具有蓄电装置、尤其手持式工具机蓄电装置的系统.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103887846 A (43)申请公布日 2014.06.25 CN 103887846 A (21)申请号 201310757440.7 (22)申请日 2013.12.19 102012112887.1 2012.12.21 DE H02J 7/00(2006.01) H02J 17/00(2006.01) H01F 38/14(2006.01) (71)申请人 罗伯特博世有限公司 地址 德国斯图加特 (72)发明人 M雷伊曼 G洛尔 J马克 D克鲁佩热维奇 (74)专利代理机构 永新专利商标代理有限公司 72002 代理人 侯鸣慧 (54) 发明名称 具有蓄电

2、装置、 尤其手持式工具机蓄电装置 的系统 (57) 摘要 本发明涉及一种具有蓄电装置 (12)、 尤其手 持式工具机蓄电装置的系统， 具有在充电运行中 被设置用于感应地将充电能量传递到蓄电装置 (12) 上的充电装置 (14) ； 具有至少一个感应充电 单元 (16， 18)， 所述感应充电单元具有至少一个 有线圈主延伸(24， 26)的充电线圈(20， 22) ； 并且 具有在充电运行中布置在所述蓄电装置 (12) 和 所述充电装置 (14) 之间的接触区域 (28)。提出， 所述至少一个线圈主延伸 (24， 26) 和在所述至少 一个充电线圈(20， 22)和所述接触区域(28)之间 的最

3、小间距 (30， 32) 之间的比例最高为 30 1。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103887846 A CN 103887846 A 1/1 页 2 1. 一种具有蓄电装置 (12)、 尤其手持式工具机蓄电装置的系统， 具有在充电运行中被 设置用于感应地将充电能量传递到所述蓄电装置 (12) 上的充电装置 (14) ； 具有至少一个 感应充电单元 (16， 18)， 所述感应充电单元具有至少一个有线圈主

4、延伸 (24， 26) 的充电线 圈 (20， 22) ； 并且具有在充电运行中布置在所述蓄电装置 (12) 和所述充电装置 (14) 之间 的接触区域 (28)， 其特征在于， 所述至少一个线圈主延伸 (24， 26) 和在所述至少一个充电 线圈 (20， 22) 和所述接触区域 (28) 之间的最小间距 (30， 32) 之间的比例最高为 30 1。 2. 根据权利要求 1 所述的系统， 其特征在于， 所述蓄电装置 (12) 具有所述至少一个感 应充电单元 (18)。 3. 至少根据权利要求 1 所述的系统， 其特征在于， 所述充电装置 (14) 具有所述至少一 个感应充电单元 (16)。

5、 4. 根据上述权利要求之一所述的系统， 其特征在于至少一个另外的感应充电单元 (16， 18)， 所述感应充电单元具有至少一个有线圈主延伸 (24， 26) 的充电线圈 (20， 22)， 其 中， 所述至少一个线圈主延伸 (24， 26) 和在所述至少一个充电线圈 (20， 22) 和所述接触区 域 (28) 之间的最小间距 (30， 32) 之间的比例最高为 30 1。 5. 根据权利要求 4 所述的系统， 其特征在于， 所述蓄电装置 (12) 和所述充电装置 (14) 分别具有所述感应充电单元 (16， 18) 中的至少一个。 6. 根据上述权利要求之一所述的系统， 其特征在于， 所述

6、至少一个线圈主延伸 (24， 26)和在所述至少一个充电线圈(20， 22)和所述接触区域(28)之间的最小间距(30， 32)之 间的比例至少为 7 1。 7. 根据上述权利要求之一所述的系统， 其特征在于， 至少一个线圈主延伸 (24， 26) 和 在至少一个充电线圈 (20， 22) 和接触区域 (28) 之间的最小间距 (30， 32) 之间的比例在 20 1 和 14 1 之间。 8. 根据权利要求 1 至 7 之一所述的系统 (10) 的蓄电装置、 尤其手持式工具机蓄电装 置。 9. 根据权利要求 1 至 7 之一所述的系统 (10) 的充电装置。 10.根据权利要求9所述的充电装

7、置， 其特征在于感应充电单元(16)， 所述感应充电单 元具有至少一个带有 50 毫米的线圈主延伸 (24) 的充电线圈 (20)。 权 利 要 求 书 CN 103887846 A 2 1/5 页 3 具有蓄电装置、 尤其手持式工具机蓄电装置的系统 技术领域 0001 本发明涉及一种具有蓄电装置、 尤其手持式工具机蓄电装置的系统。 背景技术 0002 已经提出了一种具有蓄电装置、 尤其手持式工具机蓄电装置的系统， 具有在充电 运行中被设置用于感应地将充电能量传递到蓄电装置上的充电装置， 具有至少一个具有至 少一个带有线圈主延伸的充电线圈的感应充电单元， 并且具有在充电运行中布置在所述蓄 电装

8、置和所述充电装置之间的接触区域。 发明内容 0003 本发明涉及一种具有蓄电装置、 尤其手持式工具机蓄电装置的系统， 具有在充电 运行中被设置用于感应地将充电能量传递到蓄电装置上的充电装置， 具有至少一个具有至 少一个带有线圈主延伸的充电线圈的感应充电单元， 并且具有在充电运行中布置在所述蓄 电装置和所述充电装置之间的接触区域。 0004 提出， 所述至少一个线圈主延伸和在所述至少一个充电线圈和所述接触区域之间 的最小间距之间的比例最高为 30 1。优选地， 所述至少一个线圈主延伸和在所述至少一 个充电线圈和接触区域之间的最小间距之间的比例最高为 25 1。在此，“蓄电装置” 尤其 应理解为用

9、于暂时储存电能的装置、 尤其蓄电池。 优选地， 对此尤其应理解为可重复充电的 存储器。 对于本领域技术人员看来有意义的不同蓄电装置是可设想的， 但是， 对此尤其应理 解为锂离子蓄电池。此外在此，“手持式工具机蓄电装置” 尤其应理解为用于手持式工具机 的蓄电装置。在此，“手持式工具机” 尤其应理解为加工工件的机器， 然而有利地理解为钻 孔机、 钻孔和或冲击锤、 锯、 刨、 起子机、 铣削机、 打磨机、 角磨机、 园林工具和或多功能 工具。在此，“充电装置” 尤其应理解为用于给蓄电装置、 尤其蓄电池充电的装置。优选地， 该装置具有至少一个控制和或调节单元， 其被设置用于控制和或调节充电过程。特别

10、优选地， 对此尤其应理解为感应充电装置。此外在此，“充电状态” 尤其应理解为这样的运 行状态， 其中， 在外部对蓄电装置的电池单元供给能量。优选地， 对此尤其应理解为这样的 运行状态， 其中， 蓄电装置的电池单元暂时储存外部供给的能量。 “设置” 尤其应理解为专 门地编程、 设计和或构型。在此，“感应充电单元” 尤其应理解为这样的单元， 其被设置用 于将电能转换成磁场或将磁场转换成电能。 优选地， 对此应理解为感应充电装置的一部分， 该感应充电装置被设置用于将能量(尤其至少部分无接触地)通过感应从充电装置传递到 蓄电装置上。特别优选地， 感应充电单元具有至少一个充电线圈。在此，“充电线圈” 尤

11、其 应理解为这样的元件， 其至少部分地由电导体(尤其卷绕式的电导体)构成， 该电导体至少 部分以圆盘形式地布置。优选地， 在作用一磁场时， 在电导体中感应一电压。在此，“线圈 主延伸” 尤其应理解为刚好还完全包围该充电线圈的最小几何长方体的最长边的延伸。此 外在此，“接触区域” 尤其理解为 ( 尤其在充电运行中 ) 处于蓄电装置和充电装置之间的区 域。 优选地， 对此尤其应理解为这样的区域， 该区域分别由蓄电装置和充电装置的彼此面对 说 明 书 CN 103887846 A 3 2/5 页 4 的侧限界。 特别优选地， 对此尤其应理解为这样的区域， 在该区域中蓄电装置和充电装置至 少大部分直接

12、接触。在此，“至少大部分” 尤其应理解为整体的至少 50、 优选至少 70并 且特别优选至少 90。此外在此，“比例” 尤其应理解为大小比例。优选地， 对此尤其应理 解为两个尤其直线的延伸尺寸之间的大小比例。在此，“最小间距” 尤其应理解为这样的间 距， 该间距通过刚好还接触充电线圈和接触区域的最短矢量描述。 0005 通过所述系统的根据本发明的构型能够实现所述至少一个感应充电单元的有利 的尺寸和或定位。此外， 由此尤其能够在接触区域中实现有利地小的场强， 由此， 又能够 在接触区域中实现作用于异物上的、 尤其作用于小异物上的小磁场。由此， 又能够例如避 免， 接触区域中的异物变热并且损坏系统

13、和或危害操作者。在此，“小异物” 尤其应理解为 具有小于等于 0.5 立方厘米、 优选小于等于 0.3 立方厘米并且特别优选小于等于 0.2 立方 厘米的体积的异物。 0006 此外提出， 蓄电装置具有所述至少一个感应充电单元。 优选地， 蓄电装置的感应充 电单元由次级感应充电单元构成。由此， 能够提供有利的蓄电装置。此外， 由此尤其能够避 免蓄电装置的周围的异物变热。 0007 此外提出， 充电装置具有所述至少一个感应充电单元。 优选地， 充电装置的感应充 电单元由初级感应单元构成。由此， 能够提供有利的充电装置。此外， 由此尤其能够实现， 在通过充电装置充电过程中不发生充电装置上的异物的变

14、热。 0008 此外提出， 所述系统具有至少一个另外的感应充电单元， 该感应充电单元具有至 少一个具有线圈主延伸的充电线圈， 其中， 所述至少一个线圈主延伸和所述至少一个充电 线圈和接触区域之间的最小间距之间的比例最高为 30 1。优选地， 感应充电单元至少部 分相同地构造。特别优选地， 所述感应充电单元中的至少一个构成初级感应充电单元并且 所述感应充电单元中的至少一个构成次级感应充电单元。在此，“次级感应充电单元” 尤其 应理解为这样的感应充电单元， 其被设置用于将磁场转换成电能。此外在此，“初级感应充 电单元” 尤其应理解为这样的感应充电单元， 其被设置用于将电能转换为磁场， 该磁场能够

15、由次级感应充电单元重新转换成电能。由此， 能够实现从所述至少两个感应充电单元中的 一个到所述至少两个感应充电单元中的另一个上的特别有利的能量传递。此外， 能够确保 接触区域中的特别有利地小的场强。 0009 进一步提出， 蓄电装置和充电装置分别具有所述感应充电单元中的至少一个。由 此， 能够提供有利的蓄电装置和充电装置。此外， 由此尤其能够避免 ( 尤其在蓄电装置和充 电装置之间的 ) 异物变热。 0010 此外提出， 所述至少一个线圈主延伸和所述至少一个充电线圈和接触区域之间的 最小间距之间的比例至少为71。 优选地， 所述至少一个线圈主延伸和所述至少一个充电 线圈和接触区域之间的最小间距之

16、间的比例至少为 10 1。由此， 能够实现所述至少一个 感应充电单元的有利的尺寸和或定位。此外， 能够通过感应充电单元确保有利地高的能 量传递。 0011 此外提出， 所述至少一个线圈主延伸和所述至少一个充电线圈和接触区域之间的 最小间距之间的比例处于 20 1 和 14 1 之间。由此， 能够实现所述至少一个感应充电 单元的特别有利的尺寸和或定位。此外， 由此能够通过感应充电单元在接触区域中的场 强小的情况下确保高的能量传递。 说 明 书 CN 103887846 A 4 3/5 页 5 0012 此外提出， 蓄电装置至少在充电运行中具有至少 1 安培的充电电流。优选地， 充电 装置至少在充

17、电运行中具有至少接近 2 安培的充电电流。由此， 能够提供特别有利的充电 电流， 从此又能够实现有利的充电过程。此外， 由此能够实现有利的场强。 0013 此外提出， 蓄电装置至少在充电运行中具有至少10.7伏特、 优选至少14.4伏特并 且特别优选 18 伏特的充电电压。由此， 能够提供特别有利的充电电压， 从此又能够实现有 利的充电过程。尤其结合该充电电流能够实现特别有利的能量传递。 0014 进一步提出， 充电装置具有所述感应充电单元， 该感应充电单元具有至少一个具 有至少 50 毫米的线圈主延伸尺寸的充电线圈。优选地， 该感应充电单元具有至少一个具有 至少 60 毫米的线圈主延伸尺寸的

18、充电线圈。特别优选地， 该感应充电单元具有至少一个具 有至少 70 毫米的线圈主延伸尺寸的充电线圈。特别优选地， 该感应充电单元由初级感应充 电单元构成。由此， 能够实现特别有利的感应充电单元。此外， 能够尤其结合所述比例实现 用于能量传递的有利的磁场。 0015 在这里， 根据本发明的系统不应该局限于上面描述的应用和实施例。 尤其地， 根据 本发明的系统能够具有与各个元件、 组件和单元在这里提到的数量不同的数量用于满足在 这里描述的功能方式。 附图说明 0016 其他优点从以下附图说明中得出。在附图中示出本发明的实施例。附图、 说明书 和权利要求包括很多特征组合。符合目的地， 本领域技术人员

19、还单独观察所述特征并且组 合成有意义的其他组合。 0017 附图示出 ： 0018 图 1 在充电运行中的根据本发明的系统的示意图， 该系统具有蓄电装置， 具有充 电装置， 具有接触区域并且具有两个感应充电单元的， 0019 图 2 在充电运行中的根据本发明的系统在剖面线 II 上的示意性部分剖面图， 和 0020 图 3 在充电运行中的根据本发明的系统示意性部分剖面图， 该系统具有蓄电装 置， 具有充电装置并且具有接触区域。 具体实施方式 0021 图 1 示出在充电运行中的根据本发明的系统 10， 该系统具有蓄电装置 12， 具有充 电装置 14， 具有接触区域 28 并且具有两个感应充电

20、单元 16、 18。蓄电装置 12 由手持式工 具机蓄电装置组成。蓄电装置 12 具有壳体单元 38。壳体单元 38 具有构成底面 50 的壳体 壁 48。此外， 蓄电装置 12 具有电池单元 40。该电池单元 40 被设置用于储存能量。此外， 电池单元 40 被设置用于给不可进一步看见的手持式工具机供以能量。电池单元 40 布置在 壳体单元 38 中。电池单元 40 具有五个电池元件 42。电池单元 40 的电池元件 42 串联 ( 图 2)。此外， 电池元件 42 分别由锂离子电池构成。 0022 蓄电装置 12 在充电运行中安放在充电装置 14 的充电面 44 上。充电装置 14 在充

21、电运行中被设置用于给蓄电装置 12 充电。蓄电装置 12 以底面 50 安放在充电面 44 上。充 电面 44 构成充电装置 14 的壳体单元 46 的一部分。充电面 44 在设置的位置中平行于底座 地延伸并且背离底座。充电面 44 被设置用于在充电过程接收蓄电装置 12。 说 明 书 CN 103887846 A 5 4/5 页 6 0023 接触区域 28 在充电运行中布置在蓄电装置 12 和充电装置 14 之间。接触区域 28 布置在蓄电装置 12 的壳体单元 38 的底面 50 和充电装置 14 的充电面 44 之间。接触区域 28 由蓄电装置 12 和充电装置 14 之间的缝隙构成。

22、在运行期间， 在接触区域 28 中会聚集异 物。这由异物 52 说明。异物 52 由小的金属部分构成。 0024 两个感应充电单元 16、 18 分别具有带有线圈主延伸 24、 26 的充电线圈 20、 22。此 外， 感应充电单元 16、 18 分别具有铁芯单元 54、 56。充电线圈 20、 22 分别环形地构造。此 外， 充电线圈 20、 22 分别由多个在周向方向上延伸的电导体构成。充电线圈 20、 22 的电导 体在周向方向上绕卷绕轴线 58 卷绕 ( 图 2)。在此， 充电线圈 20、 22 的线圈主延伸 24、 26 分 别垂直于卷绕轴线 58 地延伸。铁芯单元 54、 56 分

23、别板形地构造并且由磁性材料构成。 0025 蓄电装置 12 具有两个感应充电单元 16、 18 中的一个感应充电单元 18。蓄电装置 12 的感应充电单元 18 由次级感应充电单元 36 构成。蓄电装置 12 的感应充电单元 18 被设 置用于给电池单元 40 充电。感应充电单元 18 被设置用于电池单元 40 的充电过程的无线 的能量传递。感应充电单元 18 具有充电线圈 22 和铁芯单元 56。感应充电单元 18 布置在 蓄电装置 12 的壳体单元 38 的内部。感应充电单元 18 布置在电池单元 40 和壳体单元 38 的壳体壁 48 之间。从壳体壁 48 出发向电池单元 40 的方向，

24、 首先跟随感应充电单元 18 的 充电线圈 22、 感应充电单元 18 的铁芯单元 56、 隔离单元 60 和电子单元 62。隔离单元 60 被 设置用于保护电子单元 62 免受充电线圈 22 的干扰影响以及反过来保护充电线圈 22 免受 电子单元 62 的干扰影响。 0026 电子单元 62 具有充电电子装置 64。此外， 电子单元 62 具有不可进一步看见的薄 板， 在该薄板上布置有充电电子装置 64。充电电子装置 64 通过导线与电池单元 40 连接。 此外， 充电电子装置 64 通过导线与充电线圈 22 连接 ( 图 2)。 0027 充电装置 14 同样具有两个感应充电单元 16、

25、18 中的一个感应充电单元 16。充电 装置的感应充电单元 16 由初级感应充电单元构成。感应充电单元 16 被设置用于能量的传 递。 感应充电单元16被设置用于从充电装置14到蓄电装置12的无线能量传递。 感应充电 单元 16 被设置用于将电能转换成磁场， 该磁场能够由蓄电装置 12 的感应充电单元 18 又转 换成电能。感应充电单元 16 具有充电线圈 20。充电线圈 20 环形地构造。充电线圈 20 具 有 70 毫米的线圈主延伸 24。此外， 感应充电单元 16 具有铁芯单元 54 和电子单元 66。铁 芯单元 54 板形地构造并且由磁性材料构成。感应充电单元 16 完全布置在壳体单元

26、 46 中。 从壳体单元 46 的充电面 44 出发向充电装置 14 的中间的方向， 首先跟随感应充电单元 16 的充电线圈 20、 感应充电单元 16 的铁芯单元 54、 隔离单元 68 和电子单元 66。隔离单元 68 被设置用于保护电子单元 66 免受充电线圈 20 的干扰影响以及反过来保护充电线圈 20 免 受电子单元 66 的干扰影响。电子单元 66 不进一步可看见地与用于能量供给的线缆 70 连 接。 0028 蓄电装置 12 在充电运行中具有接近 2 安培的充电电流。此外， 蓄电装置 12 在充 电运行中具有接近 21 伏特的充电电压。充电电流和充电电压被施加在电池单元 40 上

27、。充 电电流和充电电压感应地从充电装置 14 传递到蓄电装置 12 上。 0029 蓄电装置 12 的感应充电单元 18 的充电线圈 22 在充电运行中具有与接触区域 28 的限定的最小间距 32。在此， 间距 32 由从充电线圈 22 的面对壳体壁 48 的侧直到底面 50 的间距构成。在此， 该间距垂直于底面 50 地被测量。充电线圈 22 的主延伸平面平行于底 说 明 书 CN 103887846 A 6 5/5 页 7 面 50 地延伸。此外， 充电装置 14 的感应充电单元 16 的充电线圈 20 在充电运行中具有与 接触区域 28 的限定的最小间距 30。在此， 间距 30 由从充

28、电线圈 22 面对充电面 44 的侧直 到充电面 44 的间距构成。在此， 该间距垂直于充电面 44 地被测量。充电线圈 20 的主延伸 平面平行于充电面地延伸 ( 图 3)。 0030 蓄电装置12的感应充电单元18的充电线圈22的线圈主延伸26和在充电线圈22 和接触区域 28 之间的最小间距 32 之间的比例最高为 30 1。此外， 线圈主延伸 26 和在充 电线圈 22 和接触区域 28 之间的最小间距 32 之间的比例至少为 7 1。线圈主延伸 26 和 在充电线圈 22 和接触区域 28 之间的最小间距 32 之间的比例处于 20 1 和 14 1 之间。 线圈主延伸 26 和在充

29、电线圈 22 和接触区域 28 之间的最小间距 32 之间的比例接近 17 1( 图 3)。 0031 充电装置14的感应充电单元16的充电线圈20的线圈主延伸24和在充电线圈20 和接触区域 28 之间的最小间距 30 之间的比例最高为 30 1。此外， 线圈主延伸 24 和在充 电线圈 20 和接触区域 28 之间的最小间距 30 之间的比例至少为 7 1。线圈主延伸 24 和 在充电线圈 20 和接触区域 28 之间的最小间距 30 之间的比例处于 20 1 和 14 1 之间。 线圈主延伸 24 和在充电线圈 20 和接触区域 28 之间的最小间距 30 之间的比例接近 17 1( 图 3)。 说 明 书 CN 103887846 A 7 1/3 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 103887846 A 8 2/3 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 103887846 A 9 3/3 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 103887846 A 10