CN202309109U - 具有节能助力功能的电动工具电源系统 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
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。
附图说明
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。
Claims (5)
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。
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