CN218733323U - 电动工具系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种电动工具系统。电动工具系统包括电池包，适配器以及电动工具；适配器与电池包可拆卸的连接，通过线缆与电动工具可拆卸的连接；电池包包括第一通信端子；适配器包括与第一通信端子相适配的第二通信端子；适配器通过第二通信端子及电池包的第一通信端子与电池包传输通信信号，基于通信信号控制电池包到电动工具之间的电性连接。本公开提供的电动工具系统，适配器通过接口和端子设置，与电池包能匹配通信方式，适用更多的电池包。

Description

电动工具系统

技术领域

本公开涉及电动工具技术领域，尤其涉及一种电动工具系统。

背景技术

随着电动工具市场需求的加剧，各类品牌的电动工具不断出现，一般情况下，每一类别的电动工具均具有其配套的专用电池包。但是由于一类电池包仅能匹配一类品牌的电动工具，甚至仅能匹配一类品牌下的某一型号的电动工具，这导致电池包的兼容性较差，利用率较低，且每一类电动工具均需生产出配套的专用电池包，造成资源的极大浪费。

目前已经出现通过在电池包和电动工具之间设置适配器的方式，来实现一类电池包与多类电动工具的匹配，提高了电池包的利用率。但是，现有技术的适配器仅能接收电池包传输的正常信号或异常信号，电池包异常信号的具体异常类型，现有的适配器却无法识别；现有适配器的接口结构也无法与不同平台的电池包通信匹配。

实用新型内容

有鉴于此，本公开的目的在于提出一种电动工具系统，适配器通过接口和端子设置，与电池包能匹配通信方式，适用更多的电池包。

基于上述目的，本公开提供了一种电动工具系统，包括：

电池包，适配器以及电动工具；适配器与电池包可拆卸的连接，通过线缆与电动工具可拆卸的连接；

电池包包括第一通信端子；适配器包括与第一通信端子相适配的第二通信端子；适配器通过第二通信端子及电池包的第一通信端子与电池包传输通信信号，基于通信信号控制电池包到电动工具之间的电性连接。

优选的，电池包包括第一控制单元，第一控制单元用于检测电池包的电性参数，通过第一通信端子发送表征电性参数的第一通信信号给适配器，第一通信信号包括第一正常通信信号和第一异常通信信号；

适配器包括第二控制单元以及开关元件，第二控制单元通过第二通信端子接收电池包的第一通信信号；第二控制单元响应于第一异常通信信号，控制开关元件断开电池包与电动工具之间的电性连接。

优选的，电池包包括第三通信端子，适配器包括与第三通信端子适配的第四通信端子，第一控制单元通过第三通信端子，向适配器发送表征电性参数的第二通信信号，第二通信信号包括第二正常通信信号和第二异常通信信号；

第二控制单元通过第四通信端子接收电池包的第二通信信号，第二控制单元响应于第二异常通信信号，控制开关元件断开电池包与电动工具之间的电性连接。

优选的，第一通信信号包括模拟信号和/或数字信号；第二通信信号包括模拟信号和/或数字信号。

优选的，电池包包括壳体，壳体朝向适配器的一面设置有滑槽，壳体上设置第一正极电源端子和第一负极电源端子；

适配器包括主体，主体上设置有与滑槽相匹配的导轨，主体上设置有与第一正极电源端子相匹配的第二正极电源端子和与第一负极电源端子相匹配的第二负极电源端子；

适配器的输出线缆包括第三正极电源端子、第三负极电源端子以及第五通信端子，第三正极电源端子和第三负极电源端子用于将电池包的电力提供给电动工具，第五通信端子用于向电动工具传输调速信号。

优选的，适配器包括主开关和自锁回路；主开关响应于外界触发生成第一激活信号以激活第二控制单元，第二控制单元驱动自锁回路为第二控制单元持续提供电力；

第二控制单元通过第二通信端子或第四通信端子，向电池包的第一通信端子或第三通信端子发送第二激活信号，以激活电池包的第一控制单元。

优选的，适配器包括调节组件，用于对电动工具进行调速；调节组件通过第五通信端子向电动工具传输调速信号。

优选的，调节组件包括调节件，以及通过调节件进行调节的可变电阻开关。

优选的，开关元件包括用于断开主回路的MOS管。

优选的，电性参数包括电池包的电压、电流、温度、容量和工作状态中的至少一种。

从上面所述可以看出，本公开提供的电动工具系统，通过对应的适配器匹配电动工具，适配器通过接口和端子设置，与电池包能匹配通信方式，适配器根据与电池包通信结果完成对电池包、工作回路的保护，能够配接不同的电池包。

附图说明

为了更清楚地说明本公开或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例提供的一种电动工具系统的示意图；

图2为本公开实施例提供的一种电动工具系统的适配器立体图；

图3为本公开实施例提供的一种电动工具系统的适配器仰视图；

图4为本公开实施例提供的一种电动工具系统的电池包立体图；

图5为本公开实施例提供的一种电动工具系统的电路图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

参见图1-4，本实施例提供了一种电动工具系统，包括电池包300、适配器200以及电动工具100，适配器200与电池包300可拆卸连接，适配器200通过线缆与电动工具100可拆卸的连接；适配器200和电池包300通过接口进行匹配。

具体地，电池包300包括壳体360，壳体360朝向适配器200的一面设置有滑槽350；滑槽350上设置有第一正极电源端子330，第一负极电源端子340；

适配器200包括主体290，主体290上设置有与滑槽350相匹配的导轨280；导轨280设置在主体290的两侧靠边的位置；主体290的导轨280上设置有第二正极电源端子260和第二负极电源端子270；适配器200可以通过导轨280与电池包300上的滑槽350可拆卸连接。

电池包300还包括设置在电池包接口内滑槽350内用于输出表征电池包参数的信号的第一通信端子310；适配器200包括设置在适配器接口内导轨280上的第二通信端子230；电池包300的第一通信端子310与适配器200上的第二通信端子230相适配；电池包300与适配器200匹配时，适配器200可以通过第二通信端子230及电池包300的第一通信端子310与电池包300进行通信；适配器200可以通过传输的通信信号控制电池包300到电动工具100之间的电性连接。

在一个实施例中，参见图5，电池包300还包括用于检测电池包300参数的第一控制单元；第一通信端子310可以传输表征电池包300的电性参数的通信信号给适配器200；其中，第一通信信号包括第一正常通信信号和第一异常通信信号。

适配器200还包括第二控制单元以及开关元件；第二控制单元可以通过第二通信端子230接收第一通信端子310传输的表征电池包300的参数的第一通信信号。

具体地，电池包300在上电后，第一控制单元会对电池包300自身的状态进行自检，并根据自检的结果，可以获得电性参数，或生成表征电池包状态的其他电性参数；并通过第一通信端子310将信号以第一通信信号发送给适配器200的第二控制单元。

其中，第一控制单元将检测的电性参数与预设的电性参数阈值进行比较，若电性参数符合电性参数的阈值条件时，则将至少包括正常电性参数和/或表征正常电池包状态的其他电性参数的第一正常通信信号发送给适配器200；若电性参数不符合电性参数的阈值条件时，则将至少包括异常电性参数和/或表征电池包异常状态的其他电性参数的第一异常通信信号发送给适配器200。

适配器200的第二控制单元接收到第一通信端子310传输的第一通信信号后，适配器200再基于这些第一通信端子310传输过来的信号实施控制。

例如，第二控制单元响应于第一通信信号，若接收到第一正常通信信号，则维持工作，以及维持与电池包300及电动工具100的通信与电力传输；若接收到第一异常通信信号，则第二控制单元响应于第一异常通信信号，可以直接根据第一异常通信信号控制断开开关元件以断开电池包300与电动工具100之间的电性连接；或者，第一控制单元也可根据第一异常通信信号，判断电池包300是否存在异常；当判断出现异常时，控制开关元件断开电池包300与电动工具100之间的电性连接。

在一个实施例中，所述参数包括电压、电流、温度、容量和工作状态中的至少一种。因为电池包300需要监测自身单节电芯状态和/或整包状态，所以需要监测电池包300整包的实时电压、实时温度、实时电流、实时容量和实时工作状态等电性参数信息；再通过第一通信端子310将至少包括实时电压、电流、温度、容量、工作状态等电性参数信息和/或表征电池包状态的其他电性参数信息的第一通信信号传输给第二控制单元，供适配器200接收，以直接控制电池包300与电动工具100之间的电性连接；或适配器200根据接收的第一通信信号，在判断电池包300是否出现异常后进行控制电池包300与电动工具100之间的电性连接。电池包300的自检项不仅限于上述的信息。

在一个实施例中，电池包300还包括设置在电池包300接口内滑槽350内的第三通信端子320，适配器200包括设置在适配器200接口内导轨280上的与第三通信端子320适配的第四通信端子240。电池包300通过第一正极电源端子330、第一负极电源端子340、第一通信端子310以及第三通信端子320与适配器200的第二正极电源端子260、第二负极电源端子270、第二通信端子230以及第四通信端子240对应配接。

具体地，在电池包300自检出现异常时，电池包300根据异常电性参数产生异常信号。第一控制单元还可通过第三通信端子320，向适配器200发送包括异常电性参数和/或表征电池包异常状态的其他电性参数的第二异常通信信号；第二控制单元通过第四通信端子240接收第二异常通信信号；异常信号的表现形式可以为异常电性参数和/或表征异常电池包状态的其他电性参数。在第二控制单元接收到第二异常通信信号后，适配器200会直接控制开关元件断开电池包300与电动工具100之间的电性连接；或者，根据第二异常通信信号判断电池包300工作出现异常时，控制开关元件断开电池包300与电动工具100之间的电性连接。

在一个实施例中，第二控制单元基于第一异常通信信号和第二异常通信信号中的任意一个即可触发控制断开开关元件，从而断开电池包300与电动工具100之间的电性连接；以在两路通信端子中有任一发生故障时，仍能通过另一通信端子实时发送数据，保障了电池包300的放电安全，提高了电动工具系统的安全性。

在一个实施例中，第二控制单元还能基于第一异常通信信号和/或第二异常通信信号判断出异常类型，进一步判断电池包300继续工作是否会对电池包300本身以及电动工具100造成损坏；若继续工作无任何影响，则适配器200继续保持工作状态；若继续工作有损电池包300和/或电动工具100，则适配器200的第二控制单元控制开关元件断开电池包300与电动工具100之间的电性连接，以保护电池包300和电动工具100。

在一个实施例中，第一通信信号包括模拟信号和/或数字信号，第二通信信号包括模拟信号和/或数字信号。

具体地，可以有多种的组合形式。例如，第一通信信号为数字信号，第二通信信号为模拟信号。也就是说，第一通信端子310和第三通信端子230为数字通信端子，第二通信端子320和第四通信端子240为模拟通信端子。

在电池包300自检时，电池包300会将自身的电性参数和/或表征电池包状态的其他电性参数通过第一通信端子310，以具体的数字信号传输参数给适配器200，适配器200上的第二控制单元通过第二通信端子230接收到数字信号后，直接控制开关元件的通断；或者，判断接收到的数字信号是否存在异常并依据判断结果控制开关元件的通断；其中，异常包括例如异常类型、异常参数等，包括电池包300整包的实时电压、实时电流、实时温度、实时容量和实时工作状态等。电池包300通过第三通信端子320以表征异常信号的模拟信号形式传输给适配器200的第二控制单元。若适配器200接收或判断出电池包300传输的数字信号和/或模拟信号任一种出现异常，适配器200将控制开关元件断开电池包300与电动工具100之间的电性连接，来保护电池包300以及电动工具100。

当然，第一通信信号可以是模拟信号，而第二通信信号选用数字信号；或者第一通信信号和第二通信信号均为模拟信号，或者第一通信信号和第二通信信号均为数字信号。用户可根据实际的设计需求对通信端子进行匹配设计，在此不多赘述。

在一个实施例中，一并参见图2，适配器200的输出线缆包括第三正极电源端子265，第三负极电源端子275以及第五通信端子；第三正极电源端子265和第三负极电源端子275与第二正极电源端子260和第二负极电源端子270对应连接，以获得电池包300的电力向电动工具100输出。适配器200通过输出线缆与电动工具100相连接；适配器200还可以通过第五通信端子向电动工具100发送调速信号。

在一个实施例中，所述适配器200还包括调节组件210，调节组件210通过第五通信端子向电动工具100发送调速信号；所述调节组件210包括调节件，以及通过所述调节件进行调节的可变电阻开关。其中，调节组件210包括旋钮开关、微动开关、编码开关、VR开关等。

当通过调节组件210调节时，可以根据生成的调节信号控制电池包300输出给电动工具100的电力的占空比，通过第五通信端子将调节信号输出给电动工具100，从而对电动工具100进行调速。占空比是负载或电路开启的时间与负载或电路关闭的时间之比。占空比，有时称为“占空系数”，表示为导通时间的百分比。例如占空比为60％的信号在60％的时间内处于开启状态，在其他40％的时间内关闭。占空比是调整开关管的导通时间，占空比越大，输出电压越高，电路开通时间就越长，整机性能就越高。以调节件210为旋钮为例，当调节适配器200上的旋钮210时，适配器200可以通过第五通信端子输出调节信号，并将调节信号对应的调节后的电压供给给电动工具100，电动工具100接收到调节信号对应的不同电压的输入时，以不同的速度运转，从而实现调速。

当然，适配器200通过第五通信端子输出调节信号，电动工具100也可接收到调节信号后，根据调节信号以及电池包300的实际电压对电动工具100的电机供电电压进行调节，从而实现调速。其中，第五通信端子可以是VR信号端子。

在一个实施例中，所述适配器200包括主开关220，主开关220用于通断电池包300与电动工具100之间的电性连接；适配器200还包括自锁回路，通过自锁回路为第二控制单元持续提供电力。当主开关闭合时，适配器200上的第二控制单元接收到主开关220的第一激活信号后，第二控制单元给出信号驱动对应电路以形成自锁回路，以持续给第二控制单元供电，保持工作状态。同时，第二控制单元激活后，产生第二激活信号，第二控制单元通过第二通信端子230或第四通信端子240，向电池包300发送第二激活信号；电池包300上的第一控制单元通过第一通信端子310或第三通信端子320接收到第二激活信号后，激活电池包300的第一控制单元，以此激活电池包300使其进入工作状态。其中，第一控制单元，第二控制单元均可以采用MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)。

示例性的，所述开关元件包括用于断开主回路的电性连接的MOS管。

在实际产品中，电池包300的负极连接一MOS管，MOS管连接温度传感器，其中，温度传感器可以为NTC电阻，或者通过固定电阻模拟NTC电阻，NTC电阻为检测温度的传感器。温度传感器连接模拟电路的对外连接端子。在电池包300电压正常时，第二控制单元控制MOS管闭合，模拟电路的对外连接端子向适配器200传输实时的温度传感器的电阻信号，适配器200中的第二控制单元则基于电阻信号判断电池包300的温度是否正常，从而控制电动工具100工作。在欠压时，第二控制单元控制MOS管断开，此时模拟电路的对外连接端子向适配器200传递的信号为无穷大的电阻，第二控制单元接收到无穷大的电阻信号，则判断其为低温信号，从而停止电池包300的放电。由此当电池包300出现欠压等电压异常状况时，模拟信号表现为低温模拟信号，当电池包300的温度出现异常时，模拟信号表现为高温模拟信号或低温模拟信号，即温度和电压的异常均可通过模拟信号传递给适配器200。

在一个可行的实施例中，如图1至图5所示，一种电动工具系统包括电池包300，适配器200以及电动工具100；适配器200的主体290上设置有导轨280，电池包300的壳体360上设置有滑槽350；适配器200通过导轨280与电池包300上的滑槽350可拆卸连接；适配器200通过线缆与电动工具100配接；适配器200包括第二正极电源端子260，第二负极电源端子270，第二通信端子230，第四通信端子240，调节组件210为旋钮，主开关220和第二控制单元。电池包300包括第一通信端子310，第三通信端子320和第一控制单元；电动工具100上设置有第三控制单元；其中，开关元件包括连用于断开电池包300、适配器200以及电动工具100的主回路的MOS管；第二控制单元、第一控制单元以及第三控制单元均可以采用MCU。电池包300通过第一正极电源端子330(BAT+)，第一通信端子310，第三通信端子320，第一负极电源端子340(GND)配接适配器200；其中，第二通信端子230与第一通信端子310相适配；第四通信端子240与第三通信端子320相适配；第二通信端子230与第一通信端子310可以是数字信号端子(DA)，第四通信端子240与第三通信端子320可以是模拟信号端子(CS)；适配器200输出线缆中包括三根线，分别是第三正极电源端子265(B+)，第三负极电源端子275(B-)和第五通信端子；其中第五通信端子可以是VR信号线；适配器200通过第三正极电源端子265(B+)，第三负极电源端子275(B-)和第五通信端子与电动工具100配接。

在使用时，当电工工具100通过适配器200连接电池包300，适配器200上的主开关220被触发时；适配器200上的第二控制单元接收到开关的第一激活信号，第二控制单元给出信号完成自锁回路，并通过自锁回路为第二控制单元持续提供电力；同时适配器200上的第二控制单元产生第二激活信号，适配器200再通过第二通信端子230或第四通信端子240将激活信号传输给电池包300的第一控制单元；第一控制单元通过第一通信端子310或第三通信端子320接收到第一激活信号后，将电池包300的第一控制单元激活，以此来激活电池包300。电池包300可以通过，例如数字通信端子和模拟通信端子与适配器200进行通信；来获取电池包300的电压、电流、温度、容量和工作状态等数据；当电池包300进行自检时，若电池包300自检出现异常，模拟信号端子将异常信号以异常表征信号的形式传输给适配器200；数字信号端子将电池包300的电性参数以具体的数字信号传输给适配器200，适配器200可以判断电性参数是否存在异常，包括异常类型、异常参数等，还包括电池包300整包的实时电压、实时电流、实时温度、实时容量和实时工作状态等信号；适配器200判断出数字通信端子和模拟通信端子中的任一端子传输过来的信号存在异常时，适配器200将控制接地MOS管断开电池包300与电动工具100之间的电性连接，使电池包300以及电动工具100停止工作，来保护电池包300以及电动工具100。适配器200上的旋钮210可以对电动工具100进行调速；调节旋钮210时，电池包300可以通过第五通信端子输出调节信号，并将调节信号传输给电动工具100，来完成电动工具100的调速。

从上面所述可以看出，本公开提供的电动工具系统，通过对应的适配器匹配电动工具，适配器通过接口和端子设置，与电池包能匹配通信方式，适配器根据与电池包通信结果完成对电池包、工作回路的保护，能够配接不同的电池包。在接口匹配的同时，也可以匹配通信方式，更新控制逻辑。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本公开实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本公开实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本公开实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动工具系统，其特征在于，包括：

电池包(300)，适配器(200)以及电动工具(100)；所述适配器(200)与所述电池包(300)可拆卸的连接，通过线缆与所述电动工具(100)可拆卸的连接；

所述电池包(300)包括第一通信端子(310)；所述适配器(200)包括与所述第一通信端子(310)相适配的第二通信端子(230)；所述适配器(200)通过所述第二通信端子(230)及所述电池包(300)的第一通信端子(310)与所述电池包(300)传输通信信号，基于所述通信信号控制所述电池包(300)到所述电动工具(100)之间的电性连接。

2.根据权利要求1所述的电动工具系统，其特征在于，

所述电池包(300)包括第一控制单元，所述第一控制单元用于检测所述电池包(300)的电性参数，通过所述第一通信端子发送表征所述电性参数的第一通信信号给所述适配器(200)，所述第一通信信号包括第一正常通信信号和第一异常通信信号；

所述适配器(200)包括第二控制单元以及开关元件，所述第二控制单元通过所述第二通信端子(230)接收所述电池包(300)的第一通信信号；所述第二控制单元响应于所述第一异常通信信号，控制所述开关元件断开所述电池包(300)与所述电动工具(100)之间的电性连接。

3.根据权利要求2所述的电动工具系统，其特征在于，

所述电池包(300)包括第三通信端子(320)，所述适配器(200)包括与所述第三通信端子(320)适配的第四通信端子(240)，所述第一控制单元通过所述第三通信端子(320)，向所述适配器(200)发送表征所述电性参数的第二通信信号，所述第二通信信号包括第二正常通信信号和第二异常通信信号；

所述第二控制单元通过所述第四通信端子(240)接收所述电池包(300)的第二通信信号，所述第二控制单元响应于所述第二异常通信信号，控制所述开关元件断开所述电池包(300)与所述电动工具(100)之间的电性连接。

4.根据权利要求3所述的电动工具系统，其特征在于，所述第一通信信号包括模拟信号和/或数字信号；所述第二通信信号包括模拟信号和/或数字信号。

5.根据权利要求3所述的电动工具系统，其特征在于，

所述电池包(300)包括壳体(360)，所述壳体(360)朝向适配器(200)的一面设置有滑槽(350)，所述壳体(360)上设置有第一正极电源端子(330)和第一负极电源端子(340)；

所述适配器(200)包括主体(290)，所述主体(290)上设置有与所述滑槽(350)相匹配的导轨(280)，所述主体(290)上设置有与所述第一正极电源端子(330)相匹配的第二正极电源端子(260)，和与所述第一负极电源端子(340)相匹配的第二负极电源端子(270)；

所述适配器(200)的输出线缆包括第三正极电源端子、第三负极电源端子以及第五通信端子，所述第三正极电源端子和所述第三负极电源端子用于将所述电池包的电力提供给所述电动工具，所述第五通信端子用于向所述电动工具(100)传输调速信号。

6.根据权利要求5所述的电动工具系统，其特征在于，所述适配器(200)包括调节组件(210)，用于对所述电动工具(100)进行调速；所述调节组件(210)通过所述第五通信端子向所述电动工具(100)传输调速信号。

7.根据权利要求6所述的电动工具系统，其特征在于，所述调节组件(210)包括调节件，以及通过所述调节件进行调节的可变电阻开关。

8.根据权利要求3所述的电动工具系统，其特征在于，

所述适配器(200)包括主开关(220)和自锁回路；所述主开关响应于外界触发生成第一激活信号以激活所述第二控制单元，所述第二控制单元驱动所述自锁回路为所述第二控制单元持续提供电力；

所述第二控制单元通过所述第二通信端子(230)或所述第四通信端子(240)，向所述电池包(300)的所述第一通信端子(310)或所述第三通信端子(320)发送第二激活信号，以激活所述电池包(300)的第一控制单元。

9.根据权利要求2所述的电动工具系统，其特征在于，所述开关元件包括用于断开主回路的MOS管。

10.根据权利要求2所述的电动工具系统，其特征在于，所述电性参数包括所述电池包(300)的电压、电流、温度、容量和工作状态中的至少一种。

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