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戴国群
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Abstract

本发明涉及一种背负式电动工具智能电源的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤A，由数个单体电池(14)并联成电池模块，数个电池模块再串联成电池单元(12)；然后电池单元(12)和电池管理系统(11)、充电指示灯(8)、报警灯(9)、薄膜开关(3)、LCD液晶显示屏(10)、软控启动按钮开关(4)、蜂鸣器(5)、保险丝(7)组成智能电源，该背负式电动工具智能电源的控制方法实现电源的智能管理模式，确保电源的安全性可预知与可控，提高用户使用时的舒适性。

Description

一种背负式电动工具智能电源的控制方法
【技术领域】
本发明专利涉及一种背负式电动工具智能电源的控制方法。
【背景技术】
电动工具按电源供给方式，可分为直流电动工具和交流电动工具。
由于直流电动工具大多数为手持式，由于电池和电动工具本体的重量，当长久使用电动工具工作时，手部的把持力和负荷易使使用者肌肉疼痛和身体疲惫。
因此，如何将电池重量转移和延长电动工具工作时间的电源，已成为本领域急需解决的重要课题。基于上述原因，一种背负式电动工具电源应运而生，较好的解决了上述问题。
然而，由于电源背负在操作者的背部，一旦电池发生爆炸或燃烧，将危及操作者的人身安全。因此，如何有效管理与控制电源的安全性及使用的便利性，已成为本领域技术人员亟待解决的新课题。
由于存在上述问题，有必要对其提出解决方案，本发明正是在这样的背景下构思和实施的。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种背负式电动工具智能电源的控制方法，该背负式电动工具智能电源的控制方法实现电源的智能管理模式，确保电源的安全性可预知与可控，提高用户使用时的舒适性。
为实现上述目的，本发明采用了下述技术方案：
一种背负式电动工具智能电源的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤A，由数个单体电池14并联成电池模块，数个电池模块再串联成电池单元12；然后电池单元12和电池管理系统11、充电指示灯8、报警灯9、薄膜开关3、LCD液晶显示屏10、软控启动按钮开关4、蜂鸣器5、保险丝7组成智能电源；
步骤B，所述电池管理系统11由CPU处理器、隔离电源模块、电压采集模块、电流采集模块、温度采集模块、电量管理模块、保护功能模块、通信模块、报警模块和显示模块组成；
如上所述CPU处理器负责对各模块采集数据进行识别、处理与控制，并通过通信模块接受上位机对电源各参数阈值进行设置与修改；
如上所述隔离电源模块负责提供对DC输入电源进行降压和隔离处理；
如上所述电压采集模块负责采集电源充放电过程中的总电压和各电池模块的电压；
如上所述电流采集模块负责采集电源充放电过程中的电流；
如上所述温度采集模块负责采集电源充放电过程中的温度；
如上所述电量管理模块负责对电源充放电过程中电量状态的采集与算法处理；
如上所述保护功能模块负责将软控启动按钮的开关动作转为开关量信号传输给CPU处理器处理，接受CPU处理器指令，完成对电源在充放电过程中总电路的开闭工作，解决触点直流控制开关不能承受大电流的问题；
如上所述通信模块负责CPU处理器与电量管理模块、报警模块、显示模块、上位机之间的通信；
步骤C，当电源出现过充、过放、过流、过温、短路故障时，电池管理系统11实时通过蜂鸣器5和报警灯9进行声光报警处理；
步骤D，可通过LCD液晶显示屏10实时查询电源容量、电流、温度和电压数据；当LCD液晶显示屏10显示时间超过阈值时，LCD液晶显示屏10自动熄灭；
步骤E，当检测到总电路的电流在一定时间内小于阈值时，电池管理系统11将进入深度休眠模式，直到工作电流大于阈值时，电池管理系统11予以唤醒；
步骤F，在电源使用过程中，可根据电源的电量状况，通过蜂鸣器5、报警灯9进行声音告警提示、声光报警、紧急处理3种故障等级处理模式；
步骤G，充电时，充电指示灯8闪烁红灯，充满电时，长亮绿灯。
本发明的有益效果是：
1、本发明之中的背负式电动工具智能电源的控制方法安全性高：对电源的电压、电流、温度和电量，均实现有效监测与管理。
2、本发明之中的背负式电动工具智能电源的控制方法实现可视化与智能化管理：可通过LCD液晶显示屏实时查询电源容量、电流、温度和电压数据。
3、本发明之中的背负式电动工具智能电源的控制方法解决了触点直流控制开关不能承受大电流的问题。
4、本发明之中的背负式电动工具智能电源的控制方法可操作性好：当电源出现故障时，可实现声光报警，让使用者能及时处理。
5、本发明之中的背负式电动工具智能电源的控制方法采取深度休眠模式，最大限度的减少了电源静置时的耗电量，有效的防止了长期不用时，导致电源出现过放的问题。
【附图说明】
图1为本发明电源的立体图。
图2为本发明电源未装上盖的立体图。
图3为本发明电源电路结构框图。
图4为本发明电源电池管理系统结构框图。
图5为本发明电源工作流程图。
图6为本发明放电模式下容量控制流程图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
如图1至图6所示，一种背负式电动工具智能电源的控制方法，包括如下步骤：
步骤A，由数个单体电池14并联成电池模块，数个电池模块再串联成电池单元12；然后电池单元12和电池管理系统11、充电指示灯8、报警灯9、薄膜开关3、LCD液晶显示屏10、软控启动按钮开关4、蜂鸣器5、保险丝7组成智能电源；
步骤B，所述电池管理系统11由CPU处理器、隔离电源模块、电压采集模块、电流采集模块、温度采集模块、电量管理模块、保护功能模块、通信模块、报警模块和显示模块组成；
所述CPU处理器负责对各模块采集数据进行识别、处理与控制，并通过通信模块接受上位机对电源各参数阈值进行设置与修改；
所述隔离电源模块负责提供对DC输入电源进行降压和隔离处理；
所述电压采集模块负责采集电源充放电过程中的总电压和各电池模块的电压；
所述电流采集模块负责采集电源充放电过程中的电流；
所述温度采集模块负责采集电源充放电过程中的温度；
所述电量管理模块负责对电源充放电过程中电量状态的采集与算法处理；
所述保护功能模块负责将软控启动按钮的开关动作转为开关量信号传输给CPU处理器处理，接受CPU处理器指令，完成对电源在充放电过程中总电路的开闭工作，解决触点直流控制开关不能承受大电流的问题；
所述通信模块负责CPU处理器与电量管理模块、报警模块、显示模块、上位机之间的通信；
步骤C，当电源出现过充、过放、过流、过温、短路故障时，电池管理系统11实时通过蜂鸣器5和报警灯9进行声光报警处理；
步骤D，可通过LCD液晶显示屏10实时查询电源容量、电流、温度和电压数据；当LCD液晶显示屏10显示时间超过阈值时，LCD液晶显示屏10自动熄灭；
步骤E，当检测到总电路的电流在一定时间内小于阈值时，电池管理系统11将进入深度休眠模式，直到工作电流大于阈值时，电池管理系统11予以唤醒；
步骤F，在电源使用过程中，可根据电源的电量状况，通过蜂鸣器5、报警灯9进行声音告警提示、声光报警、紧急处理3种故障等级处理模式；
步骤G，充电时，充电指示灯8闪烁红灯，充满电时，长亮绿灯。
本发明之中的背负式电动工具智能电源的控制方法安全性高：对电源的电压、电流、温度和电量，均实现有效监测与管理。
如图1、图2、图3所示，所述智能电源，由数个单体电池14并联成电池模块，数个电池模块再串联成电池单元12；然后电池单元12和电池管理系统11、充电指示灯8、报警灯9、薄膜开关3、LCD液晶显示屏10、软控启动按钮开关4、蜂鸣器5、保险丝7组成智能电源。
所述电源总电路的开启和关闭，由电池管理系统11控制总电路MOSFET管的开启和关闭实现；所述保险丝7串联在总电路中，当MOSFET管失效时，提供二级保护。
所述软控启动按钮4，用于控制电源的输出的开启与关闭。
如图4、图5所示，所述电池管理系统电路板11，由CPU处理器、隔离电源模块、电压采集模块、电流采集模块、温度采集模块、电量管理模块、保护功能模块、通信模块、报警模块和显示模块组成；
所述CPU处理器负责对各模块采集数据进行识别、处理与控制，并通过通信模块接受上位机对电源各参数阈值进行设置与修改；
所述隔离电源模块负责提供对DC输入电源进行降压和隔离处理；
所述电压采集模块负责采集电源充放电过程中的总电压和各电池模块的电压；
所述电流采集模块负责采集电源充放电过程中的电流；
所述温度采集模块负责采集电源充放电过程中的温度；
所述电量管理模块负责对电源充放电过程中电量状态的采集与算法处理；
所述保护功能模块负责将软控启动按钮的开关动作转为开关量信号传输给CPU处理器处理，接受CPU处理器指令，完成对电源在充放电过程中总电路的开闭工作，解决触点直流控制开关不能承受大电流的问题。
所述通信模块负责CPU处理器与电量管理模块、报警模块、显示模块、上位机之间的通信；
通过上位机，可对电池参数进行设定，本实施例为DC36V/21Ah7并10串电源，设定参数如表1：
表1
电池管理系统11通过对监测数据的最高值和最低值进行识别，及与上表设定阈值进行比较，当出现过充、过放、过流、过温、短路故障时，电池管理系统11在线实时通过蜂鸣器5和报警灯9进行声光报警处理。
通过LCD液晶显示屏10的薄膜开关3，可实时查询电源容量、电流、温度和电压数据；当LCD液晶显示屏10显示时间超过阈值时，本实施例设定时间为10秒，LCD液晶显示屏10则自动熄灭；当检测到总电路的电流在一定时间内小于阈值时，本实施例设定电流为500mA，时间为60分钟,电池管理系统11将进入深度休眠模式，直到工作电流大于阈值时，电池管理系统11予以唤醒。
充电时，充电指示灯8闪烁红灯，充满电时，长亮绿灯。
如图6所示，按下软控启动按钮开关4,保护功能模块将软控启动按钮4的开关动作转为开关量信号传输给CPU处理器处理后，电源开始输出电流，电池管理系统11对电源的电压、电流、温度数据进行实时采集，电量管理模块对电源的实时电量进行估算，电池管理系统11依据下表2内容进行3种故障等级处理模式。
表2

Claims (1)

1.一种背负式电动工具智能电源的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤A，由数个单体电池(14)并联成电池模块，数个电池模块再串联成电池单元(12)；然后电池单元(12)和电池管理系统(11)、充电指示灯(8)、报警灯(9)、薄膜开关(3)、LCD液晶显示屏(10)、软控启动按钮开关(4)、蜂鸣器(5)、保险丝(7)组成智能电源；
步骤B，所述电池管理系统(11)由CPU处理器、隔离电源模块、电压采集模块、电流采集模块、温度采集模块、电量管理模块、保护功能模块、通信模块、报警模块和显示模块组成；
所述CPU处理器负责对各模块采集数据进行识别、处理与控制，并通过通信模块接受上位机对电源各参数阈值进行设置与修改；
所述隔离电源模块负责提供对DC输入电源进行降压和隔离处理；
所述电压采集模块负责采集电源充放电过程中的总电压和各电池模块的电压；
所述电流采集模块负责采集电源充放电过程中的电流；
所述温度采集模块负责采集电源充放电过程中的温度；
所述电量管理模块负责对电源充放电过程中电量状态的采集与算法处理；
所述保护功能模块负责将软控启动按钮的开关动作转为开关量信号传输给CPU处理器处理，接受CPU处理器指令，完成对电源在充放电过程中总电路的开闭工作，解决触点直流控制开关不能承受大电流的问题；
所述通信模块负责CPU处理器与电量管理模块、报警模块、显示模块、上位机之间的通信；
步骤C，当电源出现过充、过放、过流、过温、短路故障时，电池管理系统(11)实时通过蜂鸣器(5)和报警灯(9)进行声光报警处理；
步骤D，可通过LCD液晶显示屏(10)实时查询电源容量、电流、温度和电压数据；当LCD液晶显示屏(10)显示时间超过阈值时，LCD液晶显示屏(10)自动熄灭；
步骤E，当检测到总电路的电流在一定时间内小于阈值时，电池管理系统(11)将进入深度休眠模式，直到工作电流大于阈值时，电池管理系统(11)予以唤醒；
步骤F，在电源使用过程中，可根据电源的电量状况，通过蜂鸣器(5)、报警灯(9)进行声音告警提示、声光报警、紧急处理3种故障等级处理模式；
步骤G，充电时，充电指示灯(8)闪烁红灯，充满电时，长亮绿灯。
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