WO2011107298A2

WO2011107298A2 - Mobile ladeanordnung zum aufladen von als akkus bezeichneten batterien in unterschiedlichen formen

Info

Publication number: WO2011107298A2
Application number: PCT/EP2011/001180
Authority: WO
Inventors: Dieter Werner; Julian Baugatz; Hans-Peter Constien; Oliver Lang
Original assignee: Solarc Innovative Solarprodukte Gmbh
Priority date: 2010-03-05
Filing date: 2011-03-04
Publication date: 2011-09-09
Also published as: WO2011107298A3; DE102010011201A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein mobiles Ladegerät für die Stromversorgung von als Akkus bezeichneten aufladbaren Batterien in unterschiedlichen Formen, insbesondere prismatische und Rundzellenform, umfassend ein Gehäuse mit einem im Gehäuse liegenden Fach für Akkus einer ersten Form, einer elektronischen Schaltung, die die Regelung und Steuerung des Ladevorgangs vornimmt, einer Anzeigeeinheit zur Anzeige des Ladezustands sowie einen Anschluss für externe Stromversorgung. Durch Aufbringen von Akkus einer zweiten Form auf eine Auflagefläche, wobei die Akkus über ein vorgespanntes, in der Höhe verstellbares Druckelement gehalten werden, sowie in ihrer Position einstellbare Kontaktelemente zur elektrischen Kontaktierung können Akkus einer zweiten Form geladen werden.

Description

Mobile Ladeanordnung zum Aufladen von als Akkus bezeichneten Batterien in unterschiedlichen Formen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mobile Ladeanordnung zum Aufladen von als Akkus bezeichneten Batterien in unterschiedlichen Formen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Mobile Ladegeräte dienen dem ortsunabhängigen Aufladen elektrischer Geräte, insbesondere von als Akkus bezeichneten aufladbaren Batterien. Die Form der Akkus variiert hierbei zwischen prismatischen Zellen für den Betrieb in Mobiltelefonen, Digitalkameras, MP3- Playern oder anderen ähnlichen Kleingeräten mit auswechselbaren, spezifisch auf das jeweilige Kleingerät geformten Akkus und Akkus in Rundzellenform, die ebenfalls in Kleingeräten eingesetzt werden, allerdings so genormt sind, dass sie in verschiedene dafür vorgesehene Kleingeräte eingesetzt werden kön- nen.

Für den Betrieb derartiger mobiler Kleingeräte stellt die Energieversorgung ein zunehmendes Problem dar, da der Funktionsumfang solcher Geräte permanent zunimmt.

Durch energiesparendere Schaltungen und verbesserte Akkus kann dieser Entwicklung zwar in einem gewissen Rahmen entgegengewirkt werden, allerdings besteht aufgrund einer zunehmenden Mobilität der Benutzer solcher mobiler Kleingeräte die Notwendigkeit, Akkus auch ohne verfügbaren Anschluss für Netzstrom aufladen zu können. Gerade in Gegenden, in denen der Zugang zu Netzstrom nur eingeschränkt oder gar nicht möglich ist, ist eine netzautarke Stromversorgung von Akkus erwünscht.

Hierbei stellt sich wiederum das besondere Problem, dass es sehr viele verschiedene Typen prismatischer Akkus gibt, die jeweils nur mit einem speziellen, an die Form des jeweiligen Akkus angepassten Ladegerät geladen werden können. Aus dem Stand der Technik bekannte Ladegeräte, wie das in DE 10 2004 037 329 AI beschriebene, sind daher in der Regel nur für einen bestimmten Akkutyp ausgelegt. Die in der genannten Druckschrift offenbarte Stromversorgungseinrichtung umfasst ein abnehmbar angebrachtes gerätespezifisches Akku- /Elektronikmodul mit auf den jeweiligen Akkutyp angepasster Regelelektronik und Ladeschale. Das Gerät ist dabei für die Aufladung von Zusatzakkus von

Kleingeräten ausgelegt, allerdings passt in die spezifische Ausgestaltung immer nur ein einzelner, genau definierter Akkutyp. Prismatische Akkus variieren in ihrer Form allerdings nicht nur zwischen den einzelnen Herstellern, sondern auch innerhalb einer Modell- reihe. Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine mobile Ladeanordnung zu entwickeln, die die genannten Nachteile vermeidet, mit der sich also eine Vielzahl unterschiedlich geformter Akkus aufladen lassen und die einen kompakten und platzsparenden Aufbau aufweist .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine mobile Ladeanordnung zum Aufladen von als Akkus be- zeichneten Batterien in unterschiedlichen Formen mit einem Ladegerät und mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs. Dadurch, dass das Ladegerät ein Gehäuse mit einem im

Gehäuse liegenden Fach für Akkus, eine elektronische Schaltung, eine Anzeigeeinheit sowie einen Anschluss für eine externe Stromversorgung umfasst, können in das im Gehäuse liegende Fach Akkus einer ersten Form, vorzugsweise Rundzellenform, eingebracht und durch die elektronische Schaltung, die die Regelung und Steuerung des Ladevorgangs vornimmt, geladen werden. Durch Vorsehen einer Auflagefläche mit an dem Gehäuse angebrachtem, verstellbarem Druckelement können zu- sätzlich zu den Akkus im Fach weitere Akkus anderer

Form, vorzugsweise prismatischer Form, festgehalten und geladen werden, wobei Akkus unterschiedlicher Höhen durch Verstellbarkeit der Druckplatte auf der Auflagefläche sicher festgehalten werden. Eine einfa- che elektrische Kontaktierung der auf der Auflagefläche aufliegenden Akkus ist nach der Erfindung dadurch möglich, dass diese Akkus durch im Gehäuse verschiebbar angebrachte Kontaktelemente elektrisch kontaktiert werden.

Durch die Verwendung von zwei unterschiedlichen Auf- nahmeeinrichtungen wird eine große Bandbreite verschiedener Akkutypen abgedeckt. Während konventionelle Akkus in Rundzellenform, die in einer Vielzahl von Kleingeräten der Stromversorgung dienen, durch die Aufnahme im Fach geladen werden können, besteht ein wesentlicher Vorteil des Ladegeräts darin, dass zusätzlich nur in ein spezifisches Kleingerät passende Akkus prismatischer Form ebenfalls mit diesem Ladegerät geladen werden können. Durch die verschiebbaren Kontaktelemente, die zur Anpassung an verschieden geformte Akkukontakte drehbar gelagerte Federelemente umfassen, und den durch das Druckelement realisierten Haltemechanismus können die letztgenannten Akkus mechanisch sicher gehalten und elektrisch kontaktiert werden, wobei im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Ladegeräten nun durch die flexiblen Einstellmöglichkeiten mehrere Akkutypen und -formen verwendet werden können. Die Höhenverstellung und in bevorzugter Ausführung die Arretierung des Druckele- ments erlaubt die Verwendung unterschiedlich großer und dicker Akkus, während die verschiebbaren Kontakt- elemente einfach an die Position der Akkukontakte an- gepasst werden können und somit eine positionsgenaue Kontaktierung erlauben. Durch die Vorspannung des Druckelements wird eine stabile Halterung der auf der

Auflagefläche befindlichen Akkus erreicht. Außerdem wird das Druckelement ohne auf der Auflagefläche aufliegenden Akku so in eine handliche Transportform zusammenklappbar .

Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung werden durch die in den abhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale möglich.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass das Druckelement zum Halten der Akkus einer zweiten Form eine drehbar an einem Schwenkarm angebrachte Druckplatte umfasst. Durch den Schwenkarm können Akkus der zweiten Form und beliebiger Höhe einfach auf dem Gehäuse festgehalten werden, indem der Schwenkarm in einer Drehbewegung um seine

Befestigung am Gehäuse auf die entsprechende Höhe eingestellt wird und in dieser Höhe durch eine Rändelschraube arretiert werden kann. Die Druckplatte passt sich durch die Drehbarkeit auch an unregelmäßig geformte Akkugeometrien an und sorgt durch den über die Vorspannung des Schwenkarms ausgeübten Druck in Richtung des Gehäuses für einen sicheren Halt der Akkus einer zweiten Form während des Ladevorgangs. Wenn keine Akkus auf der Auflagefläche gehalten werden, kann der Schwenkarm und die Druckplatte einfach in einen zusammengefalteten Zustand gebracht und an das Gehäuse geschwenkt werden, wobei der Schwenkarm nach dem Anschwenken an einer Seitenfläche des Gehäuses, an der er auch befestigt ist, vorzugsweise parallel dazu anliegt, was aufgrund der Vorspannung des Druckelements kein Problem ist, und bilden mit dem Gehäuse eine kompakte Einheit.

Um die aus dem Gehäuse ragenden Kontaktelemente auch ohne aufliegenden Akku vor mechanischer Beschädigung zu schützen, ist in der Druckplatte eine Aussparung enthalten. Bei Aufliegen der Druckplatte auf der Auflagefläche werden die Kontaktelemente in dieser Aussparung der Druckplatte aufgenommen und sind somit abgedeckt und geschützt.

Die elektronische Schaltung ist vorzugsweise derart gestaltet, dass sie über eine Steuer- und Regeleinheit Akkupolarität und Akkuspannung nach der Kontak- tierung der Akkus bestimmt und den Ladestrom in Ab^¬ hängigkeit von den bestimmten Parametern einstellt. Somit wird die Verwendbarkeit des Geräts auf verschiedene Akkusorten erhöht und erlaubt die Detektion beschädigter Akkus, die nicht mehr geladen werden können. Die Bestimmung der Akkupolarität erlaubt weiter, durch über die Steuer- und Regeleinheit

aktivierbare interne Schalter die Aufladung von Akkus der zweiten Form mit jeweils zu dem kontaktierten Akku passender Polarität vorzunehmen. Zusätzlich kann die elektronische Schaltung dazu eingerichtet sein, eine falsche Kontaktierung der Akkus zu erkennen, beispielsweise durch Kontaktierung eines Kontakts, der nicht zum Laden geeignet ist, und in diesem Fall den Ladevorgang zu unterbrechen, um so das mobile Ladegerät und den Akku selbst vor Beschädigung zu schützen. Um zu verhindern, dass Akkus einer ersten Form in falscher Richtung in das Fach zum Laden eingelegt werden, kann die Aufnahme im Fach derart gestaltet sein, dass die Akkus der ersten Form mechanisch nur in der zur Aufladung passenden Richtung einlegbar sind.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Kontaktelemente sieht vor, dass diese so geformt sind, dass sowohl unterseitige als auch frontseitig liegende Akkukontakte kontaktierbar sind. Dies wird durch eine schlaufenförmige Ausbildung eines einen elektrischen Kontakt herstellenden Teils der Kontaktelemente erreicht, wobei die Schlaufe einen asymmetrischen Querschnitt aufweist. Die elektrische Kontaktierung wird hierbei durch in den Kontaktelementen drehbar gelagerte Federelemente hergestellt, die die Kontaktelemente an die Akkukontakte pressen. Durch die in ihrer Position einstellbaren Kontaktelemente können somit eine Vielzahl unterschiedlich geformter prismatischer Akkus zuverlässig kontaktiert werden. Zur Anzeige verschiedener Ladeparameter soll das mobile Ladegerät über eine Anzeigeeinheit verfügen, die vorzugsweise eine LED- und/oder LCD-Anzeige umfasst und verschiedene Ladeparamter anzeigt. Zu diesen La- deparametern, die umschaltbar angezeigt werden sollen, gehören vorzugsweise Ladestrom, Ladezustand, Akkuspannung, Akkuzustand, sowie geladene und entladene Kapazität. Zusätzlich soll die Anzeigeeinheit auch fehlerhafte Bedienung des Geräts bei fehlerhafter Kontaktierung von Akkus der zweiten Form, beispielsweise durch Kontaktierung von nicht zum Laden vorgesehenen Akkukontakten, anzeigen. Zur Umschaltung der Anzeige der Ladeparameter in der Anzeigeeinheit können manuell bedienbare Taster bzw. Tastschalter vor- gesehen sein. Der Vorteil dieser Anzeigeeinheit liegt in der erhöhten Benutzerfreundlichkeit. Dem Benutzer werden Informationen über den Ladevorgang zur Verfügung gestellt, sodass dieser beispielsweise die für den restlichen Ladevorgang verbleibende Zeit abschät- zen kann oder speziell gewünschte Ladeparamter eingestellt werden können.

Zur Ladung von Akkus einer ersten Form, vorzugsweise Rundzellenform, soll das im Gehäuse liegende Fach Aufnahmeräume für Akkus mit unterschiedlichen Größen aufweisen. Dadurch können auch mehrere Größen von konventionellen und nicht-gerätespezifischen Akkus mechanisch stabil im Gerät aufgenommen und geladen werden .

Besonders vorteilhaft ist, dass die Auflagefläche höhenverstellbar ist, da dadurch in dem im Gehäuse liegenden Fach Akkus mit unterschiedlicher Höhe aufgenommen werden können, vorzugsweise ist das Gehäuse mit einem Deckel versehen, auf dessen Oberseite die

Auflagefläche sitzt und der höhenverstellbar ist. Die Höhenverstellbarkeit wird dazu über verschiedene Einrastpositionen erreicht, sodass in die Aufnahmeräume eingebrachte Akkus während des Ladevorgangs sicher und vor äußeren Einflüssen geschützt verwahrt sind. Zusätzlich dient der Deckel einer Höhenanpassung der auf der Auflagefläche aufliegenden Akkus einer zweiten Form während der Kontaktierung mit den Kontaktelementen. Damit wird die Variabilität des Geräts in Bezug auf die Größe der zu ladenden Akkus er- höht, andererseits bleibt das Gerät handlich.

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Aufnahmeeinheit im Fach ergibt sich aus der kreuzweisen Anordnung von zwei Akkufächern für zwei verschiedene Größen von Rundzellen, vorzugsweise in den Größen AAA, AA oder C. Durch die kreuzweise Anordnung für zwei verschiedene Größen, wobei jede Größe nur in die dafür vorgesehen Aufnahmevorrichtung passt, wird verhindert, dass Akkus verschiedener Größen versehentlich beim Aufladevorgang gemeinsam in die Ladevorrichtung eingesetzt werden und somit aufgrund der mit der unterschiedlichen Größe einhergehenden unterschiedlichen elektrischen Merkmale nicht bzw. mit falschen Parametern geladen werden. Die kreuzweise Anordnung ist dabei so ausgestaltet, dass eine Sorte Akkus jeweils nur in einer Richtung in die Aufnahme- vorrichtung eingesetzt werden kann, während eine zweite Sorte nur orthogonal dazu einsetzbar ist. Zur netzautarken Stromversorgung kann an das mobile

Ladegerät kraft- und/oder formschlüssig eine Solarmoduleinheit bündig am Gehäuse befestigt und an die elektronische Schaltung angeschlossen werden. Damit wird eine netzautarke mobile Ladeanordnung durch ein mechanisch fest verbundenes Generatormodul realisiert. Die Solarmoduleinheit umfasst dafür eine Grundplatte mit mindestens einem Solarmodul, vorzugsweise jedoch zwei oder mehr Solarmodule. Die Grundplatte wird mechanisch mit dem Gehäuse verbunden, die Solarmodule sind in einer vorteilhaften Ausgestaltung schwenkbar zu dieser Grundplatte und können so in

Richtung der einfallenden Sonnenstrahlung ausgerichtet werden.

Ist als Stromversorgung eine Solarmoduleinheit an das mobile Ladegerät angeschlossen, wird in der Anzeigeeinheit neben den bereits benannten Ladeparametern die Solarspannung, -ström und -leistung angezeigt.

Um zusätzlich das Gerät mit weiteren Stromquellen betreiben zu können, kann ein zusätzlicher Anschluss für eine externe Stromversorgung durch Netzstrom oder alternative Stromquellen, wie z. B. Zigarettenanzünder eines Kraftfahrzeugs, im Gehäuse enthalten sein. Somit kann das Ladegerät mit Solarstrom über die Solarmoduleinheit, Netzstrom oder einer Kombination aus beiden Energiequellen versorgt werden. Das Ladegerät bezieht die zum Laden benötigte Energie aus mehreren möglichen Quellen, sodass es auch bei Ausfall einer der Quellen mit der anderen betrieben werden kann.

Zum effizienten Betrieb umfasst die Ladeelektronik eine so genannte Maximum- Power- Point (MPP) -Tracker- Schaltung, die ständig den optimalen Betriebspunkt der externen Stromversorgung, also z. B. der Solarmodule, ermittelt und den Ladestrom entsprechend einstellt. Mit Hilfe dieses Mechanismus wird ein optimaler Betrieb des Solarmoduls gewährleistet.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die elektronische Schaltung einen mit der Steuer- und Regeleinheit verbundenen Temperatursensor um- fasst. Die Steuer- und Regeleinheit steuert den Ladevorgang dann in Abhängigkeit von der Temperatur und beinhaltet insbesondere eine Abschalteinheit zum Steuern eines Abschaltens des Ladevorgangs . Durch die Verwendung einer solchen Abschalteinheit wird beispielsweise der fehlerhaften Benutzung durch Einlegen von nicht-aufladbaren Batterien vorgebeugt, da bei einer versuchten Aufladung solcher Batterien die steigende Temperatur registriert und daraufhin der Ladevorgang unterbunden wird.

Der zur Versorgung mit Netzstrom oder Strom aus anderen Stromquellen, wie beispielsweise einem Zigarettenanzünder eines Kraftfahrzeugs, vorgesehene Lade- eingang kann auch als USB-Anschluss konzipiert sein. Unabhängig davon kann ein solcher USB-Anschluss vorteilhaft auch der Datenübertragung an einen PC dienen. Weiter kann der USB-Anschluss oder ein ähnlicher Anschluss derart gestaltet sein, dass externe Kleingeräte angeschlossen werden können und über die elektrische Verbindung mit dem mobilen Ladegerät mit Energie versorgt werden. Der USB-Anschluss kann auch zur Verbindung mit einem Computer genutzt werden, sodass eine Datenaufzeichnung oder eine Parametrisie- rung der Ladeeinheit durchgeführt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 9 erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des zusammengeklappten

Ladegeräts, wobei die Kontaktelemente in der Aussparung der Druckplatte aufgenommen sind, Fig. 2 eine Vorderansicht des zusammengeklappten Ladegeräts aus Fig. 1, Fig. 3 eine Aufsicht auf das zusammengeklappte Ladegerät aus Fign. 1 und 2,

Fig. 4 eine Seitenansicht des Ladegeräts mit auf der Auflagefläche aufliegendem schmalen Ak- ku und Deckel in einer erhöhten

Einrastposition,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Ladegeräts mit auf der Auflagefläche aufliegendem dicken Akku und Deckel in der untersten

Einrastposition,

Fig. 6 eine Vorderansicht des Ladegeräts mit wie in Fig. 5 aufliegendem Akku,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Ladeanordnung, bestehend aus dem Ladegerät und angeschlossener Solarmoduleinheit, mit aufgeklapptem Deckel des Ladegeräts und in den Aufnahmeräumen liegenden Akkus, abgeklapptem Druckelement und aufgeklappten Solarmodulen,

Fig. 8 Blockschaltbild des elektronischen Schalt- kreises,

Fig. 9 eine Rückansicht der Ladeanordnung, bestehend aus Ladegerät und angeschlossener Solarmoduleinheit, ohne aufliegenden Akku und mit angelegten Solarmodulen. In Fig. 1 ist in einer seitlichen Ansicht, in Fig. 2 in der Vorderansicht und in Fig. 3 in der Draufsicht ein erfindungsgemäßes mobiles Ladegerät 1 dargestellt. Das mobile Ladegerät 1 umfasst ein Gehäuse 2 mit einem im Gehäuse 2 liegenden und in der Figur durch einen Deckel 14 geschlossenen Fach 3 (siehe Fig. 7), eine Anzeigeeinheit 5 sowie ein an das quaderförmige Gehäuse 2 anliegendes Druckelement 8, das einen Schwenkarm 10 und eine Druckplatte 11 umfasst. Im in den Figuren 1-3 dargestellten zusammengeklappten Zustand des mobilen Ladegeräts liegen Schwenkarm 10 und Druckplatte 11 an dem Gehäuse 2 an und bilden mit diesem eine kompakte, quaderförmige Einheit. In das Fach 3 können Akkus einer ersten Form eingebracht werden, eine Auflagefläche 7 zur Aufnahme von Akkus einer zweiten Form befindet sich auf der Oberseite des Deckels 14. Die Auflagefläche 7 kann dabei rutschfest sein, um neben dem Festhalten der auf ihr aufliegenden Akkus durch das Druckelement 8 die Be- weglichkeit der Akkus zusätzlich einzuschränken. Der

Deckel 14 selbst ist über ein Scharnier 26 mit dem Gehäuse 2 verbunden. Der Schwenkarm 10 ist mittels einer Feder federbelastet in Richtung des Gehäuses 2 vorgespannt und liegt in der zusammengefalteten Form parallel zu einer Rückwand neben der Auflagefläche 7, die Druckplatte 11 liegt über einem Teil der Auflagefläche 7 auf. Eine Breite der Druckplatte 11 entspricht hierbei einer Breite der Auflagefläche 7. Zur Arretierung des Schwenkarms 10 in der Höhe ist eine Rändelschraube 24 an diesem angebracht, welche den

Schwenkarm 10 mit der Rückwand des Gehäuses 2 verbindet. Das Gehäuse 2 weist eine rechteckige Ober- und Unterseite sowie vier ebenfalls rechteckige Seitenflächen auf, Ecken der Seitenflächen sind jeweils ab- gerundet. Der Schwenkarm 10 ist kürzer als die Seitenfläche des Gehäuses 2, an welcher der Schwenkarm 10 im zusammengeklappten Zustand anliegt.

Der Deckel 14 weist mehrere Einrastpositionen auf und ist in der Figur 1 in der untersten Position einge- rastet, sodass das Fach 3 komplett geschlossen ist.

Der komplette Aufbau des mobilen Ladegeräts 1, wie in den Fign. 1 - 3 gezeigt, ist kompakt und handlich, wodurch es leichter zu transportieren ist.

Zur Aufladung der auf der Auflagefläche 7 aufliegenden Akkus sind verschiebbare Kontaktelemente 9, im Ausführungsbeispiel zwei, enthalten, die der positionsgenauen Kontaktierung der Akkus dienen. Zur Kon- taktierung weisen die Kontaktelemente 9 einen Draht auf, der zu einer Schlaufe mit asymmetrischem Querschnitt gebogen ist, wobei die Schlaufe Abflachungen in horizontaler und vertikaler Richtung zur Vergrößerung einer Kontaktierfläche aufweist. Diese Kontaktelemente 9 sind ohne aufliegenden Akku mechanisch geschützt durch die Aufnahme in eine in der Druckplatte

11 enthaltene, nicht näher dargestellte Aussparung. Die Kontaktelemente 9 sind durch in einer Nut 29 des Gehäuses 2 geführte Verschiebeelemente 20 manuell verschiebbar, gegen ungewolltes Verrutschen aber klemmend ausgestaltet.

Neben der Befestigung des drehbaren Schwenkarms 10 am Gehäuse 2 befindet sich die Anzeigeeinheit 5 (siehe Fig. 3) bestehend aus einem LCD-Feld, es können aber beispielsweise auch Leuchtdioden (LED) bzw. eine Kombination beider Anzeigemethoden verwendet werden. Die Anzeigeeinheit 5 dient der Anzeige von verschiedenen Parametern wie Ladestrom, Ladezustand, Akkuspannung, Akkuzustand und geladene und entladene Kapazität. Die Parameter können über eine Eingabeeinheit 13 umgeschaltet und Ladeparameter können darüber eingestellt werden. Die Eingabeeinheit 13 ist im Ausführungsbeispiel als Taster und/oder Tastschalter ausgebildet. An der Anzeigeeinheit 5 befindet sich auch ein Knopf bzw. Schalter 25 zum An- und Ausschalten des Ladege- räts 1, bzw. um das Ladegerät 1 in einen Stand-by-

Modus zu versetzen. Die Steuer- und Regeleinheit 12 kann das Ladegerät 1 jedoch auch nach einer bestimmten Zeit der Nichtbenutzung automatisch ausschalten. In einer weiteren Ausgestaltung kann das Gerät durch Betätigen einer beliebigen Taste eingeschaltet werden, der Schalter 25 dient dann nur zum Versetzen in den Stand-by-Modus oder zum Ausschalten.

Fig. 4 zeigt eine seitliche Ansicht des mobilen Lade- geräts 1 mit einem auf der Auflagefläche 7 aufliegenden prismatischen Akku 21. Der prismatische Akku 21 wird durch das Druckelement 8 gegen die Auflagefläche 7 gepresst und somit mechanisch stabil gehalten. Dazu übt der federbelastete Schwenkarm 10 über die auf dem Akku 21 aufliegende Druckplatte 11 einen Anpressdruck auf die dem Gehäuse 2 abgewandten Fläche des Akkus 21 aus. Der Deckel 14 ist auf eine im Vergleich zu Fig. 1 erhöhte Einrastposition eingestellt und möglicherweise auch seitlich verschoben, derart, dass er links durch eine Kante 30 eines im Deckel ausgebildeten

Vorsprungs auf dem Gehäuse 2 aufliegt. Die Höhenverstellung des Deckels 14 und seine Verschiebbarkeit auf dem Gehäuse 2 wird durch ein verschiebbares und höhenverstellbares Scharnier 26 bewirkt. Durch dieses Scharnier 26 kann der Deckel 14 geöffnet werden. In der geöffneten Stellung kann der Deckel 14 auf dem Gehäuse 2 verschoben werden und beim Schließen des Deckels 14 auf dem Vorsprung in einer zur ursprünglichen Position erhöhten Stellung auf dem Gehäuse 2 aufliegen. Zusätzlich können am Gehäuse 2 Aufsätze 22 vorhanden sein, die als weitere Einrastelemente für den Deckel 14 dienen und diesen auf einer definierten Höhe halten. In dieser Position können im Fach 3 beispielsweise größere Rundzellenakkus enthalten sein oder der Deckel 14 kann der Höheneinstellung des auf der Auflagefläche 7 aufliegenden Akkus 21 zur einfacheren elektrischen Kontaktierung mit den Kontaktelementen 9 dienen. Der in Fig. 4 gezeigte Akku 21 wird von den Kontaktelementen 9 unterseitig kontaktiert.

In Fig. 5 ist das mobile Ladegerät 1 in einer Seitenansicht mit aufliegendem Akku prismatischer Form 27 dargestellt, der im Vergleich zu dem prismatischen Akku 21 in Figur 4 allerdings dicker ist und vorderseitige Akkukontakte aufweist. Fig. 6 zeigt eine Vorderansicht des Ladegeräts aus Fig. 5. Wie in Fig. 4 ist der Akku 27 durch das Druckelement 8 mechanisch festgehalten und liegt auf der Auflagefläche 7 des Deckels 14 auf. Der Deckel 14 ist in der untersten Rastposition geschlossen, sodass eine ebene Fläche mit dem Gehäuse 2 zur Aufnahme des Akkus 27 gebildet wird. Die Kontaktelemente 9 stehen mit den Akkukontakten durch in diesem Fall vorderseitige Kontaktierung in elektrischer Verbindung, wobei sie auf die zur Kontaktierung passenden Positionen in der Nut 29 des Gehäuses 2 geschoben wurden.

Fig. 7 zeigt die mobile Ladeanordnung, die aus dem Ladegerät 1 und einer Solarmoduleinheit 15 besteht. Die Solarmoduleinheit 15 umfasst eine Grundplatte 16, die über eine einrastende kraft- und formschlüssige

Verbindung mit der Unterseite des Gehäuses 2 verbunden ist, sowie zwei Solarmodule 17, die schwenkbar über ein Scharnier 23 an der Grundplatte 16 angelenkt sind. Zur Verbindung der Grundplatte 16 mit der Un- terseite des Gehäuses 2 sind am Gehäuse 2 hier nicht gezeigte Aussparungen vorhanden, in die Rastelemente der Grundplatte 16, wie beispielsweise Steckverbinder, eingebracht werden. Die Grundplatte 16 verfügt über eine elektrische Verbindung, durch die die Solarmoduleinheit 15 über den Anschluss 6 für externe Stromversorgung mit einer elektronischen Schaltung mit Mikroprozessor 4 im Gehäuse 2 das Ladegeräts 1 verbunden ist, um die Stromversorgung des Ladegeräts 1 zu gewährleisten. Diese elektrische Verbindung kann z. B. über elektrisch leitende Steckverbinder gesche- hen. Die Solarmodule 17 können in Richtung der Sonne geschwenkt werden, damit ihre Flächen maximal ausgeleuchtet sind und somit maximale Solarleistung an das Ladegerät 1 übertragen wird. Werden die Solarmodule 17 nicht verwendet, können sie über das Scharnier 23 mit der Grundplatte 16 zusammengefaltet werden und bilden dann mit dem Ladegerät 1 eine kompakte und leicht zu transportierende Einheit.

In Fig. 7 ist der Deckel 14 geöffnet und zwei

Rundzellenakkus 28 sind in das im Gehäuse 2 liegende

Fach 3 eingebracht. Im Fach 3 befindet sich unter den Rundzellenakkus 28 ein Temperatursensor 19, der bei verstärkter Aufheizung der Akkus, wie sie beim Einlegen von nicht wiederaufladbaren Batterien vorkommt, ein Signal an die elektronische Schaltung 4 gibt, die daraufhin den Ladevorgang unterbindet. Die einliegenden Akkus 28 sind in diesem Fall senkrecht zum

Schwenkarm 10 in das Fach 3 eingebracht, orthogonal zu den einliegenden Akkus, also parallel zum Schwenk- arm 10, befindet sich im Fach 3 eine weitere Aufnah- mevorrichtung für Rundzellenakkus einer anderen Größe. Bei geöffnetem Deckel 14 ist das Druckelement 8 vom Gehäuse 2 weggeschwenkt, da ansonsten die Druckplatte 11 ein Öffnen des Deckels 14 behindern würde.

In Fig. 8 ist ein Blockschaltbild der elektronischen Schaltung 4 des mobilen Ladegeräts 1 dargestellt. Dicke Pfeile zeigen in der Figur den Energiefluss an. Die elektronische Schaltung mit Mikroprozessor 4 um- fasst eine Steuer- und Regeleinheit 12, die Akkupola- rität und -Spannung abtastet und den Ladestrom einstellt. Die Anzeige der erhaltenen Informationen sowie der Ladeparameter wie Ladestrom, Ladezustand, Akkuspannung, Akkuzustand sowie geladene und entladene Kapazität erfolgt auf der hier nicht gezeigten Anzei- geeinheit 5. Zusätzlich bzw. alternativ können über eine Eingabeeinheit 13 Ladeparameter auch manuell eingestellt werden. Wird eine Solarmoduleinheit 15 an das mobile Ladegerät 1 angeschlossen, so wird über den in der elektronischen Schaltung 4 enthaltenen Eingangskonverter/MPP-Tracker- Schaltung 18 ständig der optimale Betriebspunkt der Solarmoduleinheit 15 ermittelt und der Ladestrom in Abhängigkeit von der Sonneneinstrahlung und dem optimalen Betriebspunkt über die Steuer- und Regeleinheit 12 eingestellt. Bei Anschluss einer alternativen Energiequelle wie z. B.

Netzstrom erfolgt ebenfalls eine Anpassung über den Eingangskonverter/MPP-Tracker-Schaltung .

Die zum Laden in das Fach 3 des Gehäuses 2 eingeleg- ten Akkus werden durch den Temperatursensor 19 in

Hinsicht auf eine Erwärmung durch fehlerhaftes Einlegen von nicht wiederaufladbaren Batterien überwacht, wird eine zu hohe Temperatur registriert, wird, wie bereits beschrieben, der Ladevorgang unterbrochen. An das Ladegerät 1 können auch direkt externe Kleingeräte angeschlossen werden, die dann mittels der durch das Ladegerät 1 bereitgestellten Energie betrieben werden. Hierzu wird über einen Ausgangskonverter 32 verschiedene elektrische Parameter eingestellt wer- den, sodass eine Vielzahl unterschiedlicher Geräte betrieben werden kann. Zur Datenaufzeichnung oder zur Parametrisierung kann die elektronische Schaltung 4 auch mit einem in der Figur nicht dargestellten Computer verbunden werde. Eine gleichzeitige Aufladung von Akkus der ersten und der zweiten Form ist möglich, hierzu wird zunächst ein Akku einer Form geladen und dient danach als Energiequelle für einen Akku der anderen Form. Dadurch wird zusätzlich eine weitere Energiequelle be- reitgestellt.

Fig. 9 stellt eine Rückansicht der Ladeanordnung 1 dar, bei der der Anschluss 6 für die externe Stromversorgung als Buchse für einen Hohlstecker im Gehäu- se 2 enthalten ist. Die Solarmodule 17 der Solarmoduleinheit 15 liegen an der Grundplatte 16 an, sodass die Ladeanordnung eine kompakte und handliche Form aufweist. Der USB-Anschluss 31 kann der Datenübertragung an einen PC bzw. einer Parametrisierung durch einen PC dienen und eventuell zusätzlich zur Stromversorgung externer Kleingeräte genutzt werden.

Bezugszeichenliste :

1 mobiles Ladegerät

2 Gehäuse

3 Fach

4 elektronische Schaltung

5 Anzeigeeinheit

6 Anschluss für externe Stromversorgung

7 Auflagefläche

8 Druckelement

9 Kontaktelement

10 Schwenkarm

11 Druckplatte

12 Steuer- und Regeleinheit

13 Eingabeeinheit

14 Deckel

15 Solarmoduleinheit

16 Grundplatte

17 Solarmodul

18 Eingangskonverter / MPP-Tracker-Schaltung

19 Temperatursensor

20 Verschiebeelemente

21 prismatischer Akku (dünn)

22 Aufsätze

23 Scharnier der Solarmoduleinheit

24 Rändelschraube

25 Schalter

26 Scharnier

27 prismatischer Akku (dick)

28 Rundzellenakkus

29 Nut

30 Kante

31 USB-Anschluss

32 Ausgangskonverter

Claims

Patentansprüche

Mobile Ladeanordnung zum Aufladen von als Akkus bezeichneten Batterien in unterschiedlichen Formen, insbesondere prismatische und Rundzellenform, mit einem Ladegerät (1) , wobei das Ladegerät (1) ein Gehäuse (2) mit einem im Gehäuse (2) liegenden Fach (3) für Akkus einer ersten Form, eine elektronische Schaltung (4) , die die Regelung und Steuerung des Ladevorgangs vornimmt, eine Anzeigeeinheit (5) zur Anzeige des Ladezustands sowie einen Anschluss für eine externe Stromversorgung (6) umfasst,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Gehäuse (2) eine Auflagefläche (7) für Akkus einer zweiten Form umfasst, wobei an dem Gehäuse (2) ein in der Höhe verstellbares Druckelement (8) zum Halten der Akkus einer zweiten Form sowie in ihrer Position einstellbare Kontaktelemente (9) zur positionsgenauen Kontaktierung der elektronischen Schaltung (4) mit den Akkus einer zweiten Form angebracht sind.

Mobile Ladeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (8) eine an einem Schwenkarm (10) angebrachte, drehbare Druckplatte (11) umfasst.

Mobile Ladeanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende des Schwenkarms (10) drehbar an einer Seite des Gehäuses (2) befestigt ist, derart, dass in einem zusammengefalteten Zustand der Schwenkarm neben einer Seitenfläche des Gehäuses angeordnet ist und die Druckplatte auf der Auflagefläche liegt.

Mobile Ladeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (11) zum Andrücken von auf der Auflagefläche (7) liegenden Akkus einer zweiten Form vorgespannt ist .

Mobile Ladeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (11) mindestens eine Aussparung aufweist, in die bei Aufliegen der Druckplatte (11) auf der Auflagefläche (7) die Kontaktelemente (9) aufnehmbar sind.

Mobile Ladeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (4) derart ausgebildet ist, dass sie über eine Steuer- und Regeleinheit (12) Akkupolarität und Akkuspannung nach Kontak- tierung der Akkus abtastet und den Ladestrom einstellt .

Mobile Ladeanordnung nach einem der vorhergehen^¬ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (9) für Akkus einer zweiten Form so geformt sind, dass sowohl unterseitige als auch frontseitige Akkukontakte kontaktierbar sind .

Mobile Ladeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit (5) eine LED- und/oder LCD- Anzeige umfasst und ausgebildet ist, verschiedene Ladeparameter, vorzugsweise Ladestrom, Lade- zustand, Akkuspannung, Akkuzustand, geladene und entladene Kapazität, umschaltbar anzuzeigen.

Mobile Ladeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuer- und Regeleinheit (12) der elektronischen Schaltung über eine Eingabeeinheit (13) Ladeparameter einstellbar sind.

Mobile Ladeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das im Gehäuse (2) liegende Fach (3) zur Aufnahme von Akkus einer ersten Form Aufnahmeräume für Akkus mit unterschiedlichen Größen aufweist.

Mobile Ladeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (7) des Gehäuses (2) höhenverstellbar ist.

Mobile Ladeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das im Gehäuse (2) liegende Fach (3) eine kreuzweise Anordnung von zwei Aufnahmeräumen für Akkus zweier verschiedener Größen von Rundzellen, vorzugsweise AAA, AA oder C, aufweist.

Mobile Ladeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Stromversorgung als eine Solarmoduleinheit (15) ausgebildet ist, die eine Grundplatte (16) und mindestens ein Solarmodul (17) , vorzugsweise jedoch zwei oder mehr Solarmodule (17) umfasst, wobei die Grundplatte (16) kraft - und/oder formschlüssig am Gehäuse (2)

befestigbar ist und die Solarmodule (17) vorzugsweise schwenkbar zur Grundplatte (16) sind. Mobile Ladeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (4) eine Maximum-PowerPoint (MPP- ) -Tracker-Schaltung (18) umfasst, die ständig den optimalen Betriebspunkt der externen Stromversorgung ermittelt und den Ladestrom einstellt .

Mobile Ladeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor (19) mit der Steuer- und Regel- einheit (12) verbunden ist, die den Ladevorgang abhängig von der Temperatur steuert und die insbesondere eine Abschalteinheit zum Steuern eines Abschaltens eines Ladevorgangs umfasst .