Método y aparato para aportar energía a un dispositivo herramienta de carga eléctrica sostenible manualmente.

Un aparato para cargar un dispositivo herramienta sostenible manualmente (20) con un voltaje de salida (U) que comprende por lo menos dos conectores (J11,

J21) para conectar el mencionado aparato a al menos dos baterías (B1,B2) , por lo menos dos interruptores (10,14) un circuito de mando de los mencionados interruptores (10,14), caracterizado por que el mencionado circuito de mando está preparado para dirigir los mencionados interruptores de manera que provea de energía el mencionado dispositivo herramienta de carga eléctrica sostenible manualmente, utilizando -la batería (B1) la cual presenta el más elevado voltaje de circuito abierto (OCV1) si el mencionado voltaje de salida (U) es superior al voltaje del circuito abierto (OCV2) de cada una de las baterías (ies);

-la batería (B1) la cual presenta el más elevado voltaje de circuito abierto (OCV1) , y por lo menos otra batería (B2) si el mencionado voltaje de salida (U) es inferior al voltaje del circuito abierto (OCV2) de la mencionada batería (B2), dicha batería (B1) , la cual presenta el nivel más elevado voltaje de circuito abierto (OCV1) y la mencionada por lo menos una batería adicional (B2) que es conectada en paralelo.

Método y aparato para aportar energía a un dispositivo herramienta de carga eléctrica sostenible

manualmente

Ámbito de la invención

La presente invención refiere a un método y a un dispositivo para aportar energía a un dispositivo herramienta de carga eléctrica sostenible manualmente utilizando una o más baterías o paquetes de baterías en función de las necesidades de los usuarios, dichas baterías deben conectarse en paralelo.

Descripción del estado de la técnica

En este contexto la expresión dispositivo herramienta de carga eléctrica sostenible manualmente indica cualquier dispositivo eléctrico o dispositivo herramienta de carga eléctrica, por ejemplo un dispositivo que necesite ser cargado eléctricamente mediante una fuente de energía autónoma y el cual, durante su utilización, es sostenido por la mano del usuario.

La fuente de energía puede ser por ejemplo una batería o paquete de baterías, y no necesita ser sostenido manualmente; en lugar de ello, puede ser separado del dispositivo herramienta de carga mismo, por ejemplo el usuario sostiene el dispositivo herramienta en su mano y lleva su batería o paquete de baterías en un arnés o en una mochila o en un cinturón de sostén dispositivo herramienta de carga implica el uso de un motor o activador para la transmisión de la fuerza hacia una parte externa con respecto a la que el dispositivo esté actuando.

Un ordenador portátil, un teléfono móvil o un ordenador de sobremesa, por ejemplo, no son dispositivos herramientas de carga y no entran en esta definición.

Un dispositivo herramienta de carga eléctrica sostenible manualmente de este tipo puede ser por ejemplo, pero no limitado a, podaderas, taladros, remachadoras, tijeras de podar, sierras, herramientas para cosechar fruta, cortacéspedes, corta arbustos, corta márgenes, barredores de hojas, llave de impacto, martillo neumático, un dispositivo cortador eléctrico para cortar cables o mangueras o cañerías flexibles o láminas de metal del ámbito industrial. Un dispositivo de estas características puede utilizarse también en un ámbito médico. En este contexto la expresión batería indica preferiblemente, pero sin limitaciones, una batería recargable, preferiblemente un paquete de baterías compuesto de una o varias células, por ejemplo Nlmh, Nlcd, Lion, Upo, etc.

En el estado de la técnica ya se conocen métodos y dispositivos para cargar un dispositivo herramienta eléctrico y sostenible manualmente, de acuerdo con la definición dada más arriba.

FR2862558 (Pellenc) describe podaderas cargadas mediante una batería electroquímica de litio o de polímero-litio que comprenden al menos cuatro células y un controlador.

US6105206 describe un barredor de hojas, portátil y eléctrico que se carga mediante un paquete de baterías que porta el usuario.

EP1747710 and EP1747711 describen podaderas electrónicas que se cargan mediante un paquete de baterías que se fijan en el cinturón del usuario.

El paquete de baterías del estado de la técnica anterior para este tipo de aparatos herramienta eléctricos y sostenibles manualmente, suele integrase en un armazón que comprende un controlador electrónico que comunica con el aparato herramienta y un circuito-de ahora en adelante identificado como inteligencia de la batería-que gestiona y comprueba el estado de la carga (SOC) de la batería, y permite evitar el bajo o alto voltaje, con el fin de proteger la batería de cortocircuitos y/o variaciones de temperatura y equilibra las células entre ellas.

El hecho de utilizar una batería para cargar un dispositivo herramienta de este tipo presenta sin embargo algunos inconvenientes: en primer lugar el peso de la batería sostenida por el usuario es de una magnitud de alrededor de cinco quilos, lo cual es difícil de sostener por parte de un usuario que deba utilizar este dispositivo herramienta de forma continuada durante seis o más horas, como por ejemplo en el caso de las podadoras de viñas y cerezos.

Aún más, el usuario no puede exceder la carga eléctrica, más allá del máximo permitido, por ejemplo cuando necesitarla cortar una rama más grande que las ramas habituales. Por último, en las soluciones ya conocidas el controlador electrónico está integrado junto con la batería y su inteligencia en la misma caja, en otras palabras no resulta posible cambiar la batería sin cambiar el controlador electrónico y separar la inteligencia de la batería del controlador electrónico.

Por otra parte, conectar por lo menos dos baterías o paquetes de baterías en paralelo requiere una protección del circuito, con el fin de evitar bucles incontrolados de corriente, cuando los voltajes de los circuitos abiertos (OCV) de esas por lo menos dos baterías no son iguales, debido a las diferencias en el estado de carga de las baterías. Un método convencional utiliza un convertidor DC/DC, paso arriba, paso abajo, para conectar dos o más paquetes de baterías en paralelo a un conjunto de condensadores. Dichos convertidores DC/DC pueden ser unidireccionales, por ejemplo permitiendo sólo a las baterías el aportar la carga eléctrica, o bien bidireccionales, por ejemplo permitiendo la carga de las baterías por ejemplo desde un motor en un modo de generación o desde otra batería.

Sin embargo, el conectar por lo menos dos baterías o paquetes de baterías en paralelo utilizando convertidores DC/DC para adaptar sus niveles de voltaje requiere circuitos electrónicos complejos, raramente adecuados para cargar eléctricamente el dispositivo herramienta eléctrico sostenible manualmente, arriba descrito.

WO 2009018535 describe un dispositivo para cargar eléctricamente un aparato herramienta mediante al menos dos baterías.

US2006132086 describe un aparato para la selección de la fuente de energía que comprende un convertidor de voltaje DC/DC.

US2010097034 detalla un sistema jerárquico de gestión de baterías que comprende un circuito electrónico complejo: se necesitan algunos módulos intermedios para acoplar y monitorizar un módulo de ecualización con un módulo de comunicación y de decisión.

W02009/015960 describe un ecualizador de corriente para ecualizar cambios de corriente en un grupo de baterías. El uso de un almacenador de memoria, por ejemplo un elemento inductor o condensador en el mencionado almacenador, constituye una fuente de pérdidas suplementarias.

Por ello, un método y un aparato para cargar eléctricamente un dispositivo herramienta eléctrico sostenible manualmente que pueda utilizar más de una batería, es necesario.

Un método y un aparato para cargar eléctricamente un dispositivo herramienta eléctrico sostenible manualmente que pueda utilizar más de una batería, que tenga una circuitería más simple y que tenga además menores pérdidas, es también necesario.

Resumen de la invención

De acuerdo con la invención, estos objetivos se consiguen mediante un dispositivo para proveer de energía eléctrica un dispositivo herramienta eléctrico y sostenible manualmente, de acuerdo con la reivindicación 1, mediante un método para la aportación de energía eléctrica a un dispositivo herramienta eléctrico y sostenible manualmente de acuerdo con la reivindicación 8 y mediante un programa de ordenador que provoca que un dispositivos provea de energía eléctrica a un dispositivo herramienta eléctrico sostenible manualmente de acuerdo con la reivindicación 13.

Ventajosamente, un dispositivo de acuerdo con la invención comprende al menos dos conectores para conectarse a al menos dos baterías y a por lo menos dos interruptores. Un circuito de mando se prepara para ordenar el aprovisionamiento de energía de este dispositivo herramienta eléctrico sostenible manualmente utilizando tan sólo una batería, por ejemplo la batería presenta el mayor voltaje para un circuito abierto, si la respuesta del voltaje del aparato es superior al voltaje del circuito abierto de cada una de las otras baterías, la batería previa y por lo menos otra de las baterías se conectarían en paralelo, si el resultado del voltaje es inferior al voltaje del circuito abierto de esa otra batería.

En otras palabras el aparato de acuerdo con la invención, permite al usuario que sostiene manualmente un dispositivo herramienta eléctrico y de carga eléctrica, cargarlo en función de sus necesidades: por

ejemplo si necesita más energía para cortar una rama grande, en lugar de utilizar una sola batería, puede conectar una segunda batería en paralelo con respecto a la primera, sin preocuparse del tipo de baterías de que se trate ni de su situación de carga.

Ventajosamente, esta solución permite un mejor reparto del peso soportado por el usuario, teniendo... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para cargar un dispositivo herramienta sostenible manualmente (20) con un voltaje de salida (U) que comprende por lo menos dos conectores (J11, J21) para conectar el mencionado aparato a al menos dos baterías (B1,B2) , por lo menos dos interruptores (10,14) un circuito de mando de los mencionados interruptores (10,14), caracterizado por que el mencionado circuito de mando está preparado para dirigir los mencionados interruptores de manera que provea de energía el mencionado dispositivo herramienta de carga eléctrica sostenible manualmente, utilizando

-la batería (B1) la cual presenta el más elevado voltaje de circuito abierto (OCV1) si el mencionado voltaje de salida (U) es superior al voltaje del circuito abierto (OCV2) de cada una de las baterías (¡es);

-la batería (B1) la cual presenta el más elevado voltaje de circuito abierto (OCV1) , y por lo menos otra batería (B2) si el mencionado voltaje de salida (U) es inferior al voltaje del circuito abierto (OCV2) de la mencionada batería (B2), dicha batería (B1), la cual presenta el nivel más elevado voltaje de circuito abierto (OCV1) y la mencionada por lo menos una batería adicional (B2) que es conectada en paralelo.

2 Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente por lo menos dos interruptores conectores (9,13) preparados para permitir un flujo de corriente unidireccional o bidireccional entre los mencionados al menos dos interruptores (10,14) y las mencionadas al menos dos baterías (B1, B2).

3 Aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2 que comprende adicionalmente un interruptor principal (J5) para activar y desactivar el mencionado aparato.

4. Aparato de acurdo con una de las reivindicaciones de la 1 a la 3, que comprende adicionalmente un circuito pasivo de encendido caliente (D7, D8, D9, R24, R259 para precargar el mencionado dispositivo (20).

5. Aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones de la 1 a la 4, el mencionado circuito de mando comprende un circuito DSP.

6. Aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones de la 1 a la 5, que comprende adicionalmente por lo menos un condensador puente de energía (C38, C39).

7. El aparato de la reivindicación 6, comprende adicionalmente

-por lo menos dos puentes de medición para medir el voltaje (Vbatt1_m, Vbatt2_m) de cada una de las mencionadas por lo menos dos baterías ( B1, B2)

- un puente de medición para medir el voltaje (Vsw_m) del citado interruptor principal (J5)

-un puente de medición para medir el voltaje (Vbr) a lo largo del puente del mencionado condensador puente de energía (C38; C39).

8 Un método para aprovisionar de energía un dispositivo herramienta eléctrico sostenlble manualmente (20) mediante un voltaje de salida (U) de un aparato que comprende:

-La conexión del mencionado aparato a por lo menso dos baterías (B1, B29 utilizando por lo menos dos conectares (J11, J21)

-Dirigiendo por lo menos dos interruptores (10,14) de manera que provean de energía al mencionado dispositivo herramienta eléctrico sostenible manualmente (20), utilizando

-La batería (B1) la cual presenta el más elevado voltaje de circuito abierto (OCV1) si el mencionado voltaje de salida (U) es superior al voltaje de circuito abierto (OCV2) de cada una de las otras baterías (¡es);

-La batería (B1) la cual presenta el voltaje más elevado de circuito abierto 80CV1) y por lo menos otra batería (B2) si el mencionado voltaje de salida (U) es inferior al voltaje del circuito abierto (OCV2) de la citada batería (B2); la citada batería (B1) la cual presenta el voltaje más elevado de circuito abierto (OCV1) y la mencionada al menos batería adicional (B2) estando conectadas en paralelo.

9. Método de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende adicionalmente un flujo de corriente unidireccional y/o bidireccional entre los mencionados por lo menos dos interruptores (10, 14) y las mencionadas al menso dos baterías (B1, B2), utilizando al menos dos interruptores de conexión (9,13).

10. Método de acuerdo con las reivindicaciones 8 ó 9, que comprende adicionalmente la activación/desactivación del mencionado aparato utilizando un interruptor principal (J5).

11. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente un procedimiento pasivo de activación caliente para pre-cargarel mencionado dispositivo.

12. Método de acuerdo con las reivindicaciones de la 10 a la 11, que comprende adlclonalmente el

control

-De por lo menos dos puntos de medición para medir el voltaje (Vbatt1_m, Vbatt2_m) de las mencionadas por lo menos dos baterías (B1, B2).

-De un punto de medición para medir el voltaje (Vsw_m) del mencionado interruptor principal (J5)

-De un punto de medición para medir el voltaje (Vbr) de un condensador de puente de energía (C38; C39).

13. Un programa de ordenador para conseguir que el parata provea de energía un dispositivo herramienta de carga sostenible manualmente (20) mediante un voltaje de salida (U) que comprende instrucciones ejecutables para

-dirigir al menos dos interruptores (10,14) para proveer de energía al mencionado dispositivo herramienta de carga sostenible manualmente (20) utilizando

-una batería (B1) que presenta el nivel más elevado de voltaje en un circuito abierto (OCV1) si el mencionado voltaje de salida (U) es superior al del circuito abierto 80CV2) de cada una de las 5 otras baterías

-la batería (B1) la cual presenta el nivel más elevado de voltaje en un circuito abierto (OCV1) y por lo menos una batería adicional (B2) si el mencionado voltaje de salida (U) es inferior al del circuito abierto (OCV2) de la otra batería citada (B2), la mencionada batería B1, la cual presenta el más elevado voltaje de circuito abierto (OCV1) y la por lo menos una batería adicional (B2), 10 estando conectadas en paralelo.