用于为可充电电池快速充电的方法与流程

本发明涉及一种对用于为动力工具供应电能的可充电电池进行开环和闭环控制的方法，该可充电电池包含至少一个储能电芯、至少一个温度传感器、电流测量装置、电压测量装置还以及可充电电池控制装置，该可充电电池控制装置具有至少一个可充电电池存储装置。此外，本发明涉及一种用于执行该方法的可充电电池。另外，本发明涉及一种用于执行该方法的充电器。

背景技术：

1、可充电电池通常用于为各种设备或机器供应电能。可充电电池为例如钻、锤钻、锯、研磨机、螺丝刀等动力工具供应电能的用途同样非常广为人知。可充电电池通常具有用于储存或提供电能的多个储能电芯(也被称为电芯或可充电电池电芯)。在这种情况下，储能电芯技术例如可以基于li离子、li聚合物、li金属、ni-cd、ni-mh等。

2、充电器通常用于为可充电电池充入电能。为此目的，将可充电电池可释放地连接至充电器，使得可以设定为可充电电池充电的充电电流。

3、可充电电池的充电过程可能持续较长的时间，在旨在为可充电电池的储能电芯完全或几乎完全充入电能的情况下尤其如此。例如在仅单个可充电电池可用作用于动力工具的能量供应并且在充电过程中必须中断使用动力工具进行的作业的情况下，可充电电池的时间密集型充电可能会造成问题。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是解决上述问题并且提供一种对可充电电池进行开环和闭环控制的方法，该方法使得可以确保尽可能快速地为可充电电池充电。此外，目的还在于提供一种用于执行该方法的可充电电池还以及充电器，使得可以确保尽可能快速地为可充电电池充电。

2、该目的通过权利要求1、5和6的主题来实现。在对应的从属权利要求中呈现了有利的实施例。

3、在这种情况下，该目的通过一种对用于为动力工具供应电能的可充电电池进行开环和闭环控制的方法来实现，该可充电电池包含至少一个储能电芯、至少一个温度传感器、电流测量装置、电压测量装置还以及可充电电池控制装置，该可充电电池控制装置具有至少一个可充电电池存储装置。

4、根据本发明，该方法包括以下方法步骤：

5、–设定为可充电电池充电的第一充电电流值；

6、–用该第一充电电流值为该可充电电池充电，直至达到第一温度值为止；

7、–设定为该可充电电池充电的第二充电电流值，用于保持该第一温度值持续第一预定持续时间；

8、–在经过第二预定持续时间之后设定为该可充电电池充电的第三充电电流值；以及

9、–在经过该第二预定持续时间之后设定第一电压值。

10、在这种情况下，第一温度值几乎达到最大可能温度值，然后可充电电池控制装置由于过热而中断可充电电池的进一步充电。充电电流强度也可以被称为充电电流或充电电流值。

11、根据本发明的一个有利实施例，储能电芯可以在第一温度值时具有最低内部电阻。结果，可以最快速地为储能电芯充入电能。

12、根据本发明的一个有利实施例，第一充电电流值可以对应于介于16a与20a之间的值、特别是18a。

13、根据本发明的一个有利实施例，第二充电电流值可以对应于介于10a与14a之间的值、特别是12a。

14、根据本发明的一个有利实施例，第二充电电流值是第一充电电流值的三分之二(即2/3)。

15、根据本发明的替代性实施例，第二充电电流值也可以是第一充电电流值的仅一半(即50％)。此外，第二充电电流值也可以介于第一充电电流值的20％与70％之间。然而，第二充电电流值始终小于第一充电电流值。

16、根据本发明的一个有利实施例，第一温度值可以对应于介于55℃与65℃之间、特别是60℃。

17、用于为动力工具供电的可充电电池通常包含锂离子电芯(li离子)，这些可充电电池通常通过常规充电器以所谓的cccv方法(恒定电流恒定电压)充入电能。在这种情况下，充电器的充电电子器件产生恒定的充电电流通过可充电电池(恒定电流–cc)，结果是可充电电池电压升高。一旦达到可充电电池最大电压，充电电子器件(恒定电压-cv)就使可充电电池电压保持恒定，对应地，充电电流减小。一旦达到充电电流的预定最小值，充电电子器件就结束充电过程，可充电电池电芯充满电。cc阶段到cv阶段的过渡通常在大约80％的荷电状态(即容量)下发生。

18、可充电电池的可充电电池电压通常是单个储能电芯或可充电电池电芯的电压的倍数并且取决于可充电电池电芯是并联连接还是串联连接。在电芯电压为3.6v的li离子可充电电池电芯的情况下，因此得到的示例性可充电电池电压为3.6v、7.2v、10.8v、14.4v、18v、36v等。优选地，可充电电池电芯实施为至少大致圆柱形的圆形电芯，可充电电池电芯的端子布置在圆柱形的端部处。电接口包括特别是至少两个电接触元件，这些电接触元件被配置用于传递能量。

19、然而，替代性地，电接口还可以具有用于感应充电的辅助充电线圈元件。

20、根据另一替代性实施例，相应的可充电电池电芯也可以呈所谓的软包电芯形式，即储能电芯具有相对较软的外壳。在这种情况下，软包电芯也可以被称为软包袋电芯或咖啡袋电芯。

21、在本发明的一个特定实施例中，通过cccv方法来执行充电过程，其中，通过确悉在cc阶段之前的第一充电值以及在cc阶段与cv阶段期间的另外的充电值来确定剩余容量。因此，在cc阶段之前测量开路电压并且在此之后执行所谓的“库仑计数”，库仑计数检测电子的数量，以用于确定可充电电池的电荷。

22、可充电电池的剩余容量、剩余性能和/或健康状态可以特别有利地输出在外部显示单元上。在这种情况下，可充电电池、充电器、或者替代性地和/或作为补充的智能手机、平板电脑、pc等的显示器(lcd、oled、电子纸(epaper)等)和led显示器都可以用作显示单元。经由对应的通信接口实现了可充电电池与所述显示单元之间的通信。在这种情况下，可以使用专有bus(二进制单位制)，比如通过电缆或无线电的标准协议进行传输。

23、进一步的优点将从以下对附图的描述中变得明显。在附图中展示了本发明的各种示例性实施例。附图、说明书和权利要求中包含许多组合的特征。本领域技术人员还将方便地单独考虑这些特征并且组合这些特征以形成有用的进一步组合。

技术特征：

1.一种对用于为动力工具(2)供应电能的可充电电池(1)进行开环和闭环控制的方法，该可充电电池(1)包含至少一个储能电芯(5)、用于检测该可充电电池(1)的至少一个温度值的至少一个温度传感器(9)、电流测量装置(7)、电压测量装置(8)还以及可充电电池控制装置(12)，该可充电电池控制装置具有至少一个可充电电池存储装置(10)，

2.如权利要求1所述的方法，

3.如权利要求1或2所述的方法，

4.如权利要求1至3中至少一项所述的方法，

5.如权利要求1至4中至少一项所述的方法，

6.一种用于执行如权利要求1至5中至少一项所述的方法的可充电电池(1)，

7.一种用于执行如权利要求1至5中至少一项所述的方法的充电器(2)，

技术总结
披露一种对可充电电池进行开环和闭环控制的方法，该可充电电池具有至少一个储能电芯、用于检测该可充电电池的至少一个温度值的至少一个温度传感器、电流测量装置、电压测量装置和可充电电池控制装置，该可充电电池控制装置具有至少一个可充电电池存储装置。该方法涉及以下方法步骤：–设定为可充电电池充电的第一充电电流值；–用该第一充电电流值为该可充电电池充电，直至达到第一温度值为止；–设定为该可充电电池充电的第二充电电流值，用于保持该第一温度值持续第一预定持续时间；–在经过第二预定持续时间之后设定为该可充电电池充电的第三充电电流值；以及–在经过该第二预定持续时间之后设定第一电压值。还披露用于执行该方法的可充电电池和充电器。

技术研发人员：J·兰德斯弗因德,P·勃劳恩,R·达塔特雷亚
受保护的技术使用者：喜利得股份公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5