelesen
werden.
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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.
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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.
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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.
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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 verhindert 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.
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Wenn
der Akkumulator 20 im sechsten Schritt 106 markiert
wurde, kann die Markierung 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.
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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 Ladevorgangs 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.
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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 unterbunden, wenn der Akkumulator 20 als
nicht mehr für ein Laden geeignet markiert ist.
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Die
Ausführung der beschriebenen Schritte wird beispielsweise
durch einen Prozessor 14 der Ladevorrichtung 10 gesteuert,
der direkt oder indirekt mit der Ladeschaltung 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.
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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 Akkumulator 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.
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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.
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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 Informationen 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.
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Bei
einer Variante der oben dargestellten Ausführungsformen
des Verfahrens beziehen 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.
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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, geeignet 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 Akkumulator 20 noch geeignet ist.
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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. Anwender 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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005020356
A1 [0004]