專利名稱：具有節(jié)能助力功能的電動工具電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種手持式電動工具的電源裝置，尤其涉及一種具有節(jié)能助力功能的電動工具電源系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
手提式電動工具工作時有兩個特點一是要求瞬時的大電流輸出，最高能達(dá)到 50A以上，二是啟停頻繁，這種工況對電源要求十分苛刻。目前手提式電動工具最常用的是鉛蓄電池。鉛蓄電池價格低廉，技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛。但也具有體積大，能量密度低，易老化， 壽命短等缺點，尤其用于電動工具這種頻繁起停，瞬時的大電流輸出的場合，對蓄電池的壽命影響很大。本實用新型兼顧大扭矩輸出及節(jié)能環(huán)保的要求，提出了使用超級電容與鉛酸電池組成二元電源，啟動時增大輸出電流，停止時回收電機(jī)制動時能量的技術(shù)方案。該裝置可以在增加極小成本的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)手提式電動工具的輕便化，同時動力強勁，節(jié)能高效。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種節(jié)能助力功能的電動工具電源系統(tǒng)，該系統(tǒng)將鉛酸電池組與超級電容組成二元電源，通過超級電容增大啟動時的輸出電流，回收電機(jī)制動時的能量，達(dá)到節(jié)能的效果。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種具有節(jié)能助力功能的電動工具電源系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)包括塑料外殼、蓄電池、卡簧、支座、超級電容組、電池正極端子、電池負(fù)極端子、卡盤、支板、控制器電路板。所述蓄電池密封在塑料外殼中，卡簧固定在塑料外殼上，超級電容組并聯(lián)連接后固定在支座中，在支座的外壁兩側(cè)分別是電池正極端子和電池負(fù)極端子，在塑料外殼的上面固聯(lián)一支板，在支板上固定控制器電路板，兩個卡盤分別固定在支板的兩端，控制器電路板兩端用卡盤卡住，并用螺絲固定在支板上。當(dāng)電機(jī)啟動時， 超級電容和蓄電池共同對電機(jī)供電，可以產(chǎn)生較大的電流，起到助力的作用；當(dāng)電機(jī)工作時，蓄電池對電機(jī)供電；當(dāng)電機(jī)停止時，電機(jī)制動時的能量經(jīng)DC/DC升壓模塊給超級電容組充電，電容充不滿部分由蓄電池續(xù)充?？刂破魍ㄟ^換向開關(guān)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)；控制器用速度旋轉(zhuǎn)檔以PWM方式控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過改變占空比的大小來調(diào)節(jié)速度；控制器可以控制超級電容與蓄電池的通斷，而且還可以檢測超級電容組、蓄電池的電量和溫度，具有監(jiān)測報警功能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于針對電動工具啟動時需要較大電流，本系統(tǒng)將使用超級電容組和蓄電池組成二元電源為電機(jī)供電，可以提供大扭矩輸出，避免鉛酸電池的過放電，提高鉛酸電池壽命，同時也能為電動工具提供強勁動力；而且還可以回收電機(jī)制動時的能量，使之回饋到電源中，提高電源的續(xù)航能力，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

[0007]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的系統(tǒng)原理圖；圖3為本實用新型的控制器電路圖。圖1中1、塑料外殼；2、蓄電池；3、卡簧；4、支座；5、超級電容組；6、電池正極端子；7、電池負(fù)極端子；8、卡盤；9、支板；10、控制器電路板。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。作為本實用新型的一種實施方式，參閱圖1、圖2、圖3。圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)，包括塑料外殼1、蓄電池2、卡簧3、支座4、超級電容組5、 電池正極端子6、電池負(fù)極端子7、卡盤8、支板9、控制器電路板10。所述蓄電池2密封在塑料外殼1中，卡簧3固定在塑料外殼1上，按下它可以方便將整個裝置插進(jìn)手持式電動工具中，超級電容組5并聯(lián)連接后固定在支座4中，在支座4的外壁兩側(cè)分別是電池正極端子 6和電池負(fù)極端子7，在塑料外殼1的上面固聯(lián)一支板9，在支板9上固定控制器電路板10， 兩個卡盤8分別固定在支板9的兩端，控制器電路板10兩端用卡盤8卡住，并用螺絲固定在支板9上。圖2表示本實用新型的系統(tǒng)原理圖，超級電容組和蓄電池并聯(lián)給系統(tǒng)供電，調(diào)速電路和換向電路通過控制器來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和正反轉(zhuǎn)；保險絲防止電路電流過大，燒壞超級電容組；DC/DC模塊接在電機(jī)上，當(dāng)電機(jī)停止時，由于慣性的作用，電機(jī)還在運轉(zhuǎn)，此時通過超級電容把這部分能量儲存起來，由于充電過程中充電電壓要達(dá)到或超過超級電容的額定電壓，所以DC/DC模塊起升壓的作用。具體工作原理是當(dāng)電機(jī)啟動時，超級電容和蓄電池共同對電機(jī)供電，可以產(chǎn)生較大的電流，有助力作用；電機(jī)工作時，蓄電池對電機(jī)供電。 電機(jī)停止時，電機(jī)制動時的能量經(jīng)DC/DC升壓模塊給超級電容組充電，電容充不滿部分由蓄電池續(xù)充。圖3表示本實用新型的控制器電路圖，當(dāng)閉合啟動開關(guān)后，啟動電路工作，此時超級電容和蓄電池共同對電機(jī)供電；控制器用速度旋轉(zhuǎn)檔以PWM方式控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過改變占空比的大小來調(diào)節(jié)速度，占空比大，速度就高；控制器通過換向開關(guān)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)；蓄電池出來的電壓經(jīng)電壓轉(zhuǎn)換后給控制器芯片的工作電源供電；電量檢測電路可以檢測電路中電量，當(dāng)電量充足時指示燈為綠色，當(dāng)電量不足時指示燈為紅色；溫度檢測電路可以檢測整個系統(tǒng)的溫度，當(dāng)溫度高于設(shè)定值時，電路自動切斷，從而保護(hù)電池。
權(quán)利要求1.一種具有節(jié)能助力功能的電動工具電源系統(tǒng)，包括塑料外殼、蓄電池、卡簧、支座、超級電容組、電池正極端子、電池負(fù)極端子、卡盤、支板、控制器電路板。所述的蓄電池密封在塑料外殼中，卡簧固定在塑料外殼上，超級電容組并聯(lián)連接后固定在支座中，在支座的外壁兩側(cè)分別是電池正極端子和電池負(fù)極端子，在塑料外殼的上面固聯(lián)一支板，在支板上固定控制器電路板，兩個卡盤分別固定在支板的兩端，控制器電路板兩端用卡盤卡住，并用螺絲固定在支板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有節(jié)能助力功能的電動工具電源系統(tǒng)，其特征在于 蓄電池與超級電容組成一個二元復(fù)合電源系統(tǒng)，通過超級電容增大啟動時的輸出電流，回收電機(jī)制動時的能量，達(dá)到節(jié)能的效果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有節(jié)能助力功能的電動工具電源系統(tǒng)，其特征在于 超級電容將電機(jī)制動時產(chǎn)生的能量經(jīng)DC/DC升壓模塊給其充電，電容充不滿部分由蓄電池續(xù)充。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有節(jié)能助力功能的電動工具電源系統(tǒng)，其特征在于 電量檢測電路可以檢測電路中電量，當(dāng)電量充足時指示燈為綠色，當(dāng)電量不足時指示燈為紅色；溫度檢測電路可以檢測整個系統(tǒng)的溫度，當(dāng)溫度高于設(shè)定值時，電路自動切斷，從而保護(hù)電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有節(jié)能助力功能的電動工具電源系統(tǒng)，其特征在于 控制器用速度旋轉(zhuǎn)檔以PWM方式控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過改變占空比的大小來調(diào)節(jié)速度。
專利摘要本實用新型公開了一種具有節(jié)能助力功能的電動工具電源系統(tǒng)，包括塑料外殼、蓄電池、卡簧、支座、超級電容組、電池正極端子、電池負(fù)極端子、卡盤、支板、控制器電路板。所述蓄電池密封在塑料外殼中，卡簧固定在塑料外殼上，超級電容組并聯(lián)連接后固定在支座中，在支座的外壁兩側(cè)分別是電池正極端子和電池負(fù)極端子，在塑料外殼的上面固聯(lián)一支板，在支板上固定控制器電路板，兩個卡盤分別固定在支板的兩端，控制器電路板兩端用卡盤卡住，并用螺絲固定在支板上。當(dāng)電機(jī)啟動時，超級電容和蓄電池共同對電機(jī)供電，可以產(chǎn)生較大的電流，起到助力的作用；當(dāng)電機(jī)工作時，蓄電池對電機(jī)供電；當(dāng)電機(jī)停止時，電機(jī)制動時的能量經(jīng)DC/DC升壓模塊給超級電容組充電，電容充不滿部分由蓄電池續(xù)充?？刂破魍ㄟ^換向開關(guān)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)；控制器用速度旋轉(zhuǎn)檔以PWM方式控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過改變占空比的大小來調(diào)節(jié)速度；控制器可以控制超級電容與蓄電池的通斷，而且還可以檢測超級電容組、蓄電池的電量和溫度，具有監(jiān)測報警功能。該二元電源系統(tǒng)能提供大扭矩輸出，而且可以回收電機(jī)制動時的能量，從而達(dá)到節(jié)能的目的。
文檔編號H02J7/00GK202309109SQ20112035577
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者張肖逸, 王彬, 賀新升, 高春甫 申請人:浙江師范大學(xué)