专利名称：具有节能助力功能的电动工具电源系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种手持式电动工具的电源装置，尤其涉及一种具有节能助力功能的电动工具电源系统。
背景技术：
手提式电动工具工作时有两个特点一是要求瞬时的大电流输出，最高能达到 50A以上，二是启停频繁，这种工况对电源要求十分苛刻。目前手提式电动工具最常用的是铅蓄电池。铅蓄电池价格低廉，技术成熟，应用广泛。但也具有体积大，能量密度低，易老化， 寿命短等缺点，尤其用于电动工具这种频繁起停，瞬时的大电流输出的场合，对蓄电池的寿命影响很大。本实用新型兼顾大扭矩输出及节能环保的要求，提出了使用超级电容与铅酸电池组成二元电源，启动时增大输出电流，停止时回收电机制动时能量的技术方案。该装置可以在增加极小成本的基础上，实现手提式电动工具的轻便化，同时动力强劲，节能高效。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种节能助力功能的电动工具电源系统，该系统将铅酸电池组与超级电容组成二元电源，通过超级电容增大启动时的输出电流，回收电机制动时的能量，达到节能的效果。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种具有节能助力功能的电动工具电源系统，其结构包括塑料外壳、蓄电池、卡簧、支座、超级电容组、电池正极端子、电池负极端子、卡盘、支板、控制器电路板。所述蓄电池密封在塑料外壳中，卡簧固定在塑料外壳上，超级电容组并联连接后固定在支座中，在支座的外壁两侧分别是电池正极端子和电池负极端子，在塑料外壳的上面固联一支板，在支板上固定控制器电路板，两个卡盘分别固定在支板的两端，控制器电路板两端用卡盘卡住，并用螺丝固定在支板上。当电机启动时， 超级电容和蓄电池共同对电机供电，可以产生较大的电流，起到助力的作用；当电机工作时，蓄电池对电机供电；当电机停止时，电机制动时的能量经DC/DC升压模块给超级电容组充电，电容充不满部分由蓄电池续充。控制器通过换向开关控制电机的正反转；控制器用速度旋转档以PWM方式控制电机的转速，通过改变占空比的大小来调节速度；控制器可以控制超级电容与蓄电池的通断，而且还可以检测超级电容组、蓄电池的电量和温度，具有监测报警功能。与现有技术相比，本实用新型的优点在于针对电动工具启动时需要较大电流，本系统将使用超级电容组和蓄电池组成二元电源为电机供电，可以提供大扭矩输出，避免铅酸电池的过放电，提高铅酸电池寿命，同时也能为电动工具提供强劲动力；而且还可以回收电机制动时的能量，使之回馈到电源中，提高电源的续航能力，从而达到节能的目的。
[0007]图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型的系统原理图；图3为本实用新型的控制器电路图。图1中1、塑料外壳；2、蓄电池；3、卡簧；4、支座；5、超级电容组；6、电池正极端子；7、电池负极端子；8、卡盘；9、支板；10、控制器电路板。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。作为本实用新型的一种实施方式，参阅图1、图2、图3。图1为本实用新型结构，包括塑料外壳1、蓄电池2、卡簧3、支座4、超级电容组5、 电池正极端子6、电池负极端子7、卡盘8、支板9、控制器电路板10。所述蓄电池2密封在塑料外壳1中，卡簧3固定在塑料外壳1上，按下它可以方便将整个装置插进手持式电动工具中，超级电容组5并联连接后固定在支座4中，在支座4的外壁两侧分别是电池正极端子 6和电池负极端子7，在塑料外壳1的上面固联一支板9，在支板9上固定控制器电路板10， 两个卡盘8分别固定在支板9的两端，控制器电路板10两端用卡盘8卡住，并用螺丝固定在支板9上。图2表示本实用新型的系统原理图，超级电容组和蓄电池并联给系统供电，调速电路和换向电路通过控制器来控制电机的转速和正反转；保险丝防止电路电流过大，烧坏超级电容组；DC/DC模块接在电机上，当电机停止时，由于惯性的作用，电机还在运转，此时通过超级电容把这部分能量储存起来，由于充电过程中充电电压要达到或超过超级电容的额定电压，所以DC/DC模块起升压的作用。具体工作原理是当电机启动时，超级电容和蓄电池共同对电机供电，可以产生较大的电流，有助力作用；电机工作时，蓄电池对电机供电。 电机停止时，电机制动时的能量经DC/DC升压模块给超级电容组充电，电容充不满部分由蓄电池续充。图3表示本实用新型的控制器电路图，当闭合启动开关后，启动电路工作，此时超级电容和蓄电池共同对电机供电；控制器用速度旋转档以PWM方式控制电机的转速，通过改变占空比的大小来调节速度，占空比大，速度就高；控制器通过换向开关控制电机的正反转；蓄电池出来的电压经电压转换后给控制器芯片的工作电源供电；电量检测电路可以检测电路中电量，当电量充足时指示灯为绿色，当电量不足时指示灯为红色；温度检测电路可以检测整个系统的温度，当温度高于设定值时，电路自动切断，从而保护电池。
权利要求1.一种具有节能助力功能的电动工具电源系统，包括塑料外壳、蓄电池、卡簧、支座、超级电容组、电池正极端子、电池负极端子、卡盘、支板、控制器电路板。所述的蓄电池密封在塑料外壳中，卡簧固定在塑料外壳上，超级电容组并联连接后固定在支座中，在支座的外壁两侧分别是电池正极端子和电池负极端子，在塑料外壳的上面固联一支板，在支板上固定控制器电路板，两个卡盘分别固定在支板的两端，控制器电路板两端用卡盘卡住，并用螺丝固定在支板上。
2.根据权利要求1所述的一种具有节能助力功能的电动工具电源系统，其特征在于 蓄电池与超级电容组成一个二元复合电源系统，通过超级电容增大启动时的输出电流，回收电机制动时的能量，达到节能的效果。
3.根据权利要求1所述的一种具有节能助力功能的电动工具电源系统，其特征在于 超级电容将电机制动时产生的能量经DC/DC升压模块给其充电，电容充不满部分由蓄电池续充。
4.根据权利要求1所述的一种具有节能助力功能的电动工具电源系统，其特征在于 电量检测电路可以检测电路中电量，当电量充足时指示灯为绿色，当电量不足时指示灯为红色；温度检测电路可以检测整个系统的温度，当温度高于设定值时，电路自动切断，从而保护电池。
5.根据权利要求1所述的一种具有节能助力功能的电动工具电源系统，其特征在于 控制器用速度旋转档以PWM方式控制电机的转速，通过改变占空比的大小来调节速度。
专利摘要本实用新型公开了一种具有节能助力功能的电动工具电源系统，包括塑料外壳、蓄电池、卡簧、支座、超级电容组、电池正极端子、电池负极端子、卡盘、支板、控制器电路板。所述蓄电池密封在塑料外壳中，卡簧固定在塑料外壳上，超级电容组并联连接后固定在支座中，在支座的外壁两侧分别是电池正极端子和电池负极端子，在塑料外壳的上面固联一支板，在支板上固定控制器电路板，两个卡盘分别固定在支板的两端，控制器电路板两端用卡盘卡住，并用螺丝固定在支板上。当电机启动时，超级电容和蓄电池共同对电机供电，可以产生较大的电流，起到助力的作用；当电机工作时，蓄电池对电机供电；当电机停止时，电机制动时的能量经DC/DC升压模块给超级电容组充电，电容充不满部分由蓄电池续充。控制器通过换向开关控制电机的正反转；控制器用速度旋转档以PWM方式控制电机的转速，通过改变占空比的大小来调节速度；控制器可以控制超级电容与蓄电池的通断，而且还可以检测超级电容组、蓄电池的电量和温度，具有监测报警功能。该二元电源系统能提供大扭矩输出，而且可以回收电机制动时的能量，从而达到节能的目的。
文档编号H02J7/00GK202309109SQ20112035577
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月8日 优先权日2011年9月8日
发明者张肖逸, 王彬, 贺新升, 高春甫 申请人:浙江师范大学