WO2023227614A1 - Ladesystem, elektrogerätesystem und verfahren zum laden einer wiederaufladbaren batterie - Google Patents

Ladesystem, elektrogerätesystem und verfahren zum laden einer wiederaufladbaren batterie Download PDF

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WO2023227614A1
WO2023227614A1 PCT/EP2023/063809 EP2023063809W WO2023227614A1 WO 2023227614 A1 WO2023227614 A1 WO 2023227614A1 EP 2023063809 W EP2023063809 W EP 2023063809W WO 2023227614 A1 WO2023227614 A1 WO 2023227614A1
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WO
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charging
adapter
designed
battery
interface
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/063809
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English (en)
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Inventor
Mark Heilig
Jan Becker
Roy Dattatreya
Original Assignee
Alfred Kärcher SE & Co. KG
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Publication date
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00036—Charger exchanging data with battery
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • H02J7/0045—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction concerning the insertion or the connection of the batteries

Definitions

  • the present invention relates to a charging system for a battery-operated electrical device, in particular in the form of a power tool, a household or garden tool, wherein the charging system has at least one rechargeable battery with a first control and / or regulating device, in particular for controlling, regulating and monitoring the charging, discharging and a battery state, and a charging device for charging the rechargeable battery.
  • the invention further relates to an electrical appliance system comprising at least one battery-operated electrical appliance, in particular in the form of a power tool, a household or garden appliance, at least one rechargeable battery for supplying the at least one electrical appliance with electrical energy and a charging system for charging the rechargeable battery.
  • an electrical appliance system comprising at least one battery-operated electrical appliance, in particular in the form of a power tool, a household or garden appliance, at least one rechargeable battery for supplying the at least one electrical appliance with electrical energy and a charging system for charging the rechargeable battery.
  • the invention relates to a method for charging a rechargeable battery, which comprises a first control and/or regulating device, which is in particular designed to control, regulate and monitor the charging and/or discharging of the rechargeable battery, wherein the rechargeable battery is designed to Supplying an electrical device, especially in the form of a power tool, a household or garden appliance, with electrical energy.
  • Charging systems of the type described above are known in a variety of ways.
  • battery-operated electrical devices for example power tools, household or garden appliances, which are operated with rechargeable batteries whose battery voltages are greater than 5 volts, for example 18 volts or 36 volts, are charged with charging devices in the form of proprietary chargers that are specific to the respective electrical devices - Rechargeable batteries, hereinafter also referred to as battery packs, are specifically designed.
  • These chargers are used to regulate the battery-specific charging parameters, in particular a charging current.
  • Such charging systems generally require a special charger to be provided for each type of rechargeable battery. In this way, large amounts of electronic waste are generated every year because, due to their specific adaptation, the chargers can only be used for the rechargeable batteries or battery packs assigned to them.
  • the charging device comprises at least one charging device and an adapter device
  • the charging device comprises a charging device housing
  • the adapter device comprises an adapter device housing, which the charging device housing and the adapter device housing are designed separately from one another, that the adapter device and the charging device are connected or can be connected to one another in a charging position via a connecting cable or a direct plug connection
  • the at least one charging device comprises a second control and / or regulating device for controlling and / or regulating charging parameters during the charging process and that in the Charging position
  • the first control and / or regulation device and the second control and / or regulation device are communicatively connected to one another for transmitting charging parameters specific for the at least one rechargeable battery from the first control and / or regulation device to the second control and / or regulation device .
  • Such a charging system makes it possible, in particular, to use standard chargers to charge the rechargeable batteries.
  • the charging device which is arranged or designed in a separate charging device housing, thus forms an independent charger, which can be coupled to the rechargeable battery via the battery-specific adapter device in order to charge it.
  • a number of different battery types can be charged with a single charger. All that is required is different adapter devices adapted to the respective battery types.
  • the adapter devices themselves can be provided with minimal electronic components. In particular, when designing the adapter devices, it is possible to completely dispense with power electronics that are required to charge the rechargeable battery.
  • the charging device also referred to below as a charger
  • a direct plug connection can in particular include a plug element on the adapter device and a corresponding plug element on the charging device, which are engaged in the charging position, in particular non-positively and/or positively to form an electrical and mechanical connection between the adapter device and the charging device.
  • Rechargeable batteries within the meaning of this application include one or more battery cells, which are preferably identical. In particular, these can be lithium ion cells.
  • the charging device includes power electronics, if the power electronics is exclusively included in the charging device and if the adapter device is designed without power electronics.
  • power electronics all relevant electrical power components required for charging the rechargeable battery, referred to as power electronics, can be integrated into the charging device, i.e. the so-called charger. Dispensing with power electronics in the adapter device simplifies its structure and also minimizes the costs of its production.
  • the charging device is preferably designed to provide a charging power of at least 50 watts, in particular at least 120 watts.
  • rechargeable batteries in particular with nominal voltages greater than 5 volts, for example 18 volts, 36 volts or 48 volts, can be charged quickly and safely.
  • the charging device is designed in the form of a USB charger.
  • Providing the charging device as a USB charger makes it possible, in particular, to create a universal charging system.
  • commercially available USB chargers can be used to ultimately charge any rechargeable batteries for battery-operated electrical devices.
  • Only the adapter devices are specific to the respective battery type. However, these are preferably designed so that they can be coupled to any USB chargers that are designed to provide the required charging parameters such as charging voltage, charging current and charging power in order to charge the rechargeable batteries.
  • USB chargers can be provided in hotels.
  • the charger is preferably designed at least in accordance with the USB 3.1 PD standard.
  • Such chargers and their further developments towards higher performance enable the external control of charging parameters, for example by transmitting corresponding control signals from the rechargeable battery, in particular the first control and/or regulating device.
  • the chargers therefore do not have to maintain the battery-specific charging parameters themselves, for example in a storage device of the same. Rather, they are transmitted by the battery being charged. This makes it possible to use such chargers to charge battery types that will only be available in the future.
  • the charging device is designed to charge rechargeable batteries with a battery voltage greater than 5 volts, in particular with battery voltages of at least 18 volts or at least 36 volts.
  • rechargeable batteries in particular can be used to operate electrical devices that use operating voltages that are greater than 5 volts, in particular battery voltages of 18 volts or, for example, 36 volts or 48 volts.
  • the adapter device comprises a first adapter interface device, that the at least one rechargeable battery comprises a battery interface device and that the first adapter interface device and the battery interface device are designed to correspond to one another for mechanical and electrical coupling to one another in a first coupling position.
  • This design of the adapter device enables light a defined coupling in mechanical and electrical terms between the battery and the adapter device in the first coupling position.
  • a defined connection between the rechargeable battery and the adapter device can be ensured in order to charge the rechargeable battery in the charging position, in which the adapter device and the charging device are connected to one another via a direct plug connection or a connecting cable.
  • the direct plug connection or the connecting cable is permanently and permanently connected to the adapter device or to the charging device.
  • the connecting cable or a plug connector of the plug connection is therefore fixed either to the adapter device or the charging device, so that only a detachable connection is provided, namely between the connecting cable or the plug connector and the charging device or the connecting cable or the plug connector and the adapter device. This minimizes the number of contact points for operating the charging system. This can in particular improve the reliability of the charging system in use.
  • the adapter device comprises a second adapter interface device
  • the connecting cable comprises a first connecting cable interface device and if the second adapter interface device and the first connecting cable interface device are designed to correspond to one another for mechanical and electrical coupling to one another in a second coupling position.
  • the connecting cable and the adapter device can be detachably connected to one another.
  • the interface is defined here by the second adapter interface device and the first connecting cable interface device corresponding to this.
  • the charging device comprises a first charging device interface, if the connecting cable comprises a second connecting cable interface device and if the first charging device interface device and the second connecting cable interface device are designed to correspond to one another for mechanical and electrical coupling to one another in a third coupling position.
  • This configuration makes it possible, in particular, to release a connection between the connecting cable and the charging device.
  • the adapter device can be separated from the charging device quickly and safely. If the connecting cable has both a first connecting cable interface device and a second connecting cable interface device, the connecting cable, if it is damaged, for example, can easily be replaced by a new connecting cable in the charging system. The adapter device and the charging device can then continue to be used with the new connection cable.
  • the second adapter interface device, the first connecting cable interface device, the second connecting cable interface device and the first charging device interface device are designed in the form of USB interface devices.
  • they can be designed in the form of USB sockets or corresponding USB plugs.
  • USB sockets can be provided on the adapter device and on the charging device.
  • the connection cable can, for example, include two USB plugs.
  • a conventional USB connection cable can be used for the charging system in order to electrically connect the charging device and the adapter device to one another.
  • the connecting cables can also include one or more data lines in order to exchange data between the adapter device and the charging device and thus indirectly also between the charging device and the rechargeable battery, in particular the first control and/or regulating device.
  • the charging devices and the rechargeable battery in particular their first and second control and/or regulating devices, can thus communicate with one another.
  • the USB interface devices are advantageously designed in the form of USB-C interface devices.
  • they can be designed in the form of interface devices of the USB-C 3.1 type or higher.
  • Such interface devices can be used in particular to use charging devices with high charging powers, which provide high currents when charging, for example up to 5 amperes.
  • first adapter interface device, the second adapter interface device, the first connecting cable interface device, the second connecting cable interface device and the first charging device interface device include at least one communication contact for transmitting and exchanging data between the first control and / or regulation device and the second control and /or control device.
  • parameters relevant to charging the rechargeable battery can be exchanged between the rechargeable battery and the charging device, in particular before the start of a charging process or during a charging process, at regular or irregular intervals or even continuously.
  • This embodiment has the particular advantage that the charging device itself does not have to provide any charging parameters in order to charge the rechargeable battery.
  • All of the parameters required for this can be stored in the form of data in a data memory of the rechargeable battery and can then be transferred from the rechargeable battery to the charging device when the rechargeable battery and the charging device are electrically and communicatively connected to one another in the charging position.
  • only control signals can be transmitted from the rechargeable battery to the charging device in order to control it in such a way that the charging voltage and the required charging current required to charge the rechargeable battery can be available at all times.
  • the charging system can be designed in a simple and cost-effective manner if the connecting cable is in the form of a USB connecting cable is.
  • it can be designed in the form of a USB-C type connecting cable. So no special connection cable is required here, but a conventional standard USB-C connection cable can be used.
  • a user can put together his charging system in the desired way, depending on whether he needs a short or a long connection cable due to a spatial situation.
  • the adapter device comprises a communication device which is designed to transmit and exchange data between the first control and/or regulation device and the second control and/or regulation device.
  • the communication device of the adapter device can be used in particular to transmit data and/or control signals from the rechargeable battery to the charging device.
  • Such a communication device can be provided in particular if the rechargeable battery is designed, for example, not to communicate directly with a charger of the USB-C 3.1 PD type.
  • the communication device can in particular be designed to effectively couple rechargeable batteries and charging devices that use different communication protocols to one another.
  • the communication device preferably comprises a microcontroller, which is connected or can be connected in a communication-effective manner to the control and/or regulation device of the at least rechargeable battery and the control and/or regulation device of the at least one charging device.
  • a microcontroller With such a microcontroller, communication between the rechargeable battery and the charging device can be easily implemented. In particular, it is possible to implement different data transmission protocols with the microcontroller. It then forms a type of translation device that enables communication between the rechargeable battery and the charging device.
  • the charging device includes a second charging device interface device for direct or indirect mechanical and electrical coupling to a power supply network. With the second charging device interface device, the charging device can then be plugged directly into a socket that is connected to a power supply network, for example via a plug arranged or formed on the charging device housing, and thus supplied with power.
  • the second charging device interface device is designed for mechanical and electrical coupling to a power supply cable.
  • This configuration makes it possible, in particular, to separate the power connection cable from the charging device if necessary.
  • different power connection cables can be provided for different power supply networks whose sockets are different. This makes it possible, for example, to use charging devices worldwide, but only add the appropriate power cable to the charging system for different countries.
  • the second charging device interface device comprises a plug-in connection device or a power connection cable that is inextricably connected to the charging device when the charging device is used as intended, the plug-in connection device and the power connection cable being designed for direct mechanical and electrical coupling, for example to a socket.
  • the proposed further development makes it possible, in the case of a plug connection device arranged on the charging device housing, to couple the charging device directly to a socket or to couple it to a socket via the power connection cable connected to the charging device.
  • the plug connection device for example in the form of a plug, in particular a power plug, enables a particularly compact design of the charging device.
  • the power connection cable makes it possible, in particular, to position the charging device spatially separate from a socket for charging a rechargeable battery.
  • the task set at the beginning is further achieved according to the invention in an electrical appliance system of the type described above in that the charging system is designed in the form of one of the charging systems described above.
  • An electrical appliance system further developed in the proposed manner then has the advantages already explained above in connection with the described advantageous embodiments of charging systems.
  • the charging devices of the charging system of the electrical appliance system make it possible to charge different rechargeable batteries.
  • the charging devices can be individually adapted to different battery types using the proposed adapter device.
  • the battery-operated household or garden appliance is designed in the form of a cleaning device, in particular in the form of a suction device, a high-pressure cleaning device, a steam cleaning device, a sweeper, a saw, a blower, a lawn mower or a hedge trimmer.
  • a cleaning device in particular in the form of a suction device, a high-pressure cleaning device, a steam cleaning device, a sweeper, a saw, a blower, a lawn mower or a hedge trimmer.
  • the electrical appliance system can also include different types of batteries, which can, however, be charged with a single charging device.
  • the electrical appliance system can include different adapter devices that correspond to the respective battery types.
  • the electrical appliance system can of course also include two or more charging devices. In principle, however, a single charging device would be sufficient.
  • the adapter device includes not just one, but two or more first adapter interface devices, so that the adapter device can be simultaneously coupled to two or more rechargeable batteries for charging the same.
  • the battery-operated electrical device is preferably designed to operate with at least one, in particular with only one, with two, three, four or more rechargeable batteries. This configuration makes it possible, in particular, when using two or more rechargeable batteries, to extend the operating time of the electrical device without having to change the battery.
  • the batteries can also be used connected in series to operate the electrical device. This allows higher operating voltages to be achieved.
  • the at least one rechargeable battery can optionally be coupled to different battery-operated electrical devices.
  • This configuration makes it possible, for example, to operate several electrical devices with just a single battery and a single charging device, not at the same time, but one after the other. Since a user can usually only operate one electrical device at the same time, he can use different electrical devices one after the other. To do this, all he has to do is remove the rechargeable battery from one electrical device and pair it with the other electrical device. If he only has one battery available, he has to stop working with his various electrical devices while the battery is charging. If he has several batteries available, he can replace the empty battery with a charged battery.
  • the task set at the beginning is further achieved according to the invention in a method of the type described above in that the rechargeable battery is charged with one of the charging systems described above, that the charging device is automatically controlled by the first control and / or regulating device and that the first tax - and/or control device of the charging device specifies charging parameters during the charging process.
  • the proposed further developed method makes it possible, in particular, to provide the charging devices of the charging system in a non-battery type-specific and non-electric device-specific manner. All information and parameters required for the charging of various types of rechargeable batteries does not have to be stored or provided in the charger, i.e. the charging device. In particular, the proposed charging system allows this information to be provided by the rechargeable battery. In this way, the charging device can also be used for future generations of battery types. It is not necessary to update the charging device to use it with new types of batteries. All information required for charging new battery types can be stored in the rechargeable battery, for example in the first control and / or regulation device or a storage device included in the rechargeable battery. In particular, a charging current and/or a charging voltage can be specified as charging parameters.
  • the charging parameters are specified at regular or irregular intervals or continuously during the charging process.
  • the first control and/or regulation device is also referred to as a battery management system (BMS).
  • BMS battery management system
  • Figure 1 a schematic representation of a first exemplary embodiment of a charging system
  • Figure 2 a schematic representation of a further exemplary embodiment of a charging system
  • Figure 3 a schematic representation of an electrical device system comprising several electrical devices and a charging system.
  • FIG. 1 an exemplary embodiment of a charging system 10 is shown schematically, which can be included, for example, in an electrical appliance system 12 shown schematically in Figure 3.
  • the electrical appliance system 12 includes at least one battery-operated electrical appliance 14.
  • three electrical appliances 14 are shown by way of example, in the form of a power tool 16, a household appliance 18 and a garden tool 20.
  • the charging system 10 shown schematically in Figure 1 includes a rechargeable battery 22 for supplying one of the electrical devices 14 with electrical energy.
  • Three rechargeable batteries 22 are shown schematically in FIG. 3; they are designed in the form of different battery packs 82a, 82b and 82c.
  • the rechargeable batteries 22 each include a first control and/or regulating device 30.
  • the first control and/or regulating device 30 is designed to control, regulate and monitor the charging, discharging and an operating state of the rechargeable battery 22.
  • the charging system 10 further comprises a charging device 32 for charging the rechargeable battery 22.
  • the charging device 32 includes a charging device 34 and an adapter device 36.
  • the charging device 34 includes a charging device housing 38.
  • the adapter device 36 includes an adapter device housing 40.
  • the charging device housing 38 and the adapter device housing 40 are designed separately from one another.
  • the adapter device 36 and the charging device 34 are connected or can be connected to one another in a charging position via a connecting cable 42.
  • the connecting cable 42 is shown separated from both the adapter device 36 and the charging device 34.
  • the charging device 34 includes a second control and/or regulating device 44 for controlling and/or regulating charging parameters during a charging process of the rechargeable battery 22.
  • the first control and/or regulation device 30 and the second control and/or regulation device 44 are designed in such a way that they are connected to one another in the charging position via the connecting cable 42 for communication purposes in order to transmit charging parameters specific to the rechargeable battery 22 from the first control - and/or regulating device 30 to the second control and/or regulating device 44.
  • the charging device 34 is also electrically connected to the adapter device 36 via the connecting cable 42 in order to conduct a charging current from the charging device 34 to the adapter device 36.
  • the adapter device 36 includes a first adapter interface device 46.
  • the rechargeable battery 22 includes a battery interface device 48.
  • the first adapter interface device 46 and the battery interface device 48 are designed to correspond to one another for mechanical and electrical coupling to one another in a first coupling position.
  • the rechargeable battery 22 is shown in a position separated from the adapter device 36. They are in the first coupling position the rechargeable battery 22 and the adapter device 36 are mechanically and electrically coupled to one another in a defined manner.
  • the adapter device 36 comprises a second adapter interface device 50.
  • the connecting cable 42 comprises a first connecting cable interface device 52 and a second connecting cable interface device 54.
  • the first connecting cable interface device 52 and the second adapter interface device 50 are designed to correspond to one another for mechanical and electrical coupling to one another in a second coupling position.
  • the second adapter interface device 50 and the first connecting cable interface device 52 are shown disengaged.
  • the charging device 34 comprises a first charging device interface device 56 and a second charging device interface device 58.
  • the first charging device interface device 56 and the second connecting cable interface device 54 are designed to correspond to one another for mechanical and electrical coupling to one another in a third coupling position.
  • the second connecting cable interface device 54 and the first charging device interface device 56 are disengaged.
  • the charging system 10 includes a power connection cable 60 with a power plug 62 at one end for connecting to a socket of a power supply network.
  • a connection plug 64 is arranged or formed, which can be brought into mechanical and electrical engagement with the second charging device interface device 58.
  • second charging device interface device 58 shown separately from the connection plug 64.
  • the battery interface device 48 is brought into engagement with the first adapter interface device 46.
  • the connecting cable 42 is brought into engagement with its first connecting cable interface device 52 with the second adapter interface device 50.
  • the second connection cable interface device 54 is brought into engagement with the first charger interface device 56.
  • the connector plug 64 of the power supply cable 60 is brought into engagement with the second shop facility interface device 58.
  • the power plug 62 is plugged into a socket.
  • the described connection of the components to one another now enables the rechargeable battery 22 to be charged automatically.
  • the rechargeable battery 22 and the charging device 34 communicate with one another.
  • the first control and/or regulation device 30 transmits data and information for controlling the charging device 34 via the adapter device 36 and the connecting cable 42 to the second control and/or regulation device 44 of the charging device 34.
  • a charging current is now provided by power electronics 66 of the charging device 34 and routed via the connecting cable 42 to the adapter device 36 and from there to the rechargeable battery 22 for charging one or more battery cells not shown in the figures for clarity , which are included in a battery case 68 of the rechargeable battery 22.
  • the second adapter interface device 50, the first connecting cable interface device 52, are the second Connection cable interface device 54 and the first charging device interface device 56 are designed in the form of USB interface devices 70.
  • USB interface devices 70 of the adapter device 36 and the charging device 34 are designed in the form of USB sockets 72, the USB interface devices 70 of the connecting cable 42 in the form of USB plugs 74.
  • the USB interface devices 70 are designed in the form of USB-C interface devices 76.
  • the USB-C interface devices 76 are designed in the form of interface devices of the USB-C 3.1 type.
  • the first adapter interface device 46, the second adapter interface device 50, the connecting cable interface device 52, the second connecting cable interface device 54 and the first Charger interface device 56 one or more communication contacts. These are not shown in the figures for clarity.
  • the connecting cable 42 is designed in the form of a USB connecting cable 78, specifically in the form of a connecting cable 42 of the USB-C type.
  • FIG. 10 A further exemplary embodiment of a charging system 10 is shown schematically in FIG. It corresponds in parts to the exemplary embodiment in Figure 1.
  • the same reference numbers are used as in the exemplary embodiments of Figures 1 and 3.
  • the rechargeable battery 22 and the adapter device 36 are designed identically to those in the exemplary embodiment of FIG. 1. This also applies to the connecting cable 42.
  • the only difference is in the charging device 34.
  • no second charging device interface device 58 is provided here, but rather a plug connection device 80, which is inextricably connected to the charging device housing 38 when the charging device 34 is used as intended.
  • the plug connection device 80 is designed in the form of a power plug, which can be plugged directly into a socket of a power supply network.
  • a power connection cable is arranged on the charging device housing 38, namely a power connection cable that is permanently connected to the charging device 34 when it is used as intended.
  • a power plug is in turn arranged on the power supply cable or is designed to engage with a socket on a power supply network.
  • the battery pack 82a has a nominal voltage of 18V and includes five battery cells, not shown.
  • the battery pack 82b has a nominal voltage of 36V and includes 10 battery cells, not shown.
  • the battery pack 82c has a nominal voltage of 36V and also includes 10 battery cells.
  • the battery cells of the battery packs 82a, 82b and 82c are each identical and designed in the form of lithium-ion cells.
  • the battery interface device 48 is designed identically in the battery packs 82a and 82b.
  • Each of the three battery packs 82a, 82b and 82c includes a first control and/or regulating device 30, which is designed in particular to control, regulate and monitor the charging, discharging and an operating state of the battery pack 82a, 82b or 82c.
  • the electrical appliance system 12 according to the exemplary embodiment of FIG. 3 comprises a plurality of differently designed adapter devices 36. They are designed in the form of adapters 84a to 84i.
  • the adapters 84a to 84i differ in the design of the first adapter interface device 46.
  • the first adapter interface devices 46 are designed identically, namely in the form of first adapter interfaces 86a.
  • the first adapter interface device 46 is designed in the form of a first adapter interface 86b.
  • the battery interface device 48 is designed in the form of a battery interface 88a in the battery packs 82a and 82b, and in the form of a battery interface 88b in the battery pack 82c.
  • the battery interfaces 88a and 88b are designed differently in terms of their shape and the design of the contacts.
  • the first adapter interface 86a is designed to correspond to the battery interface 88a.
  • the first adapter interface 86b is corresponding to the battery interface 88b. This makes it possible to couple rechargeable batteries 22 with adapter devices 36, in which the battery interface device 48 and the first adapter interface device 46 are designed to correspond to one another.
  • Each adapter 84a to 84i includes a second adapter interface device 50. This is designed in the form of a second adapter interface 90a, 90b or 90c.
  • the second adapter interface 90a is in the form of a USB socket 72.
  • the second adapter interface 90b is designed in the form of a USB cable 92 permanently and permanently connected to the adapter device 36 and a USB plug 74 arranged at the free end of the same.
  • the second adapter interface 90c is in the form of a USB plug 74 formed on the adapter device housing 40.
  • the adapter devices 84a to 84e each include identical second adapter interfaces 90a.
  • Adapters 84f and 84e include identical second adapter interfaces 90b.
  • the two adapters 84h and 84i include identical second adapter interfaces 90c.
  • Some of the adapters 84a to 84i include a communication device 94, which is designed to transmit and exchange data and signals, for example control signals, between the first control and / or regulation device 30 and the second control and / or regulation device 44.
  • the communication device 94 includes a microcontroller 96. In a charging position, this is or can be connected to the first control and/or regulation device 30 and the second control and/or regulation device 44 for communication purposes.
  • FIG. 3 also shows three exemplary embodiments of charging devices 34 in the form of chargers 98a, 98b and 98c.
  • the chargers 98a, 98b and 98c each include power electronics 66, which is accommodated in the charging device housing 38.
  • the second control and/or regulating device 44 is also included in this.
  • the chargers 98 include first charging device interface devices 56 which are in the form of USB sockets 72.
  • the chargers 98a, 98b and 98c can optionally be connected to one of the adapters 84a to 84i.
  • the connecting cable 42 with two USB plugs 74 is required, which are designed to correspond to the USB sockets 72.
  • the adapters 74f and 74g can be coupled with the USB plugs 74 on the USB cables 92 with the USB sockets 72 on the chargers 98a, 98b and 98c.
  • the chargers 98a, 98b and 98c can be coupled directly to the adapters 84h and 84i by plugging the USB plugs 74 into the USB sockets 72 of the respective chargers 98a, 98b and 98c, respectively.
  • the charging devices 34 further comprise a second charging device interface device 58.
  • the second charging device interface device 58 is designed in the three chargers 98a, 98b and 98c in the form of a second charger interface 104a, 104b and 104c, respectively.
  • the first charging device interface devices 56 are designed identically in the three chargers 98a, 98b and 98c in the form of first charger interfaces 102.
  • the second charger interface 104a is in the form of a power plug 62, which is arranged directly on the charger housing 38. So A compact charger 98a is formed, which can be plugged directly into a socket with the power plug 62.
  • the second charger interface 104b of the charger 98b comprises a connection cable 100 which is permanently, i.e. permanently connected to the charging device housing 38 and which has a power plug 62 at a free end which can be plugged into a socket.
  • the charger interface 104c is in the form of a connection socket 106, which corresponds to a connection plug 64 of a power cable 60.
  • the power connection cable 60 further includes a power plug 62 for plugging into a socket.
  • the electrical devices 14 shown schematically in Figure 3 include electrical device interfaces 108a and 108b for electrical and mechanical coupling to the battery interfaces 88a and 88b.
  • the electrical device interfaces 108a are designed to correspond to the battery interfaces 88a.
  • the electrical device interface 108b is designed to correspond to the battery interface 88b.
  • rechargeable batteries 22, whose battery interfaces 88a and 88b correspond to the electrical device interfaces 108a and 108b, respectively, can be connected to the respective electrical device 84 so that they can be supplied with electrical energy by the coupled battery 22.
  • FIG 3 shows schematically the electrical appliance 14 in the form of the household appliance 18 with two electrical appliance interfaces 108a.
  • This electrical device 14 can be coupled with two batteries 22.
  • the household or garden appliances 18 and 20, which are shown schematically in FIG. 3, can in particular be in the form of cleaning devices, for example in the form of suction devices, high-pressure cleaning devices, steam cleaning devices, sweeping devices, saws, blowers, lawn mowers or hedge trimmers.
  • cleaning devices for example in the form of suction devices, high-pressure cleaning devices, steam cleaning devices, sweeping devices, saws, blowers, lawn mowers or hedge trimmers.
  • suction devices for example in the form of suction devices, high-pressure cleaning devices, steam cleaning devices, sweeping devices, saws, blowers, lawn mowers or hedge trimmers.
  • battery-operated electrical devices 14 different numbers of electrical device interfaces 108a and 108b are provided. For example, only a single electrical device interface 108a or 108b can be provided or two, three, four or more.
  • the battery-operated electrical device 14 can be coupled with a corresponding number of rechargeable batteries 22, depending on the energy requirements of the electrical device.
  • the electrical appliance system 12 is further designed such that the rechargeable batteries 22 can optionally be coupled to different battery-operated electrical appliances 14.
  • the USB interface devices 70 are designed in the form of USB-C interface devices 76. In one exemplary embodiment, they are designed in particular in the form of interface devices in the form of the USB-C 3.1 type.
  • the chargers 98a, 98b and 98c shown schematically in Figure 3 are also designed to provide a charging power of at least 50W. In exemplary embodiments, they are designed to provide a charging power of at least 120W.
  • the chargers 98a, 98b and 98c are in the form of USB chargers.
  • the USB sockets 72 are designed, depending on the exemplary embodiment, in the form of USB-C sockets or USB-A sockets.
  • the chargers 98a, 98b and 98c are designed according to the USB 3.1 PD standard.
  • the charging devices 34 are designed to charge rechargeable batteries 22 with battery voltages that are greater than 5V.
  • the battery voltages can be at least 18V or at least 36V.
  • rechargeable batteries 22, which include first control and/or regulation devices 30, can be charged in a simple manner with charging devices 34 in the form of chargers 98a, 98b and 98c.
  • the charging device 34 is automatically controlled by the first control and/or regulating device 30 of the rechargeable battery 22, which specifies charging parameters to the charging device 34 before and/or during the charging process, namely in particular the charging current and the charging voltage.
  • the first control and/or regulating device 30 can specify the charging parameters during the charging process at regular or irregular intervals or even continuously.
  • all adapter devices 36 are designed without power electronics 66.
  • the power electronics 66 is exclusively included in the charging device 34.
  • the function of the adapter device 36 is therefore limited exclusively to the adaptation of the rechargeable battery 22 in electromechanical terms to the charging device 34 by appropriately designing its first and second adapter interface devices 46 and 50, respectively.
  • the proposed design of the charging system 10 enables the use of chargers 98a, 98b and 98c that are not specifically adapted to the rechargeable batteries 22, as is usually the case. Rather, these can be coupled using a corresponding adapter device 36 with different variants of rechargeable batteries 22 for charging the same.
  • the rechargeable batteries 22 can differ in shape and size as well as in their nominal voltage.
  • the charging devices 34 are controlled as described via the rechargeable batteries 22. This has the advantage that no information needs to be stored in the charging devices 34 that is specific to certain battery types. This information can be stored in the respective rechargeable battery 22. By controlling the charging device 34 when charging by the rechargeable battery 22, the charging devices 34 can also be used to charge battery types that will be available in the future.
  • the charging system 10 shown schematically in Figure 3 only shows a selection of possible configurations of rechargeable batteries 22, adapter devices 36 as well as charging devices 34 and electrical devices 14.
  • the respective interfaces of the components of the charging system 10 can ultimately be designed in any way, so that there are even more possible combinations than those shown in Figure 3 and described above.
  • exemplary embodiments of charging systems 10 can also include only a subset of the components shown in FIG. 3, depending on which electrical devices 14 are to be used with which rechargeable batteries 22. Only those adapter devices 36 and, in principle, only a single charging device 34 then have to be provided in order to be able to use the electrical device system 12.
  • Microcontroller a, 98b, 98c Charger 0 Connection cable 2 Charger interface 4a, 104b, 104c Charger interface 6 Connection socket 8a, 108b Electrical device interface

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ladesystem für ein batteriebetriebenes Elektrogerät, insbesondere in Form eines Elektrowerkzeugs, eines Haushalts- oder Gartengeräts, wobei das Ladesystem mindestens eine wiederaufladbare Batterie mit einer ersten Steuer- und/oder Reglungseinrichtung, insbesondere zum Steuern, Regeln und Überwachen des Ladens, Entladens und eines Betriebszustands, und eine Ladevorrichtung zum Laden der wiederaufladbaren Batterie umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung mindestens eine Ladeeinrichtung und eine Adaptereinrichtung umfasst, dass die Ladeeinrichtung ein Ladeeinrichtungsgehäuse umfasst, dass die Adaptereinrichtung ein Adaptereinrichtungsgehäuse umfasst, dass das Ladeeinrichtungsgehäuse und das Adaptereinrichtungsgehäuse separat voneinander ausgebildet, dass die Adaptereinrichtung und die Ladeeinrichtung über ein Verbindungskabel oder eine direkte Steckverbindung in einer Ladestellung miteinander verbunden oder verbindbar sind, dass die mindestens eine Ladeeinrichtung eine zweite Steuer- und/oder Regelungseinrichtung zum Steuern und/oder Regeln von Ladeparametern während eines Ladevorgangs umfasst und dass in der Ladestellung die erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung und die zweite Steuer- und/oder Regelungseinrichtung kommunikationswirksam miteinander verbunden sind zum Übertragen von für die mindestens eine wiederaufladbare Batterie spezifischen Ladeparametern von der ersten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung zur zweiten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung.

Description

Ladesystem, Elektrogerätesystem und Verfahren zum Laden einer wiederaufladbaren Batterie
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ladesystem für ein batteriebetriebenes Elektrogerät, insbesondere in Form eines Elektrowerkzeugs, eines Haushaltsoder Gartengeräts, wobei das Ladesystem mindestens eine wiederaufladbare Batterie mit einer ersten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung, insbesondere zum Steuern, Regeln und Überwachen des Ladens, Entladens und eines Batteriezustands, und eine Ladevorrichtung zum Laden der wiederaufladbaren Batterie umfasst.
Ferner betrifft die Erfindung ein Elektrogerätesystem umfassend mindestens ein batteriebetriebenes Elektrogerät, insbesondere in Form eines Elektrowerkzeugs, eines Haushalts- oder Gartengeräts, mindestens eine wiederaufladbare Batterie zum Versorgen des mindestens einen Elektrogeräts mit elektrischer Energie und ein Ladesystem zum Laden der wiederaufladbaren Batterie.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Laden einer wiederaufladbaren Batterie, welche eine erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung umfasst, die insbesondere ausgebildet ist zum Steuern, Regeln und Überwachen des Ladens und/oder Entladens der wiederaufladbaren Batterie, wobei die wiederaufladbare Batterie ausgebildet ist zum Versorgen eines Elektrogeräts, insbesondere in Form eines Elektrowerkzeugs, eines Haushalts- oder Gartengeräts mit elektrischer Energie.
Ladesysteme der eingangs beschriebenen Art sind in vielfältiger Weise bekannt. Insbesondere batteriebetriebene Elektrogeräte, beispielsweise Elektrowerkzeuge, Haushalt- oder Gartengeräte, die mit wiederaufladbaren Batterien betrieben werden, deren Batteriespannungen größer als 5 Volt sind, beispielsweise 18 Volt oder 36 Volt, werden mit Ladevorrichtungen in Form von proprietären Ladegeräten geladen, die für die jeweiligen Elektrogeräte bezie- hungsweise wiederaufladbaren Batterien, nachfolgend auch als Akkupacks bezeichnet, spezifisch ausgebildet sind. Diese Ladegeräte dienen dazu, die batteriespezifischen Ladeparameter, insbesondere einen Ladestrom, zu regeln. Derartige Ladesysteme erfordern, dass für jeden Typ einer wiederaufladbaren Batterie in der Regel ein spezielles Ladegerät bereitgestellt werden muss. Auf diese Weise entstehen jährlich große Mengen an Elektroschrott, denn die Ladegeräte können aufgrund ihrer spezifischen Anpassung nur für die ihnen zugeordneten wiederaufladbaren Batterien beziehungsweise Akkupacks genutzt werden.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ladesystem, ein Elektrogerätesystem und ein Verfahren zum Laden einer wiederaufladbaren Batterie so zu verbessern, dass insbesondere die Entstehung von Elektroschrott verringert wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Ladesystem der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Ladevorrichtung mindestens eine Ladeeinrichtung und eine Adaptereinrichtung umfasst, dass die Ladeeinrichtung ein Ladeeinrichtungsgehäuse, dass die Adaptereinrichtung ein Adaptereinrichtungsgehäuse umfasst, das das Ladeeinrichtungsgehäuse und das Adaptereinrichtungsgehäuse separat voneinander ausgebildet sind, dass die Adaptereinrichtung und die Ladeeinrichtung über ein Verbindungkabel oder eine direkte Steckverbindung in einer Ladestellung miteinander verbunden oder verbindbar sind, dass die mindestens eine Ladeeinrichtung eine zweite Steuer- und/oder Regelungseinrichtung zum Steuern und/oder Regeln von Ladeparametern während des Ladevorgangs umfasst und dass in der Ladestellung die erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung und die zweite Steuer- und/oder Regelungseinrichtung kommunikationswirksam miteinander verbunden sind zum Übertragen von für die mindestens eine wiederaufladbare Batterie spezifischen Ladeparametern von der ersten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung zur zweiten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung. Ein derartiges Ladesystem ermöglicht es insbesondere, Standard-Ladegeräte zum Laden der wiederaufladbaren Batterien zu nutzen. Die Ladeeinrichtung, die in einem separaten Ladeeinrichtungsgehäuse angeordnet oder ausgebildet ist, bildet somit ein eigenständiges Ladegerät, welches über die batteriespezifische Adaptereinrichtung mit der wiederaufladbaren Batterie gekoppelt werden kann, um diese zu laden. So kann insbesondere mit einem einzigen Ladegerät eine Mehrzahl unterschiedlicher Batterietypen geladen werden. Es werden hierfür nur unterschiedliche, an die jeweiligen Batterietypen angepasste Adaptervorrichtungen benötigt. Die Adaptereinrichtungen selbst können mit einer minimalen Ausstattung an elektronischen Komponenten bereitgestellt werden. Insbesondere kann bei der Ausbildung der Adaptereinrichtungen vollständig auf eine Leistungselektronik verzichtet werden, die zum Laden der wiederaufladbaren Batterie erforderlich ist. Auf diese Weise lassen sich jährlich signifikante Mengen an Elektroschrott vermeiden, da die Ladeeinrichtung, nachfolgend auch als Ladegerät gezeichnet, weiter genutzt werden kann, auch wenn eine Batterie unbrauchbar ist oder ein Anwender ein neues Elektrogerät einsetzten möchte, welches mit einem anderen Batterietyp betrieben werden muss, für den bislang eine proprietäre Ladevorrichtung bereitgestellt werden müsste. Ein Anwender kann nun einfach seine Ladeeinrichtung, also das unspezifische Ladegerät, auch zum Laden des neuen Batterietyps für sein neues Elektrogerät nutzen. Eine direkte Steckverbindung kann insbesondere ein Steckerelement an der Adaptereinrichtung und ein korrespondierendes Steckerelement an der Ladeeinrichtung umfasst, welche in der Ladestellung in Eingriff stehen, insbesondere kraft- und/oder formschlüssig zur Ausbildung einer elektrischen und mechanischen Verbindung zwischen der Adaptereinrichtung und der Ladeeinrichtung. Wiederaufladbare Batterien im Sinne dieser Anmeldung umfassen eine oder mehrere Batterie- oder Akkuzellen, die vorzugsweise identisch ausgebildet sind. Insbesondere kann es sich dabei um Lithium- lonen-Zellen handeln.
Günstig ist es, wenn die Ladevorrichtung eine Leistungselektronik umfasst, wenn die Leistungselektronik ausschließlich von der Ladeeinrichtung umfasst ist und wenn die Adaptereinrichtung ohne Leistungselektronik ausgebildet ist. Wie bereits oben angedeutet können so alle für das Laden der wiederaufladbaren Batterie erforderlichen relevanten elektrischen Leistungskomponenten, eben als Leistungselektronik bezeichnet, in die Ladeeinrichtung, also das sogenannte Ladegerät, integriert werden. Bei der Adaptereinrichtung auf eine Leistungselektronik zu verzichten, vereinfacht deren Aufbau und minimiert auch Kosten für deren Herstellung.
Vorzugsweise ist die Ladeeinrichtung ausgebildet zum Bereitstellen einer Ladeleistung von mindestens 50 Watt, insbesondere von mindestens 120 Watt. Mit derartigen Ladeeinrichtungen lassen sich wiederaufladbare Batterien, insbesondere auch mit Nennspannungen größer als 5 Volt, beispielsweise 18 Volt, 36 Volt oder 48 Volt, schnell und sicher laden.
Günstig ist es, wenn die Ladeeinrichtung in Form eines USB-Ladegeräts ausgebildet ist. Die Ladeeinrichtung als USB-Ladegerät bereitzustellen, ermöglicht es insbesondere, ein universelles Ladesystem auszubilden. So können beispielsweise handelsübliche USB-Ladegeräte genutzt werden, um letztlich beliebige wiederaufladbare Batterien für batteriebetriebene Elektrogeräte aufzuladen. Für den jeweiligen Batterietyp spezifisch sind dann lediglich die Adaptervorrichtungen. Diese sind jedoch vorzugsweise so ausgebildet, dass sie mit beliebigen USB-Ladegeräten, die zum Bereitstellen der erforderlichen Ladeparameter wie Ladespannung, Ladestrom und Ladeleistung ausgebildet sind, gekoppelt werden können, um die wiederaufladbaren Batterien aufzuladen. Eine solche Weiterbildung eines Ladesystems ermöglicht es insbesondere, auch auf Reisen die batteriebetriebenen Elektrogeräte zu nutzen. Beispielsweise können in Hotels USB-Ladegeräte bereitgestellt werden. Ein Anwender muss dann lediglich die für seine wiederaufladbare Batterie passende Adaptereinrichtung mit sich führen, um die wiederaufladbare Batterie seines Elektrogeräts aufladen zu können. Ist die Ladeeinrichtung beschädigt oder die von ihr umfasste Leistungselektronik defekt, muss lediglich die Ladeeinrichtung ausgetauscht werden, jedoch nicht die Adaptereinrichtung. Wenn es sich bei den Ladeeinrichtungen um standardisierte USB-Ladegeräte handelt, kann so ein Anwender schnell und unkompliziert Ersatz erhalten. Insbesondere ist er hier nicht auf Ladeeinrichtungen des Herstellers seines Elektrogeräts angewiesen, sondern kann handelsübliche USB-Ladegeräte nutzen, die zum Laden der von ihm genutzten wiederaufladbaren Batterie die erforderliche Ladespannung, den erforderlichen Ladestrom und damit die benötigte Ladeleistung bereitstellen können.
Vorzugsweise ist das Ladegerät mindestens entsprechend dem Standard USB 3.1 PD ausgebildet. Derartige Ladegeräte sowie deren Weiterentwicklungen hin zu höheren Leistungen ermöglichen die externe Steuerung von Ladeparametern, beispielsweise durch Übertragen von entsprechenden Steuersignalen von der wiederaufladbaren Batterie, insbesondere der ersten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung. Die Ladegeräte müssen also nicht die batteriespezifischen Ladeparameter selbst vorhalten, beispielsweise in einer Speichervorrichtung derselben. Vielmehr werden sie von der zu ladenden Batterie übertragen. Dies ermöglicht es, derartige Ladegeräte auch zum Laden von Batterietypen zu nutzen, die erst zukünftig verfügbar sein werden.
Vorteilhaft ist es, wenn die Ladeeinrichtung ausgebildet ist zum Laden von wiederaufladbaren Batterien mit eine Batteriespannung größer 5 Volt, insbesondere mit Batteriespannungen von mindestens 18 Volt oder von mindestens 36 Volt. Mit derartigen Ladeeinrichtungen können insbesondere wiederaufladbare Batterien zum Betreiben von Elektrogeräten genutzt werden, die Betriebsspannungen nutzen, die größer als 5 Volt sind, insbesondere Batteriespannungen von 18 Volt oder beispielsweise 36 Volt oder 48 Volt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Adaptereinrichtung eine erste Adapterschnittstelleneinrichtung umfasst, dass die mindestens eine wiederaufladbare Batterie eine Batterieschnittstelleneinrichtung umfasst und dass die erste Adapterschnittstelleneinrichtung und die Batterieschnittstelleneinrichtung korrespondierend zueinander ausgebildet sind zum mechanischen und elektrischen Koppeln miteinander in einer ersten Kopplungsstellung. Diese Ausgestaltung der Adaptereinrichtung ermög- licht eine definierte Kopplung in mechanischer und elektrischer Hinsicht zwischen der Batterie und der Adaptereinrichtung in der ersten Kopplungsstellung. So kann unabhängig von der Ausgestaltung der Ladeeinrichtung eine definierte Verbindung zwischen der wiederaufladbaren Batterie und der Adaptereinrichtung sichergestellt werden, um die wiederaufladbare Batterie in der Ladestellung zu laden, in welcher die Adaptereinrichtung und die Ladeeinrichtung über eine direkte Steckverbindung oder ein Verbindungskabel miteinander verbunden sind.
Günstig ist es, wenn die direkte Steckverbindung oder das Verbindungskabel mit der Adaptereinrichtung oder mit der Ladeeinrichtung dauerhaft und unlösbar verbunden ist. Das Verbindungskabel oder ein Steckverbinder der Steckverbindung ist also entweder an der Adaptereinrichtung oder der Ladeeinrichtung festgelegt, sodass nur eine lösbare Verbindung vorgesehen ist, nämlich zwischen dem Verbindungskabel beziehungsweise dem Steckverbinder und der Ladeeinrichtung oder dem Verbindungskabel beziehungsweise dem Steckverbinder und der Adaptereinrichtung. So wird die Zahl der Kontaktstellen zum Betreiben des Ladesystems minimiert. Dadurch kann insbesondere eine Zuverlässigkeit des Ladesystems im Einsatz verbessert werden.
Vorteilhaft ist es, wenn die Adaptereinrichtung eine zweite Adapterschnittstelleneinrichtung umfasst, wenn das Verbindungskabel eine erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung umfasst und wenn die zweite Adapterschnittstelleneinrichtung und die erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung korrespondierend zueinander ausgebildet sind zum mechanischen und elektrischen Koppeln miteinander in einer zweiten Kopplungsstellung. Mit anderen Worten sind das Verbindungskabel und die Adaptereinrichtung miteinander lösbar verbindbar. Die Schnittstelle wird hier definiert durch die zweite Adapterschnittstelleneinrichtung und die zu dieser korrespondierende erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung. Ferner kann es günstig sein, wenn die Ladeeinrichtung eine erste Ladeeinrichtungsschnittstelle umfasst, wenn das Verbindungskabel eine zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung umfasst und wenn die erste Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung und die zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung korrespondierend zueinander ausgebildet sind zum mechanischen und elektrischen Koppeln miteinander in einer dritten Kopplungsstellung. Diese Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere, eine Verbindung zwischen dem Verbindungskabel und der Ladeeinrichtung zu lösen. So kann die Adaptereinrichtung von der Ladeeinrichtung schnell und sicher getrennt werden. Verfügt das Verbindungskabel sowohl über eine erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung als auch über eine zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung, kann das Verbindungkabel, wenn es beispielsweise beschädigt ist, beim Ladesystem auf einfache Weise ersetzt durch ein neues Verbindungskabel werden. Die Adaptereinrichtung und die Ladeeinrichtung können dann mit dem neuen Verbindungskabel weiter genutzt werden.
Vorteilhaft ist es, wenn die zweite Adapterschnittstelleneinrichtung, die erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung, die zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung und die erste Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung in Form von USB-Schnittstelleneinrichtungen ausgebildet sind. Insbesondere können sie in Form von USB-Buchsen oder korrespondierenden USB- Steckern ausgebildet sein. Beispielsweise können an der Adaptereinrichtung und an der Ladeeinrichtung USB-Buchsen vorgesehen sein. Das Verbindungskabel kann beispielsweise zwei USB-Stecker umfassen. So kann für das Ladesystem ein herkömmliches USB-Verbindungskabel genutzt werden, um die Ladeeinrichtung und die Adaptereinrichtung elektrisch leitungswirksam miteinander zu verbinden. Insbesondere können die Verbindungskabel auch eine oder mehrere Datenleitungen umfassen, um Daten zwischen der Adaptereinrichtung und der Ladeeinrichtung und damit indirekt auch zwischen der Ladeeinrichtung und der wiederaufladbaren Batterie, insbesondere der ersten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung, auszutauschen. So können die Ladeeinrichtungen die wiederaufladbare Batterie, insbesondere deren erste und die zweite Steuer- und/oder Regelungseinrichtung, miteinander kommunizieren. Vorteilhafterweise sind die USB-Schnittstelleneinrichtungen in Form von USB- C-Schnittstelleneinrichtungen ausgebildet. Insbesondere können sie in Form von Schnittstelleneinrichtungen vom Typ USB-C 3.1 oder höher ausgebildet sein. Derartige Schnittstelleneinrichtungen können insbesondere genutzt werden, um Ladeeinrichtungen mit hohen Ladeleistungen zu nutzen, welche beim Laden hohe Ströme bereitstellen, beispielsweise bis zu 5 Ampere.
Ferner ist es günstig, wenn die erste Adapterschnittstelleneinrichtung, die zweite Adapterschnittstelleneinrichtung, die erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung, die zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung und die erste Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung mindestens einen Kommunikationskontakt umfassen zum Übertragen und Austauschen von Daten zwischen der ersten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung und der zweiten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung. Auf diese Weise können insbesondere für das Laden der wiederaufladbaren Batterie relevante Parameter zwischen der wiederaufladbaren Batterie und der Ladeeinrichtung ausgetauscht werden, insbesondere vor Beginn eines Ladevorgangs oder auch während eines Ladevorgangs, und zwar in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen oder auch kontinuierlich. Diese Ausgestaltung hat insbesondere den Vorteil, dass die Ladeeinrichtung selbst keine Ladeparameter bereitstellen muss, um die wiederaufladbare Batterie zu laden. Alle hierfür erforderlichen Parameter können in Form von Daten in einem Datenspeicher der wiederaufladbaren Batterie hinterlegt sein und dann, wenn die wiederaufladbare Batterie und die Ladeeinrichtung in der Ladestellung miteinander elektrisch und kommunikativ wirkver- bunden sind, von der wiederaufladbaren Batterie auf die Ladeeinrichtung übertragen werden. Es können aber auch lediglich nur Steuersignale von der wiederaufladbaren Batterie an die Ladeeinrichtung übertragen werden, um diese so anzusteuern, dass sie zu jeder Zeit die zum Laden der wiederaufladbaren Batterie erforderliche Ladespannung und den erforderlichen Ladestrom bereitstehen kann.
Auf einfache und kostengünstige Weise lässt sich das Ladesystem ausbilden, wenn das Verbindungskabel in Form eines USB-Verbindungskabels ausgebildet ist. Insbesondere kann es in Form eines Verbindungskabels vom Typ USB-C ausgebildet sein. Es ist hier also kein spezielles Verbindungskabel erforderlich, sondern es kann insbesondere ein herkömmliches Standard-USB-C- Verbindungskabel zum Einsatz kommen. So kann sich ein Anwender beispielsweise sein Ladesystem in gewünschter Weise zusammenstellen, je nachdem ob er aufgrund einer räumlichen Situation ein kurzes oder ein langes Verbindungskabel benötigt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Adaptereinrichtung eine Kommunikationseinrichtung umfasst, welche ausgebildet ist zum Übertragen und Austauschen von Daten zwischen der ersten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung und der zweiten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung. Die Kommunikationseinrichtung der Adaptereinrichtung kann insbesondere dazu dienen, Daten und/oder Steuersignale von der wiederaufladbaren Batterie auf die Ladeeinrichtung zu übertragen. Eine solche Kommunikationseinrichtung kann insbesondere dann vorgesehen sein, wenn die wiederaufladbare Batterie beispielsweise ausgebildet ist, um nicht direkt mit einem Ladegerät vom Typ USB-C 3.1 PD zu kommunizieren. Die Kommunikationseinrichtung kann in einem solchen Fall insbesondere ausgebildet sein, um wiederaufladbare Batterien und Ladeeinrichtungen, die unterschiedliche Kommunikationsprotokolle nutzen, miteinander kommunikationswirksam zu koppeln.
Vorzugsweise umfasst die Kommunikationseinrichtung einen Mikrocontroller, welcher kommunikationswirksam mit der Steuer- und/oder Regelungseinrichtung der mindestens wiederaufladbaren Batterie und der Steuer- und/oder Regelungseinrichtung der mindestens einen Ladeeinrichtung verbunden oder verbindbar ist. Mit einem solchen Mikrocontroller kann eine Kommunikation zwischen der wiederaufladbaren Batterie und der Ladeeinrichtung auf einfache Weise realisiert werden. Insbesondere ist es möglich, unterschiedliche Datenübertragungsprotokolle mit dem Mikrocontroller umzusetzen. Er bildet dann eine Art Übersetzungseinrichtung, die eine Kommunikation zwischen der wiederaufladbaren Batterie und der Ladeeinrichtung ermöglicht. Günstig ist es, wenn die Ladeeinrichtung eine zweite Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung umfasst zum direkten oder indirekten mechanischen und elektrischen Koppeln mit einem Stromversorgungsnetz. Mit der zweiten Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung kann dann die Ladeeinrichtung direkt, beispielsweise über einen am Ladeeinrichtungsgehäuse angeordneten beziehungsweise ausgebildeten Stecker in eine Steckdose, die mit einem Stromversorgungsnetz verbunden ist, gesteckt und so mit Strom versorgt werden.
Vorzugsweise ist die zweite Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung ausgebildet zum mechanischen und elektrischen Koppeln mit einem Netzanschlusskabel. Diese Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere, das Netzanschlusskabel bei Bedarf von der Ladeeinrichtung zu trennen. So können unterschiedliche Netzanschlusskabel bereitgestellt werden für unterschiedliche Stromversorgungsnetze, deren Steckdosen unterschiedlich sind. Dies ermöglich es beispielsweise, Ladeeinrichtungen weltweit zu nutzen, für unterschiedliche Länder jedoch nur das passende Netzanschlusskabel dem Ladesystem beizufügen.
Ferner ist es günstig, wenn die zweite Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung eine Steckverbindungseinrichtung oder ein beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Ladeeinrichtung unlösbar mit der Ladeeinrichtung verbundenes Netzanschlusskabel umfasst, wobei die Steckverbindungseinrichtung und das Netzanschlusskabel ausgebildet sind zum direkten mechanischen und elektrischen Koppeln beispielsweise mit einer Steckdose. Die vorgeschlagene Weiterbildung ermöglicht es im Fall einer am Ladeeinrichtungsgehäuse angeordneten Steckverbindungseinrichtung, die Ladeeinrichtung direkt mit einer Steckdose zu koppeln oder über das mit der Ladeeinrichtung verbundene Netzanschlusskabel mit einer Steckdose zu koppeln. Die Steckverbindungseinrichtung, beispielsweise in Form eines Steckers, insbesondere eines Netzsteckers, ermöglicht eine besonders kompakte Ausbildung der Ladeeinrichtung. Das Netzanschlusskabel ermöglicht es insbesondere, die Ladeeinrichtung auch räumlich getrennt von einer Steckdose zum Laden einer wiederaufladbaren Batterie zu positionieren. Die eingangs gestellte Aufgabe wird ferner bei einem Elektrogerätesystem der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Ladesystem in Form eines der oben beschriebenen Ladesysteme ausgebildet ist.
Ein in der vorgeschlagenen Weise weitergebildetes Elektrogerätesystem weist dann die bereits oben in Verbindung mit den beschriebenen vorteilhaften Ausführungsformen von Ladesystemen erläuterten Vorteile auf. Wie insbesondere dargelegt, ermöglichen es die Ladeeinrichtungen des Ladesystems des Elektrogerätesystems, unterschiedliche wiederaufladbare Batterien zu laden. Eine individuelle Anpassung der Ladeeinrichtungen an unterschiedliche Batterietypen erfolgt über die vorgeschlagene Adaptereinrichtung.
Vorteilhaft ist es, wenn das batteriebetriebene Haushalts- oder Gartengerät in Form eines Reinigungsgeräts ausgebildet ist, insbesondere in Form eines Sauggeräts, eines Hochdruckreinigungsgeräts, eines Dampfreinigungsgeräts, eines Kehrgeräts, einer Säge, eines Blasgeräts, eines Rasenmähers oder einer Heckenschere. Mit einem solchen Elektrogerätesystem können insbesondere die beispielhaft genannten Geräte mit ein und derselben wiederaufladbaren Batterie betrieben werden. Das Elektrogerätesystem kann aber auch unterschiedliche Batterietypen umfassen, die jedoch mit einer einzigen Ladeeinrichtung geladen werden können. Für unterschiedliche Batterietypen kann das Elektrogerätesystem unterschiedliche Adaptereinrichtungen umfassen, die zu den jeweiligen Batterietypen korrespondieren. Das Elektrogerätesystem kann selbstverständlich auch zwei oder mehr Ladeeinrichtungen umfassen. Grundsätzlich würde jedoch eine einzige Ladeeinrichtung ausreichen. Allerdings können dann mehrere Batterien des Elektrogerätesystems nur nacheinander geladen werden, nicht gleichzeitig. Ein gleichzeitiges Laden kann jedoch ermöglicht werden, wenn die Adaptereinrichtung nicht nur eine, sondern zwei oder mehr erste Adapterschnittstelleneinrichtungen umfasst, sodass die Adaptereinrichtung gleichzeitig mit zwei oder mehr wiederaufladbaren Batterien zum Laden derselben gekoppelt werden kann. Vorzugsweise ist das batteriebetriebene Elektrogerät ausgebildet zum Betreiben mit mindestens einer, insbesondere mit nur einer, mit zwei, drei, vier oder mehr wiederaufladbaren Batterien. Diese Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere, beim Einsatz von zwei oder mehr wiederaufladbaren Batterien, eine Einsatzzeit des Elektrogeräts zu verlängern, ohne dass ein Batteriewechsel erforderlich ist. Ferner können die Batterien auch in Serie geschaltet zum Betreiben des Elektrogeräts genutzt werden. So lassen sich höhere Betriebsspannungen realisieren.
Günstigerweise ist die mindestens eine wiederaufladbare Batterie wahlweise mit unterschiedlichen batteriebetriebenen Elektrogeräten koppelbar. Diese Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere, beispielsweise mit nur einer einzigen Batterie und einer einzigen Ladeeinrichtung mehrere Elektrogeräte zu betreiben, zwar nicht gleichzeitig, jedoch nacheinander. Da ein Anwender in der Regel nur ein Elektrogerät gleichzeitig bedienen kann, kann er so nacheinander unterschiedliche Elektrogeräte einsetzen. Hierfür muss er dann lediglich die wiederaufladbare Batterie vom einen Elektrogerät entfernen und mit dem anderen Elektrogerät koppeln. Wenn er nur eine Batterie zur Verfügung hat, muss er die Arbeit mit seinen unterschiedlichen Elektrogeräten während des Ladens der Batterie unterbrechen. Hat er mehrere Batterien zur Verfügung, kann er die leere Batterie gegen eine aufgeladene Batterie auswechseln.
Die eingangs gestellte Aufgabe wird ferner bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die wiederaufladbare Batterie mit einem der oben beschriebenen Ladesysteme aufgeladen wird, dass die Ladeeinrichtung automatisch durch die erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung angesteuert wird und dass die erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung der Ladeeinrichtung während des Ladevorgangs Ladeparameter vorgibt.
Das vorgeschlagene weitergebildete Verfahren ermöglicht es insbesondere, die Ladeeinrichtungen des Ladesystems Batterietyp-unspezifisch und Elektrogerätunspezifisch bereitzustellen. Sämtliche Informationen und Parameter, die für das Laden unterschiedlichster wiederaufladbarer Batterietypen erforderlich sind, müssen nicht im Ladegerät, also der Ladeeinrichtung, hinterlegt oder bereitgestellt werden. Das vorgeschlagene Ladesystem ermöglicht es insbesondere, dass diese Informationen von der wiederaufladbaren Batterie bereitgestellt werden. Auf diese Weise kann die Ladeeinrichtung auch für zukünftige Generationen von Batterietypen genutzt werden. Eine Aktualisierung der Ladeeinrichtung, um sie mit neuartigen Batterietypen zu nutzen, ist nicht erforderlich. Alle für das Laden neuer Batterietypen erforderlichen Informationen können in der wiederaufladbaren Batterie hinterlegt werden, beispielsweise in der ersten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung oder einer von der wiederaufladbaren Batterie umfassten Speichereinrichtung. Als Ladeparameter können insbesondere ein Ladestrom und/oder eine Ladespannung vorgegeben werden.
Vorzugsweise werden die Ladeparameter während des Ladevorgangs in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen oder kontinuierlich vorgegeben. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, den Ladevorgang der wiederaufladbaren Batterie ausschließlich durch die erste Steuer- und/oder Regelungsein- richtung der wiederaufladbaren Batterie vorzugeben. Die erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung wird auch als Batterie-Management-System (BMS) bezeichnet.
Ferner wird die Verwendung eines der oben beschriebenen Ladesysteme zum Laden einer wiederaufladbaren Batterie vorgeschlagen, insbesondere zur Durchführung eines der oben beschriebenen Verfahren.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung dient dem Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung. Es zeigen:
Figur 1 : eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Ladesystems; Figur 2: eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Ladesystems;
Figur 3: eine schematische Darstellung eines Elektrogerätesystems umfassend mehrere Elektrogeräte sowie ein Ladesystem.
In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Ladesystems 10 schematisch dargestellt, welches beispielsweise von einem schematisch in Figur 3 dargestellten Elektrogerätesystem 12 umfasst sein kann.
Das Elektrogerätesystem 12 umfasst mindestens eine batteriebetriebenes Elektrogerät 14. In Figur 3 sind beispielhaft drei Elektrogeräte 14 dargestellt, und zwar in Form eines Elektrowerkzeugs 16, eines Haushaltsgeräts 18 sowie eines Gartengeräts 20.
Das in Figur 1 schematisch dargestellte Ladesystem 10 umfasst eine wiederaufladbare Batterie 22 zum Versorgen eines der Elektrogeräte 14 mit elektrischer Energie.
In Figur 3 sind schematisch drei wiederaufladbare Batterien 22 schematisch dargestellt, sie sind in Form von sich unterscheidenden Akkupacks 82a, 82b und 82c ausgebildet.
Die wiederaufladbaren Batterien 22 umfassen jeweils eine erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 30. Die erste Steuer- und/oder Regelungsein- richtung 30 ist ausgebildet zum Steuern, Regeln und Überwachen des Ladens, Entladens und eines Betriebszustands der wiederaufladbaren Batterie 22.
Das Ladesystem 10 umfasst ferner eine Ladevorrichtung 32 zum Laden der wiederaufladbaren Batterie 22.
Die Ladevorrichtung 32 umfasst eine Ladeeinrichtung 34 und eine Adaptereinrichtung 36. Die Ladeeinrichtung 34 umfasst ein Ladeeinrichtungsgehäuse 38. Die Adaptereinrichtung 36 umfasst eine Adaptereirichtungsgehäuse 40.
Wie schematisch in Figur 1 dargestellt sind das Ladeeinrichtungsgehäuse 38 und das Adaptereinrichtungsgehäuse 40 separat voneinander ausgebildet. Die Adaptereinrichtung 36 und die Ladeeinrichtung 34 sind über ein Verbindungskabel 42 in einer Ladestellung miteinander verbunden oder verbindbar. In Figur 1 ist das Verbindungskabel 42 sowohl von der Adaptereinrichtung 36 als auch von der Ladeeinrichtung 34 getrennt dargestellt.
Die Ladeeinrichtung 34 umfasst eine zweite Steuer- und/oder Regelungsein- richtung 44 zum Steuern und/oder Regeln von Ladeparametern während eines Ladevorgangs der wiederaufladbaren Batterie 22.
Die erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 30 und die zweite Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 44 sind derart ausgebildet, dass sie über das Verbindungskabel 42 kommunikationswirksam in der Ladestellung miteinander verbunden sind zum Übertragen von für die wiederaufladbare Batterie 22 spezifischen Ladeparametern von der ersten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 30 zur zweiten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 44. Selbstverständlich wird über das Verbindungskabel 42 die Ladeeinrichtung 34 mit der Adaptereinrichtung 36 auch elektrisch leitungswirksam verbunden, um einen Ladestrom von der Ladeeinrichtung 34 zur Adaptereinrichtung 36 zu leiten.
Die Adaptereinrichtung 36 umfasst eine erste Adapterschnittstelleneinrichtung 46. Die wiederaufladbare Batterie 22 umfasst eine Batterieschnittstelleneinrichtung 48. Die erste Adapterschnittstelleneinrichtung 46 und die Batterieschnittstelleneinrichtung 48 sind korrespondierend zueinander ausgebildet zum mechanischen und elektrischen Koppeln miteinander in einer ersten Kopplungsstellung.
In Figur 1 ist die wiederaufladbare Batterie 22 in einer von der Adaptereinrichtung 36 getrennten Stellung dargestellt. In der ersten Kopplungsstellung sind die wiederaufladbare Batterie 22 und die Adaptereinrichtung 36 in definierter Weise mechanisch und elektrisch leitungswirksam miteinander gekoppelt.
Beim Ausführungsbeispiel der Figur 1 umfasst die Adaptereinrichtung 36 eine zweite Adapterschnittstelleneinrichtung 50. Das Verbindungskabel 42 umfasst bei diesem Ausführungsbeispiel eine erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung 52 und eine zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung 54.
Die erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung 52 und die zweite Adapterschnittstelleneinrichtung 50 sind korrespondierend zueinander ausgebildet zum mechanischen und elektrischen Koppeln miteinander in einer zweiten Kopplungsstellung. In Figur 1 sind die zweite Adapterschnittstelleneinrichtung 50 und die erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung 52 außer Eingriff stehend dargestellt.
Die Ladeeinrichtung 34 umfasst beim Ausführungsbeispiel der Figur 1 eine erste Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung 56 und eine zweite Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung 58.
Die erste Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung 56 und die zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung 54 sind korrespondierend zueinander ausgebildet zum mechanischen und elektrischen Koppeln miteinander in einer dritten Kopplungsstellung. Beim Ausführungsbeispiel der Figur 1 stehen die zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung 54 und die erste Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung 56 außer Eingriff.
Beim Ausführungsbeispiel der Figur 1 umfasst das Ladesystem 10 ein Netzanschlusskabel 60 mit einem Netzstecker 62 an einem Ende zum Verbinden mit einer Steckdose eines Stromversorgungsnetzes. Am anderen Ende des Netzanschlusskabels 60 ist ein Anschlussstecker 64 angeordnet beziehungsweise ausgebildet, welcher mit der zweiten Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung 58 mechanisch und elektrisch in Eingriff gebracht werden kann. In Figur 1 ist die zweite Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung 58 vom Anschlussstecker 64 getrennt dargestellt.
Zum Laden der wiederaufladbaren Batterie 22 wird diese bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel mit ihrer Batterieschnittstelleneinrichtung 48 mit der ersten Adapterschnittstelleneinrichtung 46 in Eingriff gebracht. Das Verbindungskabel 42 wird mit seiner ersten Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung 52 mit der zweiten Adapterschnittstelleneinrichtung 50 in Eingriff gebracht. Die zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung 54 wird mit der ersten Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung 56 in Eingriff gebracht. Ferner wird der Anschlussstecker 64 des Netzanschlusskabels 60 mit der zweiten Ladeneinrichtungsschnittstelleneinrichtung 58 in Eingriff gebracht. Und schließlich wird der Netzstecker 62 in eine Steckdose gesteckt.
Die beschriebene Verbindung der Komponenten miteinander ermöglicht nun das automatische Laden der wiederaufladbaren Batterie 22. Hierfür kommunizieren die wiederaufladbare Batterie 22 und die Ladeeinrichtung 34 miteinander. Die erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 30 überträgt Daten und Informationen zum Steuern der Ladeeinrichtung 34 über die Adaptereinrichtung 36 und das Verbindungskabel 42 zur zweiten Steuer- und/oder Rege- lungseinrichtung 44 der Ladeeinrichtung 34. Abhängig vom Ladezustand sowie weiterer relevanter Parameter der wiederaufladbaren Batterie 22, insbesondere einer Umgebungstemperatur, wird nun ein Ladestrom von einer Leistungselektronik 66 der Ladeeinrichtung 34 bereitgestellt und über das Verbindungskabel 42 zur Adaptereinrichtung 36 und von dieser zur wiederaufladbaren Batterie 22 geleitet zum Aufladen einer oder mehrerer, in den Figuren der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellter Batteriezellen, die in einem Batteriegehäuse 68 der wiederaufladbaren Batterie 22 aufgenommen sind.
Beim Ausführungsbeispiel der Figur 1 sind die zweite Adapterschnittstelleneinrichtung 50, die erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung 52, die zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung 54 und die erste Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung 56 in Form von USB-Schnittstelleneinrichtungen 70 ausgebildet.
Die USB-Schnittstelleneinrichtungen 70 der Adaptereinrichtung 36 und der Ladeeinrichtung 34 sind in Form von USB-Buchsen 72 ausgebildet, die USB- Schnittstelleneinrichtungen 70 des Verbindungskabels 42 in Form von USB- Steckern 74.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 sind die USB-Schnittstelleneinrich- tungen 70 in Form von USB-C-Schnittstelleneinrichtungen 76 ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die USB-C-Schnittstelleneinrichtungen 76 in Form von Schnittstelleneinrichtungen vom Typ USB-C 3.1 ausgebildet.
Zum Übertragen und Austauschen von Daten zwischen der ersten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 30 und der zweiten Steuer- und/oder Rege- lungseinrichtung 44 umfassen die erste Adapterschnittstelleneinrichtung 46, die zweite Adapterschnittstelleneinrichtung 50, die Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung 52, die zweite Verbindungkabelschnittstelleneinrichtung 54 und die erste Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung 56 einen oder mehrere Kommunikationskontakte. Diese sind in den Figuren der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt.
Mit seinen USB-Schnittstelleneinrichtungen 70 ist das Verbindungskabel 42 in Form eines USB-Verbindungskabels 78 ausgebildet, und zwar in Form eines Verbindungskabels 42 vom Typ USB-C.
In Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ladesystems 10 schematisch dargestellt. Es stimmt in Teilen mit dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 überein. Zur Bezeichnung identischer und funktional vergleichbarer Komponenten sind daher dieselben Bezugszeichen verwendet wie bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 und 3. Beim Ausführungsbeispiel der Figur 2 sind die wiederaufladbare Batterie 22 und die Adaptereinrichtung 36 identisch ausgebildet wie beim Ausführungsbeispiel der Figur 1. Dies trifft auch auf das Verbindungskabel 42 zu. Ein Unterschied ergibt sich lediglich bei der Ladeeinrichtung 34. Anders als beim Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist hier keine zweite Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung 58 vorgesehen, sondern eine Steckverbindungseinrichtung 80, die beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Ladeeinrichtung 34 unlösbar mit dem Ladeeinrichtungsgehäuse 38 verbunden ist. Die Steckverbindungseinrichtung 80 ist in Form eines Netzsteckers ausgebildet, welcher direkt in eine Steckdose eines Stromversorgungsnetzes eingesteckt werden kann.
Zur Funktionsweise des Ladesystems 10, welches in Figur 2 schematisch dargestellt ist, kann auf die obige Beschreibung zum Ladesystem 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 verwiesen werden.
Bei einem in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist statt der Steckverbindungseinrichtung 80, die direkt mit dem Ladeeinrichtungsgehäuse 38 verbunden ist, am Ladeeinrichtungsgehäuse 38 ein Netzanschlusskabel angeordnet, und zwar beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Ladeeinrichtung 34 ein unlösbar mit dieser verbundenes Netzanschlusskabel. Am Netzanschlusskabel ist wiederum ein Netzstecker angeordnet beziehungsweise ausgebildet zum in Eingriff Bringen mit einer Steckdose an einem Stromversorgungsnetz.
Mit Bezug zur Figur 3 wird nachfolgend eine beispielhafte Ausgestaltung eines Elektrogerätesystems 12 näher erläutert.
In Figur 3 sind beispielhaft drei wiederaufladbare Batterien 22 dargestellt. Diese sind in Form von Akkupacks 82a, 82b und 82c ausgebildet. Der Akkupack 82a weist eine Nennspannung von 18V auf und umfasst fünf nicht dargestellte Akkuzellen. Der Akkupack 82b weist eine Nennspannung von 36V auf und umfasst 10 nicht dargestellte Akkuzellen. Der Akkupack 82c weist eine Nennspannung von 36V auf und umfasst ebenfalls 10 Akkuzellen.
Die Akkuzellen der Akkupacks 82a, 82b und 82c sind jeweils identisch und in Form von Lithium-Ionen-Zellen ausgebildet.
Die Batterieschnittstelleneinrichtung 48 ist bei den Akkupacks 82a und 82b identisch ausgebildet.
Jeder der drei Akkupacks 82a, 82b und 82c umfasst eine erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 30, die insbesondere zum Steuern, Regeln und Überwachen des Ladens, Entladens sowie eines Betriebszustands des Akkupacks 82a, 82b beziehungsweise 82c ausgebildet ist.
Das Elektrogerätesystem 12 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 umfasst eine Mehrzahl von unterschiedlich ausgebildeten Adaptereinrichtungen 36. Sie sind in Form von Adaptern 84a bis 84i ausgebildet.
Die Adapter 84a bis 84i unterscheiden sich in der Ausgestaltung der ersten Adapterschnittstelleneinrichtung 46. Bei den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen der Adapter 84a, 84b sowie 84e bis 84i sind die ersten Adapterschnittstelleneinrichtungen 46 identisch ausgebildet, und zwar in Form erster Adapterschnittstellen 86a. Bei den Adaptern 84c und 84d ist die erste Adapterschnittstelleneinrichtung 46 in Form einer ersten Adapterschnittstelle 86b ausgebildet.
Die Batterieschnittstelleneinrichtung 48 ist bei den Akkupacks 82a und 82b in Form einer Batterieschnittstelle 88a ausgebildet, beim Akkupack 82c in Form einer Batterieschnittstelle 88b. Die Batterieschnittstellen 88a und 88b sind unterschiedlich ausgebildet in ihrer Form sowie der Ausgestaltung der Kontakte.
Die erste Adapterschnittstelle 86a ist korrespondierend zur Batterieschnittstelle 88a ausgebildet. Die erste Adapterschnittstelle 86b ist korrespondierend zur Batterieschnittstelle 88b ausgebildet. Dies ermöglicht es, wiederaufladbare Batterien 22 mit Adaptereinrichtungen 36 zu koppeln, bei denen die Batterieschnittstelleneinrichtung 48 und die erste Adapterschnittstelleneinrichtung 46 korrespondierend zueinander ausgebildet sind.
Jeder Adapter 84a bis 84i umfasst eine zweite Adapterschnittstelleneinrichtung 50. Diese ist in Form einer zweiten Adapterschnittstelle 90a, 90b beziehungsweise 90c ausgebildet. Die zweite Adapterschnittstelle 90a ist in Form einer USB-Buchse 72 ausgebildet. Die zweite Adapterschnittstelle 90b ist in Form eines dauerhaft und unlösbar mit der Adaptereinrichtung 36 verbundenen USB- Kabels 92 und eines am freien Ende desselben angeordneten USB-Steckers 74 ausgebildet. Die zweite Adapterschnittstelle 90c ist in Form eines am Adaptereinrichtungsgehäuse 40 ausgebildeten USB-Steckers 74 ausgebildet.
Bei den in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispielen der Adaptereinrichtungen 36 umfassen die Adaptereinrichtungen 84a bis 84e jeweils identische zweite Adapterschnittstellen 90a. Die Adapter 84f und 84e umfassen identische zweite Adapterschnittstellen 90b. Die beiden Adapter 84h und 84i umfassen identische zweite Adapterschnittstellen 90c.
Ein Teil der Adapter 84a bis 84i umfasst eine Kommunikationseinrichtung 94, welche ausgebildet ist zum Übertragen und Austauschen von Daten und Signalen, beispielsweise Steuersignalen, zwischen der ersten Steuer- und/oder Re- gelungseinrichtung 30 und der zweiten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 44.
Die Kommunikationseinrichtung 94 umfasst einen Mikrocontroller 96. Dieser ist in einer Ladestellung kommunikationswirksam mit der ersten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 30 und der zweiten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 44 verbunden oder verbindbar.
In Figur 3 sind ferner drei Ausführungsbeispiele von Ladeeinrichtungen 34 dargestellt in Form der Ladegeräte 98a, 98b sowie 98c. Die Ladegeräte 98a, 98b und 98c umfassen jeweils eine Leistungselektronik 66, welche im Ladeeinrichtungsgehäuse 38 aufgenommen ist. In diesem ist auch die zweite Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 44 aufgenommen.
Die Ladegeräte 98 umfassen erste Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtungen 56, die in Form von USB-Buchsen 72 ausgebildet sind.
Die Ladegeräte 98a, 98b und 98c können wahlweise mit einem der Adapter 84a bis 84i verbunden werden. Zum Verbinden mit den Adaptern 84a bis 84e wird das Verbindungskabel 42 mit zwei USB-Steckern 74 benötigt, die korrespondierend zu den USB-Buchsen 72 ausgebildet sind.
Ferner können die Adapter 74f und 74g mit den USB-Steckern 74 an den USB- Kabeln 92 mit den USB-Buchsen 72 an den Ladegeräten 98a, 98b und 98c gekoppelt werden.
Die Ladegeräte 98a, 98b und 98c können direkt mit den Adaptern 84h und 84i gekoppelt werden, indem die USB-Stecker 74 in die USB-Buchsen 72 der jeweiligen Ladegeräte 98a, 98b beziehungsweise 98c eingesteckt werden.
Die Ladeeinrichtungen 34 umfassen ferner eine zweite Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung 58.
Die zweite Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung 58 ist bei den drei Ladegeräten 98a, 98b und 98c in Form einer zweiten Ladegerätschnittstelle 104a, 104b beziehungsweise 104c ausgebildet.
Die ersten Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtungen 56 sind bei den drei Ladegeräten 98a, 98b und 98c identisch ausgebildet in Form von ersten Ladegerätschnittstellen 102.
Die zweite Ladegerätschnittstelle 104a ist in Form eines Netzsteckers 62 ausgebildet, welcher direkt am Ladeeinrichtungsgehäuse 38 angeordnet ist. So wird ein kompaktes Ladegerät 98a ausgebildet, welches mit dem Netzstecker 62 direkt in eine Steckdose eingesteckt werden kann.
Die zweite Ladegerätschnittstelle 104b des Ladegeräts 98b umfasst ein fest, also bestimmungsgemäß unlösbar, mit dem Ladeeinrichtungsgehäuse 38 verbundenes Anschlusskabel 100, welches an einem freien Ende einen Netzstecker 62 aufweist, welcher in eine Steckdose eingesteckt werden kann.
Die Ladegerätschnittstelle 104c ist in Form einer Anschlussbuchse 106 ausgebildet, welche zu einem Anschlussstecker 64 eines Netzanschlusskabels 60 korrespondiert. Das Netzanschlusskabel 60 umfasst ferner einen Netzstecker 62 zum Einstecken in eine Steckdose.
Die in Figur 3 schematisch dargestellten Elektrogeräte 14 umfassen Elektrogerätschnittstellen 108a beziehungsweise 108b zum elektrischen und mechanischen Koppeln mit den Batterieschnittstellen 88a beziehungsweise 88b. Beim Ausführungsbeispiel der Figur 3 sind die Elektrogerätschnittstellen 108a korrespondierend zu den Batterieschnittstellen 88a ausgebildet. Die Elektrogerätschnittstelle 108b ist korrespondierend zur Batterieschnittstelle 88b ausgebildet. Auf diese Weise können wiederaufladbare Batterien 22, deren Batterieschnittstellen 88a beziehungsweise 88b zu den Elektrogerätschnittstellen 108a beziehungsweise 108b korrespondieren, mit dem jeweiligen Elektrogerät 84 verbunden werden, sodass diese von der gekoppelten Batterie 22 mit elektrischer Energie versorgt werden können.
Figur 3 zeigt schematisch das Elektrogerät 14 in Form des Haushaltsgeräts 18 mit zwei Elektrogerätschnittstellen 108a. Dieses Elektrogerät 14 kann mit zwei Batterien 22 gekoppelt werden.
Die Haushalts- oder Gartengeräte 18 beziehungsweise 20, die in Figur 3 schematisch dargestellt sind, können insbesondere in Form von Reinigungsgeräten, beispielsweise in Form von Sauggeräten, Hochdruckreinigungsgeräten, Dampf- reinigungsgeräten, Kehrgeräten, Sägen, Blasgeräten, Rasenmähern oder Heckenscheren ausgebildet sein. Selbstverständlich ist diese Liste genannter Elektrogeräte nicht abschließend.
Wenn auch nicht in den Figuren dargestellt, so sind bei Ausführungsbeispielen batteriebetriebener Elektrogeräte 14 unterschiedliche Anzahlen von Elektrogerätschnittstellen 108a beziehungsweise 108b vorgesehen. Es können beispielsweise nur eine einzige Elektrogerätschnittstelle 108a beziehungsweise 108b vorgesehen sein oder aber auch zwei, drei, vier oder mehr. So kann das batteriebetriebene Elektrogerät 14 mit einer entsprechenden Anzahl wiederaufladbarer Batterien 22 gekoppelt werden, je nach Energiebedarf des Elektrogeräts.
Das Elektrogerätesystem 12 ist ferner derart ausgebildet, dass die wiederaufladbaren Batterien 22 wahlweise mit unterschiedlichen batteriebetriebenen Elektrogeräten 14 koppelbar sind.
Bei dem Elektrogerätesystem 12 sind die USB-Schnittstelleneinrichtungen 70 in Form von USB-C-Schnittstelleneinrichtungen 76 ausgebildet. Bei einem Ausführungsbeispiel sind sie insbesondere in Form von Schnittstelleneinrichtungen in Form vom Typ USB-C 3.1 ausgebildet.
Die in Figur 3 schematisch dargestellten Ladegeräte 98a, 98b und 98c sind ferner ausgebildet zum Bereitstellen einer Ladeleistung von mindestens 50W. Bei Ausführungsbeispielen sind sie ausgebildet zum Bereitstellen einer Ladeleistung von mindestens 120W.
Die Ladegeräte 98a, 98b und 98c sind in Form von USB-Ladegeräten ausgebildet. Die USB-Buchsen 72 sind, abhängig vom Ausführungsbeispiel, in Form von USB-C-Buchsen oder USB-A-Buchsen ausgebildet.
Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Ladegeräte 98a, 98b und 98c entsprechend dem Standard USB 3.1 PD ausgebildet. Bei dem Ladesystem 12 sind die Ladeeinrichtungen 34 ausgebildet zum Laden von wiederaufladbaren Batterien 22 mit Batteriespannungen, die größer als 5V sind. Wie bei den Akkupacks 82a, 82b und 82c angegeben, können die Batteriespannungen mindestens 18V oder mindestens 36V betragen.
Mit dem Ladesystem 10 lassen sich wiederaufladbare Batterien 22, die erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtungen 30 umfassen, auf einfache Weise laden mit Ladeeinrichtungen 34 in Form von Ladegeräten 98a, 98b und 98c. Bei diesem Ladeverfahren wird die Ladeeinrichtung 34 automatisch durch die erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 30 der wiederaufladbaren Batterie 22 angesteuert, die der Ladeeinrichtung 34 vor und/oder während des Ladevorgangs Ladeparameter vorgibt, nämlich insbesondere den Ladestrom sowie die Ladespannung. Dabei kann insbesondere die erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 30 die Ladeparameter während des Ladevorgangs in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen oder aber auch kontinuierlich vorgeben.
Insbesondere mit Verweis auf das Ausführungsbeispiel der Figur 3 ist erkennbar, dass sämtliche Adaptereinrichtungen 36 ohne eine Leistungselektronik 66 ausgebildet sind. Die Leistungselektronik 66 ist ausschließlich von der Ladeeinrichtung 34 umfasst. Somit beschränkt sich die Funktion der Adaptereinrichtung 36 ausschließlich auf die Anpassung der wiederaufladbaren Batterie 22 in elektromechanischer Hinsicht an die Ladeeinrichtung 34 durch entsprechende Gestaltung ihrer ersten und zweiten Adapterschnittstelleneinrichtungen 46 beziehungsweise 50.
Die vorgeschlagene Ausgestaltung des Ladesystems 10 ermöglicht den Einsatz von Ladegeräten 98a, 98b und 98c, die nicht spezifisch an die wiederaufladbaren Batterien 22 angepasst sind, wie dies üblicherweise der Fall ist. Vielmehr können diese unter Verwendung einer entsprechenden Adaptereinrichtung 36 mit unterschiedlichen Varianten von wiederaufladbaren Batterien 22 zum Laden desselben gekoppelt werden. Die wiederaufladbaren Batterien 22 können sich hierbei in Form und Größe sowie auch in ihrer Nennspannung unterscheiden.
Die Ansteuerung der Ladeeinrichtungen 34 erfolgt wie beschrieben über die wiederaufladbaren Batterien 22. Dies hat den Vorteil, dass in den Ladeeinrichtungen 34 keine Informationen hinterlegt werden müssen, die spezifisch sind für bestimmte Batterietypen. Diese Informationen können in der jeweiligen wiederaufladbaren Batterie 22 hinterlegt werden. Durch die Ansteuerung der Ladeeinrichtung 34 beim Laden durch die wiederaufladbare Batterie 22 können die Ladeeinrichtungen 34 auch zum Laden von zukünftig verfügbaren Batterietypen genutzt werden.
Das in Figur 3 schematisch dargestellte Ladesystem 10 zeigt lediglich eine Auswahl möglicher Konfigurationen von wiederaufladbaren Batterien 22, Adaptereinrichtungen 36 sowie Ladeeinrichtungen 34 und Elektrogeräten 14. Die jeweiligen Schnittstellen der Komponenten des Ladesystems 10 können letztlich beliebig ausgestaltet sein, sodass sich noch mehr mögliche Kombinationen ergeben als die, die in Figur 3 dargestellt und oben beschrieben sind.
Selbstverständlich können Ausführungsbeispiele von Ladesystemen 10 auch nur eine Teilmenge der in Figur 3 dargestellten Komponenten umfassen, je nachdem, welche Elektrogeräte 14 mit welchen wiederaufladbaren Batterien 22 genutzt werden sollen. Es müssen dann nur diejenigen Adaptereinrichtungen 36 sowie im Prinzip nur eine einzige Ladeeinrichtung 34 bereitgestellt werden, um das Elektrogerätesystem 12 einsetzen zu können.
Bezugszeichenliste
Reinigungsgerät
Elektrogerätesystem
Elektrogerät
Elektrowerkzeug
Haushaltsgerät
Gartengerät wiederaufladbare Batterie erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung
Ladevorrichtung
Ladeeinrichtung
Adaptereinrichtung
Ladeeinrichtungsgehäuse
Adaptereinrichtungsgehäuse
Verbindungskabel zweite Steuer- und/oder Regelungseinrichtung erste Adapterschnittstelleneinrichtung
Batterieschnittstelleneinrichtung zweite Adapterschnittstelleneinrichtung erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung erste Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung zweite Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung Netzanschlusskabel
Netzstecker
Anschlussstecker
Leistungselektronik
Batteriegehäuse
USB-Schnittstelleneinrichtung
USB-Buchse
USB-Stecker USB-C-Schnittstelleneinrichtung
USB-Verbindungskabel
Streckverbindungseinrichtunga, 82b, 82c Akkupack a, 84b, 84c Adapter d, 84e, 84f Adapter g, 84h, 84i Adapter a, 86b erste Adapterschnittstelle a, 88b Batte ri esch n ittste 11 e a, 90b, 90c zweite Adapterschnittstelle
USB-Kabel
Kommunikationseinrichtung
Mikrocontroller a, 98b, 98c Ladegerät 0 Anschlusskabel 2 Ladegerätschnittstelle 4a, 104b, 104c Ladegerätschnittstelle 6 Anschlussbuchse 8a, 108b Elektrogerätschnittstelle

Claims

Patentansprüche Ladesystem (10) für ein batteriebetriebenes Elektrogerät (14), insbesondere in Form eines Elektrowerkzeugs (16), eines Haushalts- oder Gartengeräts (18, 20), wobei das Ladesystem (10) mindestens eine wiederaufladbare Batterie (22) mit einer ersten Steuer- und/oder Regelungsein- richtung (30), insbesondere zum Steuern, Regeln und Überwachen des Ladens, Entladens und eines Betriebszustands, und eine Ladevorrichtung (32) zum Laden der wiederaufladbaren Batterie (22) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung (32) mindestens eine Ladeeinrichtung (34) und eine Adaptereinrichtung (36) umfasst, dass die Ladeeinrichtung (34) ein Ladeeinrichtungsgehäuse (38) umfasst, dass die Adaptereinrichtung (36) ein Adaptereinrichtungsgehäuse (40) umfasst, dass das Ladeeinrichtungsgehäuse (38) und das Adaptereinrichtungsgehäuse (40) separat voneinander ausgebildet, dass die Adaptereinrichtung (36) und die Ladeeinrichtung (34) über ein Verbindungskabel (42) oder eine direkte Steckverbindung in einer Ladestellung miteinander verbunden oder verbindbar sind, dass die mindestens eine Ladeeinrichtung (34) eine zweite Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (44) zum Steuern und/oder Regeln von Ladeparametern während eines Ladevorgangs umfasst und dass in der Ladestellung die erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (30) und die zweite Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (44) kommunikationswirksam miteinander verbunden sind zum Übertragen von für die mindestens eine wiederaufladbare Batterie (22) spezifischen Ladeparametern von der ersten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (30) zur zweiten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (44). Ladesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung (32) eine Leistungselektronik (66) umfasst, dass die Leistungselektronik (66) ausschließlich von der Ladeeinrichtung (34) umfasst ist und dass die Adaptereinrichtung (36) ohne Leistungselektronik (66) ausgebildet ist. Ladesystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinrichtung (34) ausgebildet ist zum Bereitstellen einer Ladeleistung von mindestens 50W, insbesondere von mindestens 120W. Ladesystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinrichtung (34) in Form eines USB-Ladegeräts (98a, 98b, 98c) ausgebildet ist, wobei das USB-Ladegerät (98a, 98b, 98c) mindestens entsprechend dem Standard USB 3.1 PD ausgebildet ist. Ladesystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinrichtung (34) ausgebildet ist zum Laden von wiederaufladbaren Batterien (22) mit einer Batteriespannung größer 5V, insbesondere mit Batteriespannungen von mindestens 18V oder von mindestens 36V. Ladesystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaptereinrichtung (36) eine erste Adapterschnittstelleneinrichtung (46) umfasst, dass die mindestens eine wiederaufladbare Batterie (22) eine Batterieschnittstelleneinrichtung (48) umfasst und dass die erste Adapterschnittstelleneinrichtung (46) und die Batterieschnittstelleneinrichtung (48) korrespondierend zueinander ausgebildet sind zum mechanischen und elektrischen Koppeln miteinander in einer ersten Kopplungsstellung. Ladesystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die direkte Steckverbindung das Verbindungskabel (42) umfasst und mit der Adaptereinrichtung (36) oder mit der Ladeeinrichtung (34) dauerhaft und unlösbar verbunden ist. Ladesystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaptereinrichtung (36) eine zweite Adapterschnittstelleneinrichtung (50) umfasst, dass das Verbindungskabel (42) eine erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung (52) umfasst und dass die zweite Adapterschnittstelleneinrichtung (50) und die erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung (52) korrespondierend zueinander ausgebildet sind zum mechanischen und elektrischen Koppeln miteinander in einer zweiten Kopplungsstellung. Ladesystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinrichtung (34) eine erste Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung (56) umfasst, dass das Verbindungskabel (42) eine zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung (54) umfasst und dass die erste Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung (56) und die zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung (54) korrespondierend zueinander ausgebildet sind zum mechanischen und elektrischen Koppeln miteinander in einer dritten Kopplungsstellung. Ladesystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Adapterschnittstelleneinrichtung (50), die erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung (52), die zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung (54) und die erste Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung (56) in Form von USB-Schnittstelleneinrichtungen (70) ausgebildet sind, insbesondere in Form von USB-Buchsen (72) oder korrespondierenden USB-Steckern (74), wobei insbesondere die USB-Schnittstelleneinrichtungen (70) in Form von USB-C-Schnittstelleneinrichtungen (76) ausgebildet sind, insbesondere in Form von Schnittstelleneinrichtungen vom Typ USB-C 3.1 oder höher. Ladesystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Adapterschnittstelleneinrichtung (46), die zweite Adapterschnittstelleneinrichtung (50), die erste Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung (52), die zweite Verbindungskabelschnittstelleneinrichtung (54) und die erste Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung (56) mindestens einen Kommunikationskontakt umfasst zum Übertragen und Austauschen von Daten zwischen der ersten Steuer- und/oder Rege- lungseinrichtung (30) und der zweiten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (44). Ladesystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungskabel (42) in Form eines USB- Verbindungskabels (78) ausgebildet ist, insbesondere in Form eines Verbindungskabels (42) vom Typ USB-C. Ladesystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaptereinrichtung (36) eine Kommunikationseinrichtung (94) umfasst, welche ausgebildet ist zum Übertragen und Austauschen von Daten zwischen der ersten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (30) und der zweiten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (44), wobei insbesondere die Kommunikationseinrichtung (94) einen Mikrocontroller (96) umfasst, welcher kommunikationswirksam mit der ersten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (30) der mindestens wiederaufladbaren Batterie (22) und der zweiten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (44) der mindestens einen Ladeeinrichtung (34) verbunden oder verbindbar ist. Ladesystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinrichtung (34) eine zweite Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung (58) umfasst zum direkten oder indirekten mechanischen und elektrischen Koppeln mit einem Stromversorgungsnetz. Ladesystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung (58) ausgebildet ist zum mechanischen und elektrischen Koppeln mit einem Netzanschlusskabel (60). Ladesystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ladeeinrichtungsschnittstelleneinrichtung (58) eine Steckverbindungseinrichtung (80) oder ein beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Ladeeinrichtung (34) unlösbar mit der Ladeeinrichtung (34) verbundenes Netzanschlusskabel (100) umfasst, wobei die Steckverbindungseinrichtung (80) und das Netzanschlusskabel (100) ausgebildet sind zum direkten mechanischen und elektrischen Koppeln mit einem Stromversorgungsnetz. Elektrogerätesystem (12) umfassend mindestens ein batteriebetriebenes Elektrogerät (14), insbesondere in Form eines Elektrowerkzeugs (16), eines Haushalts- oder Gartengeräts (18, 20), mindestens eine wiederaufladbare Batterie (22) zum Versorgen des mindestens einen Elektrogeräts (14) mit elektrischer Energie und ein Ladesystem (10) zum Laden der wiederaufladbaren Batterie (22), dadurch gekennzeichnet, dass das Ladesystem (10) in Form eines Ladesystems (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche ausgebildet ist. Elektrogerätesystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das batteriebetriebene Haushalts- oder Gartengerät (18, 20) in Form eines Reinigungsgeräts ausgebildet ist, insbesondere in Form eines Sauggeräts, eines Hochdruckreinigungsgeräts, eines Dampfreinigungsgeräts, eines Kehrgeräts, einer Säge, eines Blasgeräts, eines Rasenmähers oder einer Heckenschere ausgebildet ist. Elektrogerätesystem nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das batteriebetriebene Elektrogerät (14) ausgebildet ist zum Betreiben mit mindestens einer, insbesondere mit nur einer, mit zwei, drei, vier oder mehr wiederaufladbaren Batterien (22). Elektrogerätesystem nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine wiederaufladbare Batterie (22) wahlweise mit unterschiedlichen batteriebetriebenen Elektrogeräten (14) koppelbar ist. Verfahren zum Laden einer wiederaufladbaren Batterie (22), welche eine erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (30) umfasst, die insbesondere ausgebildet ist zum Steuern, Regeln und Überwachen des Ladens und/oder Entladens der wiederaufladbaren Batterie (22), wobei die wiederaufladbare Batterie (22) ausgebildet ist zum Versorgen eines Elektrogeräts (14), insbesondere in Form eines Elektrowerkzeugs (16), eines Haushalts- oder Gartengeräts (18, 20) mit elektrischer Energie, dadurch gekennzeichnet, dass die wiederaufladbare Batterie (22) mit einem Ladesystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 19 aufgeladen wird, dass die Ladeeinrichtung (34) automatisch durch die erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (30) angesteuert wird und dass die erste Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (30) der Ladeeinrichtung (34) während des Ladevorgangs Ladeparameter vorgibt, insbesondere Ladestrom und/oder Ladespannung. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeparameter während des Ladevorgangs in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen oder kontinuierlich vorgegeben werden. Verwendung eines Ladesystems (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 zum Laden einer wiederaufladbaren Batterie (22), insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 21 oder 22.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6172477B1 (en) * 1997-04-09 2001-01-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus for charging a battery of a portable terminal
US20060087281A1 (en) * 2004-10-26 2006-04-27 Totex Design Limited Battery charger
US20070072474A1 (en) * 2005-04-27 2007-03-29 Nigel Beasley Flexible power adapter systems and methods
WO2014119174A1 (ja) * 2013-02-01 2014-08-07 株式会社マキタ 園芸用電動剪断工具
WO2022085924A1 (ko) * 2020-10-19 2022-04-28 주식회사 브로나인 연결된 전자기기의 전력규격 분석에 기초한 전력 공급 장치, 방법 및 프로그램

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3860035B2 (ja) 2000-04-13 2006-12-20 株式会社マキタ 充電装置用のアダプタ
DE10107697C2 (de) 2001-02-19 2003-03-27 Metabowerke Gmbh Akkupack für ein Elektrowerkzeuggerät sowie Verwendung des Akkupacks
DE102009027571A1 (de) 2009-07-09 2011-05-12 Robert Bosch Gmbh Akkuladekoffer
US11552362B2 (en) 2018-11-16 2023-01-10 Ridge Tool Company Battery charging circuit integrated inside battery pack
DE102021104825A1 (de) 2021-03-01 2022-09-01 Einhell Germany Ag Energieversorgung eines Elektrogeräts mittels eines Akkupacks und Laden eines Akkupacks anhand eines Adapters

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6172477B1 (en) * 1997-04-09 2001-01-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus for charging a battery of a portable terminal
US20060087281A1 (en) * 2004-10-26 2006-04-27 Totex Design Limited Battery charger
US20070072474A1 (en) * 2005-04-27 2007-03-29 Nigel Beasley Flexible power adapter systems and methods
WO2014119174A1 (ja) * 2013-02-01 2014-08-07 株式会社マキタ 園芸用電動剪断工具
WO2022085924A1 (ko) * 2020-10-19 2022-04-28 주식회사 브로나인 연결된 전자기기의 전력규격 분석에 기초한 전력 공급 장치, 방법 및 프로그램

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