專(zhuān)利名稱(chēng)：用于為蓄電池充電的裝置、尤其是充電設(shè)備裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于為蓄電池充電的裝置、尤其是一種充電設(shè)備裝 置，具有可以以多種充電模式運(yùn)行的充電供電單元，其中可以由操作者 選擇相應(yīng)的充電模式，并且具有為至少一種充電模式設(shè)置的放電裝置。
背景技術(shù)：
已經(jīng)從DE 101 07 619 Al中7>知這種裝置。在此，該裝置是微控 制器控制的充電裝置，其中使用者可以在充電開(kāi)始之前借助于在顯示器 上顯示的菜單在多個(gè)充電功能之間進(jìn)行選擇。例如，在標(biāo)準(zhǔn)充電模式中 首先將蓄電池完全放電，然后才充分充電。充電模式可以完全地或者部 分地由一個(gè)或者多個(gè)放電措施構(gòu)成。另一方面，充電模式也可以不設(shè)置 有某個(gè)放電措施。
從DE 691 23 277 T2中/〉知一種電池充電系統(tǒng)，其中可以至少以 兩種不同充電模式運(yùn)行的充電裝置與手機(jī)連接，在該手機(jī)中存在待充電 的蓄電池，其中該手機(jī)的充電模式可以手動(dòng)選擇。在該手機(jī)中可以設(shè)置 用于檢測(cè)蓄電池的充電狀態(tài)的裝置，因此根據(jù)所檢測(cè)的充電狀態(tài)來(lái)自動(dòng) 激活相關(guān)的充電模式。尤其是，當(dāng)充電狀態(tài)降落到閾值以下時(shí)，總是自 動(dòng)激活用于較慢充電的充電模式。對(duì)充電模式的自動(dòng)選擇和激活可以通 過(guò)對(duì)手機(jī)的手動(dòng)選擇來(lái)代替。
公開(kāi)文獻(xiàn)DE 10 2005 020 356 Al說(shuō)明了一種裝置、尤其是一種充 電設(shè)備裝置，該裝置具有用于檢測(cè)至少一個(gè)電池特征參數(shù)的測(cè)量單元， 電池特征參數(shù)尤其是取決于過(guò)去的充電-放電-循環(huán)的次數(shù)并且由此反 映電池老化。由此，可以借助于計(jì)算單元來(lái)確定特定于老化的充電模式， 該充電模式被分配給電池當(dāng)前對(duì)應(yīng)的老化等級(jí)?？梢栽O(shè)置調(diào)節(jié)單元，以 便手動(dòng)調(diào)節(jié)確定的、在相應(yīng)電池老化方面的單獨(dú)地優(yōu)化的充電模式并且 與之對(duì)應(yīng)地對(duì)電池進(jìn)4亍充電。
到目前為止的充電模式都是面向于操作的。然而已經(jīng)表明，到目前 為止尤其是與鋰蓄電池相關(guān)的在蓄電池的隨后的(較長(zhǎng)時(shí)間)充電方面一般充電模式或充電狀態(tài)都是有問(wèn)題的。
通常由此出發(fā)這些蓄電池(可再充電電池)同樣地處于完全充電 或者部分充電狀態(tài)，但是在將電解槽(Zellen)中所存儲(chǔ)的能量完全釋 放之后還可以被充電。然而，經(jīng)驗(yàn)表明，尤其是鋰離子電解槽和由其構(gòu) 造的可再充電電池在(幾乎)完全充電狀態(tài)中在存儲(chǔ)時(shí)比其在部分充電 狀態(tài)或者完全放電狀態(tài)中存儲(chǔ)時(shí)經(jīng)受更強(qiáng)烈的老化。這種老化表現(xiàn)為電 池內(nèi)電阻的增加和鋰離子電池的能量存儲(chǔ)器容量的不可逆的損失。
在完全充電狀態(tài)中的存儲(chǔ)首先加速鋰離子電解槽的老化，從而在一 個(gè)月的存儲(chǔ)過(guò)后已經(jīng)可能出現(xiàn)蓄電池容量的明顯下降。為了避免這種效 應(yīng)，對(duì)新制造的電池在部分充電的狀態(tài)中進(jìn)行存儲(chǔ)并發(fā)貨。如果可以預(yù) 見(jiàn)需要為使用中的蓄電池組進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的存儲(chǔ)，則到目前為止適當(dāng)?shù)?方式是，通過(guò)將耗電器(設(shè)備或者外部電栽荷)接通到鋰離子蓄電池來(lái) 將該鋰離子蓄電池轉(zhuǎn)化為部分充電狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的充電裝置在權(quán)利要求1中表明特征。具有根據(jù)本發(fā)明 裝置的蓄電池充電系統(tǒng)在權(quán)利要求10中表明特征。改進(jìn)方案和優(yōu)選措 施在從屬權(quán)利要求中給出。
在根據(jù)本發(fā)明的裝置中——除了前序部分中的特征之外——還設(shè) 置有用于確定蓄電池的充電狀態(tài)的裝置以及存儲(chǔ)充電模式，在激活所述 存儲(chǔ)充電模式情況下，所述蓄電池只被充電到預(yù)先給定的部分充電狀 態(tài)，所述部分充電狀態(tài)在蓄電池的可預(yù)見(jiàn)的存儲(chǔ)方面是優(yōu)化的，其中如 果在存儲(chǔ)充電模式開(kāi)始時(shí)確定的充電狀態(tài)高于預(yù)先給定的部分充電狀 態(tài)，則放電裝置將蓄電池放電直到預(yù)先給定的部分充電狀態(tài)。
在存儲(chǔ)方面優(yōu)化的部分充電狀態(tài)可以根據(jù)當(dāng)前檢測(cè)的相應(yīng)蓄電池 的充電狀態(tài)或者通過(guò)充電或者通過(guò)放電來(lái)建立。根據(jù)本發(fā)明建立的部分 充電狀態(tài)對(duì)于蓄電池的長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)來(lái)說(shuō)比完全充電的狀態(tài)有利，因?yàn)樵?br> ;此，本發(fā)明導(dǎo)致蓄電池使用壽命的延ii。可以實(shí)現(xiàn)，只;皮偶爾使用的
情況要;的能量。以:種方式:避免了此外由于在完全充電狀態(tài)中存儲(chǔ)
電池所不可逆地形成的容量損失。對(duì)于該面向優(yōu)化充電狀態(tài)的放電，根
5據(jù)本發(fā)明不需要附加的設(shè)備。同樣不需要只出于對(duì)蓄電池進(jìn)行放電的目 的來(lái)接通正常情況下由該蓄電池進(jìn)行饋電的設(shè)備。優(yōu)點(diǎn)尤其在于，可以
分別單獨(dú)為確定的蓄電池電解槽化學(xué)(Zellchemie)預(yù)先給定在存儲(chǔ)方 面優(yōu)化的部分充電狀態(tài)。此外，用戶(hù)可以通過(guò)可選擇的存儲(chǔ)充電模式來(lái) 使充電方法適應(yīng)于自身的使用習(xí)慣。 ' 因此，本發(fā)明可以特別有利地用于針對(duì)蓄電池組的不與供電設(shè)備持 續(xù)連接的充電設(shè)備，以及用于不持續(xù)使用的或者在偶爾使用之后被長(zhǎng)時(shí) 間存儲(chǔ)的蓄電池。這種應(yīng)用條件通常存在于工具租賃、醫(yī)療技術(shù)或者軍 事領(lǐng)域中。在此，該存儲(chǔ)充電模式可以是可從各種充電模式中選擇的充 電模式。
特別優(yōu)選該裝置的實(shí)施形式，其中所述充電狀態(tài)由所述裝置借助于 蓄電池電壓來(lái)確定。這尤其在鋰離子蓄電池的情況下是可能的。在其它 技術(shù)的情況下，所述充電狀態(tài)由所述裝置通過(guò)分析信息來(lái)確定，所述信 息可以從在蓄電池中集成的平衡充電狀態(tài)的充電狀態(tài)電子元件傳輸給 所述裝置。
有利的是，除了存儲(chǔ)充電模式，所述充電模式還包括快速充電模式， 在快速充電模式的情況下，蓄電池只^皮充電到預(yù)先給定的部分充電狀 態(tài)，所述部分充電狀態(tài)在充電持續(xù)時(shí)間和在此能夠達(dá)到的充電狀態(tài)的高 度方面是優(yōu)化的。此外，還可以設(shè)置有防護(hù)充電模式(Schonlademodus )， 在所述防護(hù)充電模式的情況下，蓄電池被充電到部分充電狀態(tài)，所述部 分充電狀態(tài)與蓄電池被視為完全充電的充電狀態(tài)具有預(yù)先給定的差距。 有利的是，還具有附加的過(guò)充電模式，在所述過(guò)充電模式的情況下，蓄 電池以預(yù)先給定的高度超過(guò)蓄電池^皮;現(xiàn)為完全充電的充電狀態(tài)凈皮充電。
在本發(fā)明的所有實(shí)施方式中，可以有利地由調(diào)節(jié)單元或者通過(guò)將蓄 電池插入為相應(yīng)充電模式i殳置的充電匣(Ladeschacht )中來(lái)手動(dòng)選擇
所述充電模式。
在到目前為止所述實(shí)施形式的有利改進(jìn)方案中，在根據(jù)本發(fā)明的裝 置中設(shè)置有用于識(shí)別在蓄電池上或者在蓄電池中存在的編碼的裝置，其 中編碼與一個(gè)確定的充電模式或者一些確定的充電模式相關(guān)，從而只能 選擇和/或激活這些充電模式以用于為蓄電池充電。這樣，其它在配備 有相應(yīng)編碼的蓄電池中出于技術(shù)原因不允許被激活的充電模式實(shí)際上 不能被激活或者甚至不能被選擇。特別優(yōu)選的是，作為獨(dú)立充電設(shè)備的根據(jù)本發(fā)明裝置的擴(kuò)展。然而， 所述裝置也可以集成在蓄電池中。
根據(jù)本發(fā)明的用于為蓄電池充電的系統(tǒng)包括上述形式的裝置以及 以技術(shù)、尤其是以鋰技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的所述蓄電池，在所述技術(shù)的情況下， 對(duì)處于不是優(yōu)化充電狀態(tài)的蓄電池的存儲(chǔ)導(dǎo)致蓄電池的強(qiáng)烈老化，而這 可以通過(guò)所述存儲(chǔ)充電模式來(lái)避免。


唯一的一幅圖借助于電路圖以示意性視圖的方式示出根據(jù)本發(fā)明 的蓄電池充電系統(tǒng)的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
電池或蓄電池在下文中應(yīng)當(dāng)凈皮理解為電池殼內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)可再 充電電解槽的電連接。所述根據(jù)本發(fā)明的充電裝置例如可以應(yīng)用于對(duì)蓄 電池充電，所述蓄電池可以用于為電動(dòng)工具供電。
圖示出本發(fā)明的實(shí)施例。具有一個(gè)或多個(gè)電化學(xué)電解槽的可再充電
鋰離子電池1的兩極例如借助于(未示出的)插接連接與充電設(shè)備2的 互補(bǔ)接觸部連接。充電設(shè)備2本身在充電期間通過(guò)未示出的充電接觸部 由充電電壓——通常來(lái)自電網(wǎng)——供電。充電設(shè)備2可以具有蓄電池接 收部，將蓄電池1放置在該蓄電池接收部中以用于充電；然而，該充電 裝置還可以集成在蓄電池1上或者蓄電池1內(nèi)。
充電設(shè)備2具有充電設(shè)備裝置3，該充電設(shè)備裝置3包括充電供電 單元4、放電裝置5、用于確定蓄電池1的充電狀態(tài)的裝置6以及調(diào)節(jié) 單元7，借助于該調(diào)節(jié)單元7可以手動(dòng)選擇運(yùn)行充電供電單元4的不同 充電模式。調(diào)節(jié)單元7例如可以具有由旋鈕、開(kāi)關(guān)、按鍵或者鍵盤(pán)構(gòu)成 的操作元件?？商鎿Q地，充電設(shè)備2具有多種插入可能性或充電匣，它 們對(duì)應(yīng)于不同的充電模式。充電設(shè)備2還可以具有其它元件、例如顯示 元件、閉合開(kāi)關(guān)等。
下面i兌明該實(shí)施例的工作方式。用于確定充電狀態(tài)的裝置5和放電 裝置6通過(guò)充電供電單元4——其通常包括用于控制充電設(shè)備2的微吟 理器——來(lái)相互電連接。
正常情況下，對(duì)蓄電池1進(jìn)行充電直到最大的蓄電池電壓，以便達(dá)到高的目標(biāo)容量，在該高的目標(biāo)容量的情況下，蓄電池1視為被完全
(100%)充電。然而，如果蓄電池1只被充電到確定百分比，則這對(duì)于
可預(yù)見(jiàn)的即將發(fā)生的較長(zhǎng)的存儲(chǔ)時(shí)間更加有利。在鋰離子蓄電池的情況 下，相應(yīng)蓄電池1的確定的所屬蓄電池電壓相應(yīng)于通過(guò)經(jīng)驗(yàn)確定的理想
存儲(chǔ)充電狀態(tài)、例如30%,其中所述蓄電池電壓可以由裝置5容易地檢 測(cè)或確定。在其它的蓄電池技術(shù)情況下，蓄電池中平衡充電/放電的充 電狀態(tài)電子元件可以被利用來(lái)確定滿(mǎn)充等級(jí)(Ftillgrad)。
如果操作者可以預(yù)見(jiàn)蓄電池1的存儲(chǔ)，則該操作者通過(guò)操作元件來(lái) 選擇存儲(chǔ)充電模式。 一旦該存儲(chǔ)充電模式被激活，則充電程序的其它過(guò) 程取決于蓄電池l的當(dāng)前充電狀態(tài)并且取決于作為對(duì)存儲(chǔ)優(yōu)化的預(yù)先給 定的部分充電狀態(tài)。如果蓄電池1在存儲(chǔ)充電模式開(kāi)始時(shí)只部分、例如 10%充電，并且如果預(yù)先給定了對(duì)于存儲(chǔ)優(yōu)化的部分充電狀態(tài)、即30 %，則充電供電單元4開(kāi)始充電，該充電繼續(xù)進(jìn)行，直到由裝置5檢測(cè) 的蓄電池電壓取得了對(duì)應(yīng)于充電狀態(tài)30%的值。另一方面，如果蓄電池 1在存儲(chǔ)充電模式開(kāi)始時(shí)仍充有針對(duì)存儲(chǔ)充電模式高于預(yù)先給定的百分 比(充電狀態(tài))的電，則借助于放電裝置6將蓄電池1放電到預(yù)先給定 的百分比(在這里30% )。
除了標(biāo)準(zhǔn)充電模式和存儲(chǔ)充電模式之外，可以在充電設(shè)備2中實(shí)施 快速充電模式。在選擇該充電模式時(shí)，蓄電池1凈皮快速地充電到確定的 百分比、例如70%。這例如在鋰離子蓄電池或者鉛蓄電池的情況下是有 利的，在所述鋰離子蓄電池或者鉛蓄電池中，完全充電由于在達(dá)到高的 滿(mǎn)充等級(jí)時(shí)變得較小的充電電流而可能持續(xù)非常長(zhǎng)的時(shí)間。附加地或者 可替換地可以設(shè)置防護(hù)充電模式，其中蓄電池1——根據(jù)電解槽技 術(shù)——不被完全充電、即例如只充電到90%。根據(jù)蓄電池技術(shù)還可以有 其它的充電模式、例如超過(guò)100%的過(guò)充電，但是其中用減少使用壽命的 缺點(diǎn)來(lái)?yè)Q取過(guò)大的容量。
此外，如果確定的蓄電池類(lèi)型只允許用某一確定的充電模式或者某 些確定的充電模式來(lái)充電，則充電設(shè)備2可以通過(guò)在蓄電池1上或者蓄 電池l內(nèi)存在的、例如以才凡械方式或者電子方式構(gòu)造的編碼來(lái)對(duì)此進(jìn)行 識(shí)別。
可以將所述原理線(xiàn)路圖的功能并入到公知的用于監(jiān)測(cè)充電裝置運(yùn) 行的IC電路中。
權(quán)利要求
1.一種用于為蓄電池(1)充電的裝置，尤其是充電設(shè)備裝置(3)，具有能夠以多種充電模式運(yùn)行的充電供電單元(4)，其中能夠由操作者來(lái)選擇相應(yīng)的充電模式，并且具有為至少一種充電模式設(shè)置的放電裝置(6)，其特征在于，設(shè)置有用于確定該蓄電池(1)的充電狀態(tài)的裝置(5)，并且設(shè)置有存儲(chǔ)充電模式，在激活所述存儲(chǔ)充電模式情況下，該蓄電池(1)只被充電到預(yù)先給定的部分充電狀態(tài)，所述部分充電狀態(tài)在對(duì)該蓄電池(1)的可預(yù)見(jiàn)的存儲(chǔ)方面是優(yōu)化的，其中如果在存儲(chǔ)充電模式開(kāi)始時(shí)確定的充電狀態(tài)高于預(yù)先給定的部分充電狀態(tài)，則所述放電裝置(6)將蓄電池(1)放電直到預(yù)先給定的部分充電狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述充電狀態(tài)由所述 裝置(5)借助蓄電池電壓來(lái)確定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述充電狀態(tài)由所述 裝置(5)通過(guò)分析信息來(lái)確定，所述信息由在該蓄電池(1)中集成的 平衡充電狀態(tài)的充電狀態(tài)電子元件傳輸給所述裝置(5)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的裝置，其特征在于，所述充電模 式還包括快速充電模式，在所述快速充電模式的情況下，該蓄電池U) 只被充電到預(yù)先給定的部分充電狀態(tài)，所述部分充電狀態(tài)在充電持續(xù)時(shí) 間和在此能夠達(dá)到的充電狀態(tài)的高度方面是優(yōu)化的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的裝置，其特征在于，所述充電模 式還包括防護(hù)充電模式，在所述防護(hù)充電模式的情況下，該蓄電池(l) -故充電到部分充電狀態(tài)，所述部分充電狀態(tài)與該蓄電池(1)禎j見(jiàn)為完 全充電的充電狀態(tài)具有預(yù)先給定的差距。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的裝置，其特征在于，所述充電模 式還包括過(guò)充電模式，在所述過(guò)充電模式的情況下，該蓄電池(l)以 預(yù)先給定的高度超過(guò)該蓄電池(1 )被視為完全充電的所述充電狀態(tài)來(lái) 被充電。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的裝置，其特征在于，能夠由調(diào)節(jié) 單元(7)或者通過(guò)將該蓄電池(1)插入為相應(yīng)充電模式設(shè)置的充電匣 中來(lái)手動(dòng)選擇所述充電模式。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的裝置，其特征在于，設(shè)置有用于 識(shí)別在該蓄電池(1 )上或者在該蓄電池(1 )中存在的編碼的裝置，并 且編碼對(duì)應(yīng)于某一確定的充電模式或者某些確定的充電模式，從而只能 選擇和/或激活這些充電模式以用于為該蓄電池(1)充電。
9. 一種具有根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述裝置的充電設(shè)備(2 )。
10. —種用于為蓄電池(1)充電的系統(tǒng)，具有根據(jù)權(quán)利要求1至8 之一所述的裝置，在所述系統(tǒng)中，以技術(shù)、尤其是以鋰技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)所述 蓄電池(l)，在所述技術(shù)的情況下，對(duì)處于非優(yōu)化的充電狀態(tài)中的蓄電 池(1)的存儲(chǔ)導(dǎo)致蓄電池(1)的更強(qiáng)烈的老化。
全文摘要
所公開(kāi)的是可以以多種可手動(dòng)選擇的充電模式來(lái)運(yùn)行的充電裝置，該充電裝置具有放電裝置(6)。根據(jù)本發(fā)明，提出對(duì)于蓄電池(1)的充電來(lái)說(shuō)優(yōu)化的存儲(chǔ)充電模式。為此設(shè)置用于確定蓄電池(1)的充電狀態(tài)的裝置(5)。在激活存儲(chǔ)充電模式時(shí)，蓄電池(1)只被充電到預(yù)先給定的優(yōu)化的部分充電狀態(tài)，其中如果在存儲(chǔ)充電模式開(kāi)始時(shí)確定的充電狀態(tài)高于預(yù)先給定的部分充電狀態(tài)，則放電裝置(6)將蓄電池(1)放電到預(yù)先給定的部分充電狀態(tài)。
文檔編號(hào)H02J7/00GK101689762SQ200880023457
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月6日
發(fā)明者A·奧斯沃爾德, R·格勞寧 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司