專利名稱：一種直流系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直流系統(tǒng)，尤其涉及一種用于花園類電動工具的直流系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前電池供電的花園類工具由于其環(huán)保及無繩的便攜性得到越來越多的用戶的認可，比如直流電動割草機。但是由于電池容量有限，在使用直流割草機時，如果草坪面積大，單個電池包甚至兩個電池包都無法完成割草工作，另外由于在高溫環(huán)境下連續(xù)放電后電池包溫度較高因此充電時間會被延長。已知的為了解決上述問題，通常用戶需配備多個電池包，甚至相應(yīng)的匹配一個多頭充電器同時給多個電池包充電，但是對于用戶來說使用多個電池包成本會大大的提高
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種直流系統(tǒng)，能夠延長用于直流花園類工具的電池包放電時間并且縮短電池包的充電時間，實現(xiàn)不間斷的循環(huán)放電，該系統(tǒng)的一個顯著優(yōu)點是用低成本、安全的方式實現(xiàn)了不間斷電力續(xù)航系統(tǒng)。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的直流系統(tǒng)用于花園類直流工具，包括一個充電器及至少兩個鋰電池包，所述的鋰電池包可以交替給所述的工具循環(huán)不間斷放電，使用步驟至少包括將第一電池包放置在工具上給工具放電；將第二電池包放置在充電器上進行充電；第一電池包放電結(jié)束后將充電器上的第二電池包取下放置在工具上繼續(xù)給工具放電并將第一電池包放置在所述充電器上進行充電。
圖I所示的是本發(fā)明的直流系統(tǒng)的一個具體實施方式
，示出了帶有電池包的割草機以及在給電池包充電的充電器；圖2a、2b所示的是圖I所示的電池包的俯視圖和仰視圖；圖3所示的是電池包的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；圖4a、4b所示的分別是PN結(jié)伏安特性與溫度的關(guān)系圖以及電池包內(nèi)部的測溫電路原理圖；圖5所示的是電池包內(nèi)部的電壓監(jiān)測模塊；圖6所示的是本發(fā)明的智能系統(tǒng)中的實時時鐘電路圖；圖7、圖8分別所示的是本發(fā)明的直流系統(tǒng)的一種帶有電池包的充電器以及不帶有電池包的充電器；圖9所示的是充電系統(tǒng)中的充電示意圖；圖10所示的是充電系統(tǒng)中的電路框圖11所示的是設(shè)置在充電器中的待機電源模塊；圖12所示的是設(shè)置在充電器中的LLC模塊；圖13所示的是機身智能調(diào)速模塊；圖14所示的是開關(guān)電源電路模塊；
具體實施例方式如圖I所示的為本發(fā)明的直流系統(tǒng)的一個具體實施方式
，包括一個配備有可拆卸電池包100的直流割草機I以及一個給一電池包200充電的充電器2,割草機I可包括用于驅(qū)動刀片的驅(qū)動機構(gòu)、馬達、主控制器、顯示器以及用戶界面并設(shè)置有與電池包嚙合的連接結(jié)構(gòu)(未示出)。電池包100用于給馬達和驅(qū)動機構(gòu)提供動力，為了延 長電池包100的放電時間，如圖3本直流系統(tǒng)采用的電池包(100、200)內(nèi)設(shè)置有并聯(lián)的兩組多節(jié)18650規(guī)格的單節(jié)標稱為4V容量為接近2Ah的鋰電池元件，該電池元件的平均放電電流為6A，每組由14節(jié)電池元件串聯(lián)構(gòu)成，這樣的設(shè)置使得電池包具有56V標稱電壓以及接近4Ah的電池容量，上述電池包可維持割草機連續(xù)工作25分鐘以上甚至30分鐘以上，大大延長了放電時間，這里所指的割草機連續(xù)工作的時間即放電時間，不包括割草時倒草的時間，上述電池包充電時間大概30分鐘到35分鐘左右，因此放電時間和充電時間的比值在25 35，甚至放電時間大于等于充電時間，通常用戶在使用割草機時需要一定的時間進行多次倒草，這樣的話用戶完全可以利用上述兩個電池包實現(xiàn)工具的無限循環(huán)不間斷的使用。當然為了延長電池包的工作時間，鋰電池包內(nèi)可以設(shè)置更多的電池元件，或者具有更高容量的電池元件，使其具有大于56V標稱電壓以及大于4Ah的電池容量比如并聯(lián)三組多節(jié)串聯(lián)的鋰電池元件。在先技術(shù)中電動工具匹配的電池包的伏特數(shù)常見的為4V、12V、18V、28V、36V等，上述電池包一般用于手持式工具上，如果平均放電電流達到12A，功率達到500W以上的花園類工具上，則放電時間會非常的短以致滿足不了用戶的需求，本發(fā)明提出了在直流花園類工具上使用56V及56V以上的鋰電池包并解決了相應(yīng)的充放電的技術(shù)難題，使得用戶無限不間斷使用工具成為可能。為了降低電池包在放電過程中的溫度，從而延長放電時間以及縮短充電時間，本電池包設(shè)置有熱量吸收裝置。如圖2a、2b以及圖3所示，在截面設(shè)置為近似“弓”形的電池包100的外殼內(nèi)，設(shè)置有電池支架101以及復數(shù)個鋰電池元件102，在電池元件的外表面分別裹上封裝有相變材料的塑料袋103，塑料袋的厚度接近1mm，長度接近30mm，具體的尺寸可根據(jù)電池元件的尺寸以及排布方式進行調(diào)整。本實施方式中封裝在塑料袋103中的材料包括乙酸鈉80% -90%，十二烷基苯磺酸鈉1% _5%，羧甲基纖維素1% -5%，碳酸鈉1% -5%混合，或者塑料袋103中的材料包括聚乙二醇接近90% -99%和二醋酸纖維素1% -10% (也可以用其他增稠劑替代二醋酸纖維素，例如殼聚糖，均屬于本發(fā)明的保護范圍)，將混合體打碎拌勻后，用塑料袋103封裝，每袋接近2克，也可以根據(jù)需要變換組份以及對應(yīng)的配比。當電池包100用于花園類工具并進行大電流放電時，電池的溫度上升，超過40攝氏度后，相變材料發(fā)揮作用，使電池包100的上升溫度減緩，到最終放電結(jié)束時，電池的溫度保持在保護溫度70攝氏度以下，達到吸熱的目的，并配合充電時的快速散熱，保證了電池包一定的放電時間并能有效提高電池的使用壽命，同時也使無限循環(huán)成為可能。為了使用安全以及延長鋰電池包的壽命，通常鋰電池包在使用過程中要防止電池包溫度過高以及電池元件之間溫差過大，因此需要在充放電過程中監(jiān)測每個鋰電池元件的溫度，目前普遍采用的是負溫度系數(shù)熱敏電阻NTC進行溫度監(jiān)測，一般來說I個NTC只能準確測量I節(jié)鋰電池元件外表的溫度，由于本系統(tǒng)采用的電池包設(shè)置有28節(jié)鋰電池元件，如果按照慣用的方式則需要28個NTC才能有效地監(jiān)控所有電池元件的溫度，不僅成本以及組裝難度大大的提高而且會造成電池包內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及電路復雜化。本發(fā)明的電池包采用的是NTC測溫及三極管測溫的雙重過溫保護模式，具體的，將NTC貼在溫度上升最高的電池元件表面，并且將貼片塑封的三極管分別貼在每節(jié)電池元件的極性端。本發(fā)明采用PN結(jié)的負溫度特性，即PN結(jié)的結(jié)電壓隨溫度成近似線性變化，因此可通過測量三極管溫度變化來測量鋰電池元件的溫度。本方案中采用貼片塑封的三極管，以保證三極管測溫電路與鋰電池正負極絕緣，三極管貼向鋰電池芯極性端時，用導熱硅膠粘連，且各個三極管采用并聯(lián)方式或者串聯(lián)方式即至少部分測溫元件具有同一個輸出端，具體的電路見圖4b。三極管PN結(jié)的電流方程來表示
權(quán)利要求
1.ー種直流系統(tǒng)，至少包括一個充電器和一個電池包，所述的電池包內(nèi)包含有至少ー個電池元件，其特征在于所述的直流系統(tǒng)至少還包括ー個智能系統(tǒng)，所述智能系統(tǒng)可以控制電池包處于待機狀態(tài)或者存儲狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求I所述的直流系統(tǒng)，其特征在于所述的電池包為鋰電池包。
3.如權(quán)利要求I所述的直流系統(tǒng)，其特征在于所述的智能系統(tǒng)包含有實時時鐘電路。
4.如權(quán)利要求I所述的直流系統(tǒng)，其特征在于智能系統(tǒng)自動控制電池包處于待機狀態(tài)或者存儲狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求I所述的直流系統(tǒng)，其特征在于智能系統(tǒng)由操作面板上的控制開關(guān)觸發(fā)控制電池包處于待機狀態(tài)或者存儲狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求I所述的直流系統(tǒng)，其特征在于所述的鋰電池包的放電時間與充電時間的比值在接近于或者大于25 35。
7.如權(quán)利要求I所述的直流系統(tǒng)，其特征在于所述的鋰電池包的標稱電壓為56V，電池容量為4Ah。
8.如權(quán)利要求7所述的直流系統(tǒng)，其特征在于所述的鋰電池包用于割草機的放電時間接近30分鐘。
9.如權(quán)利要求I所述的直流系統(tǒng)，其特征在于所述的電池包為可拆卸電池包。
10.如權(quán)利要求I所述的直流系統(tǒng)，其特征在于所述的充電器中使用LLC開關(guān)電源給電池包進行充電。
11.如權(quán)利要求10所述的直流系統(tǒng)，其特征在于所述的充電器以接近8A的充電電流給鋰電池包充電。
12.如權(quán)利要求10所述的直流系統(tǒng)，其特征在于所述的花園類直流工具的平均工作電流為大于等于12A。
全文摘要
一種用于直流工具的直流系統(tǒng)，包括一個充電器及至少兩個鋰電池包，所述的鋰電池包可以交替給所述的工具循環(huán)放電，實現(xiàn)不間斷的電力續(xù)航。該系統(tǒng)的一個顯著優(yōu)點是用低成本、安全的方式實現(xiàn)了不間斷電力續(xù)航系統(tǒng)。
文檔編號H02J7/00GK102684233SQ201110055218
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者張曉陽, 楊德中, 石平波 申請人:南京德朔實業(yè)有限公司