CN111919378B - 电动工具及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动工具及控制方法，电动工具包括电池连接部，所述电池连接部用于可拆卸的连接第一电池组和第二电池组，所述第一电池组的额定输出电压大于第二电池组的额定输出电压；电机，作为动力源；驱动单元，位于所述电池连接部和所述电机之间，包括功率开关管，用于驱动所述电机运行；控制单元，用于输出控制信号至所述功率开关管的控制端，并通过调节所述控制信号的占空比使电机的转速等于预设转速，以使所述电机能适应第一电池组或者第二电池组的额定输出电压，所述电机的额定电压低于所述第一电池组和第二电池组的额定输出电压中的至少一个。

Description

电动工具及控制方法

交叉参考相关引用

本申请要求2018年4月18日递交的申请号为201810349671.7、发明名称为“电动工具和电动工具***”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及电动技术领域，尤其涉及一种既可以适配低于电动工具额定电压的电池包，又可适配高于工具额定电压的电池包的一种电动工具。

背景技术

无绳工具(cordless tool)或无绳电动工具(cordless power tool)采用可插拔地安装在工具上的电池包作为能量供给单元的工具，由于其采用的是电池包供应直流(DC)电，没有采用交流(AC)供电的电源线(绳)，故称为无绳电动工具。

无绳电动工具同大多数机电产品一样主要由能量单元(电池包)、动力头(电机)、传动***(齿轮箱)、控制单元(开关、控制板)、执行单元(工作头)等组成。目前，在设计生产电动工具时，工具的额定电压均与能量单元(电池包)电压匹配，即额定电压18V的电池包其对应的工具额定电压也一定为18V。如果电池电压过高，会使电机超负载运行，容易烧坏或使电机超速运行发生安全问题；如果电池电压过低，会使电机欠负载运行，使电机的出力变小甚至不能工作。

由于目前大多数公司的不同电压的电池包的接口是不兼容性的，即不同电压的电池包具有对应的产品平台。不同电压的电池包不能插到其它的电压平台上，这样必然产生规格繁多的电池包，不适合大批量生产，且生产、销售、维修的物流管理成本高。

为了解决上述问题，B&D公司推出了FLEX20V～60V通用电池包，该电池包通过机械开关控制电池芯体串、并联方式发生变化的形式实现了电池输出电压的改变，可以同时插接在20V和60V产品线上。但该电池包结构复杂、工艺要求很高，成本较大、可靠性较低，且其只能实现两种(20V/60V)电压产品线与电池的兼容。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的问题是提供一种兼容性更强的电动工具，所述电动工具可适配电压低于或高于电机额定电压一定范围的电池组。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：

一种电动工具，包括电池连接部，所述电池连接部用于可拆卸的连接第一电池组和第二电池组，所述第一电池组的额定输出电压大于第二电池组的额定输出电压；

电机，作为动力源；

驱动单元，位于所述电池连接部和所述电机之间，包括功率开关管，用于驱动所述电机运行；

控制单元，用于输出控制信号至所述功率开关管的控制端，并通过调节所述控制信号的占空比使电机的转速等于预设转速，以使所述电机能适应第一电池组或者第二电池组的额定输出电压，所述电机的额定电压低于所述第一电池组和第二电池组的额定输出电压中的至少一个。

优选的，所述电机的额定电压位于所述第一电池组的额定输出电压和第二电池组的额定输出电压之间。

优选的，所述第一电池组的额定输出电压至少高于电机额定电压的20％，所述第二电池组的额定输出电压不低于电机额定电压的40％。

优选的，所述电动工具还包括转速检测模块，用于获取所述电机的转速，控制单元通过调节所述控制信号的占空比以使所述电机以预设速度稳速运行，所述预设转速小于或等于所述电机的额定转速。

优选的，所述电动工具启动，所述控制单元逐步增加所述控制信号的占空比，若所述转速检测模块获取的转速等于第一预设转速，则控制单元控制所述电机以第一预设转速稳速运行，否则所述控制单元控制所述电机以第三预设转速运行稳速运行，所述第一预设转速小于或等于所述电机的额定转速，所述第三预设转速小于或等于第二预设转速，所述第二预设转速为所述电动工具在第二电池组供电时的最大转速。

优选的，所述电动工具还包括第一调速装置和第二调速装置，所述第一调速装置对应第一预设转速，所述第二调速装置对应第三预设转速，所述第一预设转速大于所述第三预设转速，所述第三预设转速小于所述第二预设转速。

优选的，当所述第一调速装置***作，且所述电动工具启动后，所述控制单元逐步增加所述控制信号的占空比，若所述转速检测模块获取的转速等于第一预设转速，则控制单元控制所述电机以所述第一预设转速稳速运行，否则，所述控制单元控制所述电机以所述第二预设转速稳速运行。

优选的，所述第二调速装置***作，且所述电动工具启动后，所述控制单元逐步增加所述控制信号的占空比，直至所述转速检测模块获取的转速等于第三预设转速时，控制单元控制所述电机维持所述第三预设转速运行。

优选的，所述电动工具还包括电动工具壳体，所述电源接口设置于所述电动工具壳体上，所述第二电池组包括第一电池包和第二电池包，所述第一电池包和第二电池包串联组成，为所述电动工具提供电能。

优选的，所述电源接口包括第一电源接口和第二电源接口，所述第一电源接口用于电连接适配器，所述适配器可拆卸的连接于电动工具的壳体上，所述适配器上设置有多个电池包连接座，多个电池包串联或并联连接形成第一电池组，适配器上设置有电压输出端口电连接电动工具的电源输入端口，为电动工具提供电能。

优选的，所述适配器可拆卸的安装于背负组件的壳体内，所述背负组件通过连接组件连接电动工具，为电动工具提供电能。

优选的，所述适配器上设置有四个电池包连接座，四个电池包连接座串联后的输出电压大于电机的额定电压。

优选的，所述连接组件包括电缆。

优选的，所述电动工具还包括电压检测模块，用于检测所述电机的端电压，所述控制单元通过调节所述控制信号的占空比以使所述电机的端电压小于或等于所述电动工具的额定电压。

优选的，所述第一电池组包括第一电池包和第二电池包，所述电动工具还包括第一开关和第二开关，所述第一开关的一端与所述电动工具的启停开关的一端相连，并形成第一节点，其中，所述启停开关的另一端与所述电机相连；所述第二开关的一端与所述第一开关的另一端相连，并形成第二节点，所述第二开关的另一端与所述驱动单元的输入端相连，并形成第三节点；其中，所述第一电池包的正极接所述第一节点，所述第一电池包的负极接所述第二节点，所述第二电池包的正极接所述第二节点，所述第二电池包的负极接所述第三节点，且所述第一电池包未接入时，所述第一开关处于闭合状态，所述第一电池包接入时，所述第一开关处于断开状态，所述第二电池包未接入时，所述第二开关处于闭合状态，所述第二电池包接入时，所述第二开关处于断开状态。

优选的，所述第一电池组包括第一电池包和第二电池包，所述电动工具还包括：

第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述电动工具的启停开关的一端相连，其中，所述启停开关的另一端与所述电机相连；

第二二极管，所述第二二极管的阴极分别与所述第一二极管的阴极和所述启停开关的一端相连；

第三二极管，所述第三二极管的阴极与所述第二二极管的阳极相连，所述第三二极管的阳极与所述驱动单元的输入端相连，并形成第四节点；

第三开关，所述第三开关的一端与所述第一二极管的阳极相连，所述第三开关的另一端分别与所述第二二极管的阳极和所述第三二极管的阴极相连，并形成第五节点；

第四开关，所述第四开关的一端与所述第五节点相连，所述第四开关的另一端与所述第四节点相连；

第一选择开关，所述第一选择开关的第一移动端分别与所述第三开关的一端和所述第一二极管的阳极相连，所述第一选择开关的第二移动端空接；

第二选择开关，所述第二选择开关的第一移动端与所述第五节点相连，所述第二选择开关的第二移动端空接；

其中，所述第一电池包的正极接所述第一选择开关的固定端，所述第一电池包的负极接所述第五节点，所述第二电池包的正极接所述第二选择开关的固定端，所述第二电池包的负极接所述第四节点，且所述第一电池包未接入时，所述第三开关处于闭合状态，所述第一电池包接入时，所述第三开关处于断开状态，所述第二电池包未接入时，所述第四开关处于闭合状态，所述第二电池包接入时，所述第四开关处于断开状态。

优选的，还包括：

存储模块，所述存储模块中预存有工况数据库，其中，所述工况数据库包括所述电动工具在多种工况下的负载与占空比的对应关系；

其中，所述控制单元还根据所述负载大小对所述控制信号的占空比进行调节，使得所述电机的端电压等于所述电动工具的额定电压。

优选的，还包括：

无线通信模块，所述控制单元通过所述无线通信模块与服务器进行通信，以从所述服务器中获取对应所述电动工具的控制参数，以根据所述控制参数进行工作，和/或，将所述电动工具的工作参数发送至所述服务器，以将所述工作参数存储在所述服务器的历史数据库中，以使所述服务器根据所述历史数据库中的工作参数对与所述电动工具对应的控制参数数据库进行优化。

优选的，所述功率开关管的开关频率的取值范围为4～20Khz。

优选的，所述电机采用有刷电机、无刷电机、开关磁阻电机或高频交流感应电机中一种。

优选的，所述电池组包括：单个电池包，所述电池包的额定电压大于或等于所述电动工具的额定电压。

优选的，所述电池组包括：多个电池包组成的电池组，所述多个电池包组成的电池组的额定电压大于或等于所述电动工具的额定电压；电压调节单元，所述电压调节单元用于根据电动工具的额定电压选择进行工作的电池包。

优选的，当所述电池组由两个电池包组成时，两个电池包分别记为第一电池包和第二电池包，所述电压调节单元包括：第一开关，所述第一开关的一端与所述电动工具的启停开关的一端相连，并形成第一节点，其中，所述启停开关的另一端与所述电机相连；第二开关，所述第二开关的一端与所述第一开关的另一端相连，并形成第二节点，所述第二开关的另一端与所述驱动模块的输入端相连，并形成第三节点；其中，所述第一电池包的正极接所述第一节点，所述第一电池包的负极接所述第二节点，所述第二电池包的正极接所述第二节点，所述第二电池包的负极接所述第三节点，且所述第一电池包未接入时，所述第一开关处于闭合状态，所述第一电池包接入时，所述第一开关处于断开状态，所述第二电池包未接入时，所述第二开关处于闭合状态，所述第二电池包接入时，所述第二开关处于断开状态。

优选的，当所述电池组由两个电池包组成时，两个电池包分别记为第一电池包和第二电池包，所述电压调节单元包括：第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述电动工具的启停开关的一端相连，其中，所述启停开关的另一端与所述电机相连；第二二极管，所述第二二极管的阴极分别与所述第一二极管的阴极和所述启停开关的一端相连；第三二极管，所述第三二极管的阴极与所述第二二极管的阳极相连，所述第三二极管的阳极与所述驱动模块的输入端相连，并形成第四节点；第三开关，所述第三开关的一端与所述第一二极管的阳极相连，所述第三开关的另一端分别与所述第二二极管的阳极和所述第三二极管的阴极相连，并形成第五节点；第四开关，所述第四开关的一端与所述第五节点相连，所述第四开关的另一端与所述第四节点相连；第一选择开关，所述第一选择开关的第一移动端分别与所述第三开关的一端和所述第一二极管的阳极相连，所述第一选择开关的第二移动端空接；第二选择开关，所述第二选择开关的第一移动端与所述第五节点相连，所述第二选择开关的第二移动端空接；其中，所述第一电池包的正极接所述第一选择开关的固定端，所述第一电池包的负极接所述第五节点，所述第二电池包的正极接所述第二选择开关的固定端，所述第二电池包的负极接所述第四节点，且所述第一电池包未接入时，所述第三开关处于闭合状态，所述第一电池包接入时，所述第三开关处于断开状态，所述第二电池包未接入时，所述第四开关处于闭合状态，所述第二电池包接入时，所述第四开关处于断开状态。

优选的，所述电动工具，还包括：电池管理模块，所述电池管理单元用于在多个电池包处于工作状态时，根据每个处于工作状态的电池包的电压对电池包进行均衡处理。

优选的，所述电池包的欠电保护电压大于或等于所述电动工具的额定电压。

优选的，所述多个电池包组成的电池组的欠电保护电压大于或等于所述电动工具的额定电压。

优选的，所述电机的工作参数满足预设条件包括：所述电机的端电压等于所述电动工具的额定电压，或者，所述电机的转速等于所述电机的额定转速。

优选的，所述电动工具，还包括：电机检测模块，所述电机检测模块分别与所述电机和所述控制模块相连，所述电机检测模块用于检测所述电机的端电压或者所述电机的转速，其中，所述控制模块还用于根据所述电机的端电压与所述电动工具的额定电压之间的关系或者所述电机的转速与所述电机的额定转速之间的关系调节所述控制信号的占空比。

优选的，所述电动工具，还包括：第一电池检测模块，所述第一电池检测模块用于在所述电动工具开始工作时检测处于工作状态的电池包的电压或内阻；其中，所述控制模块还用于根据处于工作状态的电池包的电压或内阻判定所述电池组提供的额定电压，并根据所述额定电压调用相应的子程序控制电机。

优选的，所述电动工具，还包括：存储模块，所述存储模块中预存有工况数据库，其中，所述工况数据库包括所述电动工具在多种工况下的负载与占空比的对应关系；其中，所述控制模块在判定所述电池组当前提供的额定电压后，还根据所述电机的负载大小对所述控制信号的占空比进行调节。

优选的，所述电动工具，还包括：无线通信模块，所述控制模块通过所述无线通信模块与服务器进行通信，以从所述服务器中获取对应所述电动工具的控制参数，以根据所述控制参数进行工作，和/或，将所述电动工具的工作参数发送至所述服务器，以将所述工作参数存储在所述服务器的历史数据库中，以使所述服务器根据所述历史数据库中的工作参数对与所述电动工具对应的控制参数数据库进行优化。

优选的，所述控制模块还用于获取所述电池组的电压变化量，并在所述供电模块的电压变化量大于或者等于预设电压值时，如果所述电机的端电压小于所述电动工具的额定电压，所述控制模块则通过增加所述控制信号的占空比，以使所述电机的端电压再次达到所述电动工具的额定电压，或者，如果所述电机的转速小于所述电机的额定转速，所述控制模块则通过增加所述控制信号的占空比，以使所述电机的转速再次达到所述电机的额定转速。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出的电动工具***，包括：上述实施例的电动工具；服务器，所述服务器与所述电动工具之间进行无线通信；其中，所述电动工具用于从所述服务器中获取对应所述电动工具的控制参数，以根据所述控制参数进行工作，和/或，将所述电动工具的工作参数发送至所述服务器，以将所述工作参数存储在所述服务器的历史数据库中，以使所述服务器根据所述历史数据库中的工作参数对与所述电动工具对应的控制参数数据库进行优化。

根据本发明实施例的电动工具***，通过上述实施例的电动工具与服务器进行无线通信，能够使电动工具从服务器中获取对应电动工具的控制参数，以根据控制参数进行工作，和/或，将电动工具的工作参数发送至服务器，以将工作参数存储在服务器的历史数据库中，以使服务器根据历史数据库中的工作参数对与电动工具对应的控制参数数据库进行优化，由此，可有效解决电动工具存储空间有限和控制模块处理速度有限的缺点，有利于提高电动工具的使用效率。

本发明还提供一种电动工具控制方法，所述电动工具包括第一电压接口和第二电压接口，分别用于连接不同输出电压的电池组，所述电动工具还包括电机和控制单元，所述电机的额定电压位于所述第一电压接口和第二电压接口输出的电压之间，所述方法包括：

步骤S1，电动工具启动后，逐步增加控制信号的占空比；

步骤S2，判断电机的转速是否等于预设转速，其中，所述预设转速小于或等于所述电机的额定转速，若是，则执行步骤S3，否则执行步骤S4；

步骤S3，控制电机维持预设转速运行；

步骤S4，判断占空比是否等于预设占空比，若是，则执行步骤S5，否则，执行步骤S1；

步骤S5，控制电机维持第二预设转速运行，其中，所述第二预设转速小于或等于预设占空比对应的转速。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明电动工具包括第一电池接口和第二电池接口，第一电池接口连接第一电池组，第二电池连接接口用于连接第二电池组，第一电池组的额定输出电压大于第二电池组的额定输出电压，电机的额定电压在第一电池组的额定输出电压和第二电池组的额定输出电压之间，控制单元不需要识别模块识别电池组的类型，而是电动工具启动后控制单元逐步增加占空比，使得工具的转速满足预设条件，如此，当电动工具需要大输出功率的情况下，连接高电压的第一电池组，当电动工具不需要大输出功率的情况下，连接低电压的第二电池组，扩大了电动工具可适配的电池组的范围，同时通过对调节占空比对转速进行限制，提升了电池组的效率。

附图说明

以上所述的本发明的目的、技术方案以及有益效果可以通过下面附图实现：

图1是根据本发明一个实施例的电动工具的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的电动工具内部控制流程示意图；

图3是根据本发明一个实施例的载具的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的电池包电压和占空比之间的关系曲线图；

图5是根据本发明一个具体实施例的电动工具的结构示意图；

图6是根据本发明另一个具体实施例的电动工具的结构示意图；

图7是根据本发明另一个实施例的电动工具的结构示意图；

图8是根据本发明第一个具体示例的电动工具的工作流程图；

图9是根据本发明第二具体示例的电动工具的工作流程图；

图10是根据本发明一个示例的欠压保护子程序的流程图；

图11是根据本发明第三具体示例的电动工具的工作流程图；

图12是根据本发明第四个具体示例的电动工具的工作流程图；

图13是根据本发明另一个示例的欠压保护子程序的流程图；

图14是根据本发明一个具体示例的电动工具的电路示意图；

图15是根据本发明另一个具体示例的电动工具的电路示意图；

图16是根据本发明一个示例的开关频率的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图1-图16描述本发明实施例的电动工具。

如图1所示，电动工具100包括：电机10、电池连接部20、驱动单元30和控制单元40。其中，电池连接部20用于可拆卸的连接第一电池组和第二电池组，所述第一电池组的额定输出电压大于第二电池组的额定输出电压，驱动单元30的输入端与电池连接部20的输出端相连，驱动单元30的输出端与电机10相连，驱动单元30包括功率开关管31，控制单元40，用于输出控制信号至所述功率开关管31的控制端，并通过调节所述控制信号的占空比使电机10的转速等于预设转速，以使所述电机10能适应第一电池组或者第二电池组的额定输出电压，所述电机10的额定电压低于所述第一电池组和第二电池组的额定输出电压中的至少一个。

本发明的电动工具既可以适配额定电压大于等于电机额定电压的电池包，也可以适配额定电压小于电机额定电压的电池包，电池包安装于电动工具时，不需要识别电池包的类型，仅通过调节转速，使得不同输出电压的电池包可以适配电动工具，使得电机两端的电压不超过其额定输出电压。

其中，功率开关管31可以是MOSFET管组成的桥式电路。

具体地，驱动单元30用于根据电池连接部20提供的电能驱动电机10运行。控制单元40用于输出控制信号至功率开关管31的控制端，当电池连接部20连接第一电池组或第二电池组，启动电动工具100后，控制单元40逐步增加控制信号的占空比对电机10的工作参数进行调制，直至电机10的工作参数满足预设条件。

以60V的电动工具为例进行说明，如图16所示，通过PWM将电池连接部20提供的电压调整到60V(有效值)加载到额定电压为60V的有刷电机上，假设占空比都是50％，如果PWM频率为4kHz，则周期T＝0.25ms，单个周期内T内的on导通时间为0.125ms，在这个时间内，碳刷已足以产生较大的火花，使得两个碳刷的火花连弧，此时即使运行到off状态，火花还没来得及熄灭，又处于on状态了，因此会出现连续的连弧现象。如果PWM频率降低，on时间更长，火花更大，连弧更不可避免。

进一步地，如果将PWM频率提高，如达到f＝8kHz，则周期T＝0.125ms，那on时间只有0.0625ms时间，这么短的时间碳刷不足以产生较大的火花，而且即使有一定的正常的火花接下来就处于off状态，足以熄灭了。所以升高频率能避免碳刷火花连弧的发生。

其次，PWM频率不能太高：众所周知，直流电源PWM调压是通过Mosfet等功率开关管实现的，Mosfet功率开关管有通态损耗和开关损耗，开关损耗和PWM频率成正比，所以提高频率势必会增加开关损耗，从而增加器件温升，降低了可靠性。

本发明控制单元40通过发送PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度驱动)信号控制驱动单元30中的功率开关管31的导通或关断。其中，PWM信号为占空比可调的脉冲信号，包含高电平部分和低电平部分，高电平部分使功率开关管31处于导通状态，电池连接部20向电机10供电，当电机10启动工作后，脉冲信号得低电平部分使功率开关管31处于关断状态，电池连接部20至电机10的供电回路断开。控制单元40通过控制PWM信号的高电平部分和低电平部分的比例，即可实现对电池连接部20提供至电机10的电能的大小的控制。其中，占空比高，即高电平部分占比高，功率开关管31的导通时间长，电池连接部20提供至电机10的电能高，电机10的端电压和电机10的转速高；占空比低，即高电平部分占比低，功率开关管31的导通时间短，电池连接部20提供至电机10的电能低，电机10的端电压和电机10的转速低。由此，提高了电动工具100电压的适配范围，提升了电池连接部20的效率。

在该实施例中，电机10可以为有刷电机、无刷电机或开关磁阻电机中一种，以便于控制单元40对电机10的转速进行控制。

可选地，电动工具100可以但不限于为无绳手持式电动工具、无绳花园工具、无绳轮式移动工具等。

在本发明的实施例中，功率开关管31的开关频率的取值范围可为4～20Khz，优选6～12Khz，最优选为7～9Khz。

在本发明的实施例中，电池连接部20可拆卸的连接电池组，电池组可以是单个电池包，也可以是多个电池组成的电池组。其中，为便于电池包的更换，可设计成电池包可拆卸地安装在电动工具100中，例如，可在壳体中设置用于安装电池包的电池槽，也可设置一与壳体分离的背负组件90(如图3所示)，用于安装电池包。

可选地，电池包的类型可以为锂电池、镍镉电池、铅酸电池或者超级电容等。

在本发明的其中一实施例中，电机的额定输出电压位于第一电池组和第二电池组的额定输出电压之间，控制单元通过控制占空比将转速稳定在一预设值，该预设值小于或等于电机的额定转速，从而使得电机的端电压小于或等于电机的额定电压。本发明控制单元通过调节控制信号的占空比对转速进行调节，无需识别电池组的类型，仅通过一套程序即可实现电动工具适配大于电动工具额定电压的电池组和小于电动工具额定电压的电池组。

具体请参考图2所示为本发明电动工具控制方法的流程示意图。控制方法包括：

步骤S1，电动工具启动后，逐步增加控制信号的占空比。本发明电动工具采用软启动方式逐步增加占空比，直至占空比达到一预设值。

步骤S2，判断电机的转速是否等于预设转速，若是，则执行步骤S3，否则执行步骤S4。当占空比达到一预设值后，控制单元判断转速检测单元获取的电机转速是否等于预设转速，该预设转速小于或等于电机的额定转速，在其中一实施例中，预设转速可以是操作者通过调速装置设置的转速，也可以是***内预设存储的一转速值。

步骤S3，控制电机维持预设转速运行。上述步骤中，若判断电机的转速等于预设转速，则控制器控制电机以预设转速稳速运行。

步骤S4，判断占空比是否等于预设占空比，若是，则执行步骤S5，否则，执行步骤S1。在本发明一优选实施例中，预设占空比为100％，本领域技术人员可知的，预设占空比也可以稍微小于100％

步骤S5，控制电机维持第二预设转速运行，其中，第二预设转速小于或等于100％占空比对应的转速。上述优选实施例中，当判断出占空比等于预设占空比时，控制单元控制电机以100％的占空比运行，此时对应于第二预设转速。

上述步骤中电机启动后，逐步增加占空比，控制单元判断转速检测单元获取的电机转速是否等于预设转速，若否，则继续增加占空比，并判断增加后的占空比是否等于100％，若是，则维持100％占空比控制电机或者***内预先存储100％占空比时对应的第二预设转速，当检测到占空比等于100％时，控制装置控制电机维持第二预设转速稳速运行。否则，若占空比不等于100％，则继续增加占空比，直至电机的转速等于预设转速。

本发明电动工具可适配高于电动工具额定电压的电池组，也可适配低于电动工具额定电压的电池组，且无需识别模块识别电池组的类型，来对高电压的电池组进行控制，而是通过同过逐步增加占空比，使得低电压的电池组维持100％的占空比运行，高电压的电池组维持预设转速运行，节约了成本，简化了控制程序，同时由于识别模块只能识别有限种电池组，电池组的通用性受到限制，本发明无需识别模块，提高了电动工具对电池组的兼容性。

在本发明的其中一个实施例中，第一电池组的额定输出电压至少高于电机额定电压的20％，第二电池组的额定输出电压不低于电机额定电压的40％。在本发明的另一实施例中，第一电池组的欠电压即最低放电电压大于第二电池组的额定输出电压。当第二电池组连接到电动工具时，控制装置控制电机以100％占空比运行，或者***内预先存储第二电池组连接到电动工具上时的最大转速，即第二转速，当工具启动后，逐步增加占空比，当占空比增加至100％且转速仍小于目标转速时，控制装置控制电机维持第二预设转速稳速运行。

在本发的其中一实施例中，电动工具还包括调速装置，调速装置可以是旋钮进行多档位调速，也可以是多个按钮或者按键进行档位调速。具体的，以两档调速为例进行说明，电动工具包括第一调速装置和第二调速装置，第一调速装置可以是第一按键，对应高速档，对应第一预设转速，第二调速装置可以是第二按按键，对应低速档，对应第三预设转速。其中，第一预设转速小于或等于电机的额定转速，第三预设转速小于或等于第二电池组适配于电动工具时，且电动工具100％占空比运行时的转速。

当第一按键被触发，电动工具启动后，控制单元逐步增大控制信号的占空比，控制单元判断转速检测单元获取的电机转速是否等于第一预设转速，若不等于，则继续增加占空比，并判断此时的占空比是否等于100％，若此时的占空比等于100％，则控制单元维持100％占空比控制电机，若不等于100％，则继续增加占空比，并判断此时的转速是否等于第一预设转速，若等于，则控制单元控制电机以第一预设转速稳速运行，若不等于，则判断此时的占空比是否等于100％，不等于时继续增加占空比，直至电机的转速等于第一预设转速，若等于，则控制单元维持100％占空比控制电机。

当第二按键被触发，电动工具启动后，控制单元逐步增加控制信号的占空比，控制单元判断转速检测单元获取的电机转速是否等于第三预设转速，若不等于第三预设转速，则继续增加占空比，直至电机的转速等于第三预设转速。

本发明的电动工具包括打草机，修枝机，吹风机，链锯，高压清洗机等电动工具。电动工具包括电池连接部20，电池连接部20包括第一电源接口和第二电源接口，第一电源接口可拆卸的连接电压大于电机额定电压的第一电池组，第二电源接口可拆卸连接电压小于电机额定电压的第二电池组。以60V的电动工具为例，电动工具既可以通过第二电源接口由40V的电池组提供电能，也可以由第一电源接口由80V的电池组提供电能。当电动工具需要较小的功率输出或者周围没有60V或者80V的电池组时，电动工具可以适配40V的电池组，当电动工具需要较大的输出功率时，电动工具适配80V的电池组。其中，40V的电池组可以是单独的一个40V的电池包，也可以是由两个20V的电池包串联组成，本发明优选以2个20V的电池包串联组成40V输出电压，具体的，第二电源接口包括第一电池槽和第二电池槽，第一电池槽和第二电池槽电连接，分别用于连接第一电池包和第二电池包，第一电池包和第二电池包均为20V电池包。当电动工具需要较高的输出功率时，在其中一实施例中，第一电池组可以由4个20V的电池包串联组成80V的输出电压。80V的第一电池组可位于电动工具壳体上，也可位于电动工具的壳体外。

本发明还包括适配器，适配器上设置有多个电池座，用于安装多个电池包，多个电池包串联或并联连接，适配器上有电压输出端口，通过连接组件连接电动工具的电压输入端口，为电动工具提供电能。在其中一实施例中，适配器上设置4个电池槽，可安装4个20V的电池包，4个20V的电池包串联或并联，适配器上设置有第一电压输出端口，第二电压输出端口和第三电压输出端口，分别为20V，40V和80V。同时，适配器上还设有电源输入端口，外部的交流电源通过电源输入端口为电池槽上的电池包充电。适配器上还设置有第一连接部，用于可拆卸的连接电动工具的第一电源接口。

以60V的割草机为例进行说明，割草机的工具壳体内的第二电源接口设置有第一电池槽和第二电池槽，第一电池槽和第二电池槽电连接，可容纳2个20V的电池包，两个电池包串联。同时，割草机壳体上还设置有第一电源接口，用于可拆卸的连接适配器。操作人员可根据需要选择2个20V的电池包串联为割草机供电或者选择适配中4个20V电池包串联即80v的电压输出端口为割草机供电。

对于打草机，吹风机等手持工具，适配器安装于工具壳体上会增加工具的重量，操作人员手持操作不方便，如图3所示，本发明的电动工具还包括背负组件，便于用户背负，类似于背包样式，背负组件包括壳体，壳体内设置有容纳部，用于容纳适配器，背负组件还包括电缆a，用于电连接电动工具，将适配器输出的电能通过电缆传输给电动工具，通过背负组件减轻了操作者手上的作用力，更方便操作。

在本发明的其中一实施例中，上述适配器上只有一个电压输出端口，适配器上设置有旋钮开关，通过旋转旋钮开关来改变多个电池包的串并联结构，从而改变输出端口的电压的大小，输出端口通过连接组件连接电动工具，为所述电动工具提供电能。如图3所示，电池组21由4个20V的电池包串联组成，用户可根据电动工具的额定电压通过旋钮A选择目标额定电压，如工具的额定电压60V，即可将旋钮A上的黑色箭头对准4*20V位置。

在本发明的另一实施例中，还包括电压检测模块，用于检测电机的端电压，通过调节控制信号的占空比，使得电机的端电压等于电动工具的额定电压。

下面以将80V电池包降到60V，给额定电压为60V的有刷电机供电为例，对开关频率的选择做具体说明：

首先，PWM频率不能太低：经调试发现，如果用4kHz以下的频率，会出现碳刷打火连弧现象，即出现连续的明亮的火花，短时间内就会烧毁电机10，且存在火灾隐患。

对于60V额定电压的电机10，如果加以60V的电压，在电机10启动初期电流较大，在碳刷和整流子实现电流换向时，碳刷和整流子间会产生一个大的尖峰反电动势，从而产生一定强度电弧放电；当电机启动后电流降低，在碳刷和整流子实现电流换向时，碳刷和整流子间产生的尖峰反电动势变小，基本上看不到火花。

而如果将电池连接部20提供的电压增大到60V，碳刷和整流子间会产生一个更大的尖峰反电动势，从而导致大的火花出现，以至于两个碳刷的火花连接在一起，出现烧蚀碳刷和整流子的情况发生。

为了避免火花连弧现象的出现，需要对碳刷火花的能量进行控制，使其不足以发生连弧。

当电池连接部20包括单个电池包，且电池包的额定电压等于电动工具100的额定电压时，为了保持较高的效率，控制单元40控制占空比为100％。电动工具100使用过程中，电压会逐步下降，电池包的效率会降低。

进一步地，提高电池包电量的使用效率，当电池包的欠电保护电压应大于或等于电动工具的额定电压，使得电机10的端电压等于电动工具100的额定电压时，电动工具100在额定电压下持续高效的工作。例如，20V电池包，提供的额定电压为18V，其欠电保护电压为12.5V，则使用该电池包的电动工具100的额定电压需小于或等于12.5V；40V的电池包，提供的额定电压为36V，其欠电保护电压为25V，则使用该电池包的电动工具100的额定电压需小于或等于25V；60V的电池包，提供的额定电压为48V，其欠电保护电压为37.5V，则使用该电池包的电动工具100的额定电压需小于或等于37.5V。

具体而言，如图4所示，工作中最小占空比＝电机额定电压/电池连接部提供的额定电压，工作中最大占空比＝电机额定电压/电池连接部的欠压电压。由于占空比的取值范围为0～100％，因此，工作中最小占空比＝电机额定电压/电池连接部提供的额定电压≤100％，工作中最大占空比＝电机额定电压/电池连接部的欠压电压≤100％，即电机额定电压≤电池连接部的欠压电压。

当电池连接部20包括多个电池组成的电池组21和电压调节单元22时，多个电池组成的电池包21的额定电压大于或等于电动工具100的额定电压。其中，电压调节单元22用于根据电动工具的额定电压或者说目标额定电压选择进行工作的电池包，以使电池连接部40在所选择的电池包进行工作时提供目标额定电压。

在该示例中，组成电池组21的多个电池包的个数和连接关系可根据需要(如电动工具100类型等)进行设置，例如，电池组21由3个20V电池包串联组成；电池组21由3个20V电池组成，且两个并联后与另一个串联等。

应当理解，目标额定电压即为用户根据电动工具的需要输入的电压，例如，如图3所示，电池组21由4个20V的电池包串联组成，用户可根据电动工具的额定电压通过旋钮A选择目标额定电压，如36V，即可将旋钮A上的黑色箭头对准2*20V位置，同时，电压调节单元22可选择其中的电池包串联后进行工作。当然，电压调节单元22也可选择4个20V电池包进行工作，且其两两并联后再串联。

换言之，电压调节单元22选择的进行工作的电池包的数量可根据预先设置的电池包之间的连接关系确定，例如，4个20V的电池包(编号：1#、2#、3#、4#)依次串联连接后组成电池组21，则在选择2*20V时，电压调节单元22可选择1#和2#或者2#和3#或者3#和4#进行工作。

同样的，为提高电池组电量的使用效率，多个电池组成的电池组21的欠电保护电压应大于或等于电动工具的额定电压。

需要说明的是，PWM自适应调压时，大负载对应的电池连接部20的输出电压适当调高，即增大占空比；小负载对应的电池连接部20的输出电压适当调低，即减小占空比，由此，可实现全工况高效、单包能力强的效果。

进一步地，当处于工作状态的电池包的数量至少为两个时，为保证电池包的工作性能，电动工具100中还可设置有电池管理模块，电池管理模块用于在多个电池包处于工作状态时，根据每个处于工作状态的电池包的电压对电池包进行均衡处理，如控制电压较高的电池包优先放电，当所有处于工作状态的电池包的电压均相同时，则可控制所有处于工作状态的电池包同时放电。

在本发明的一些实施例中，电机10的工作参数满足预设条件包括：电机10的端电压等于电动工具100的额定电压，或者，电机10的转速等于电机10的额定转速。

如图5所示，电动工具100还包括电机检测模块50，电机检测模块50分别与电机10和控制单元40相连，电机检测模块50用于检测电机10的端电压或者电机10的转速。其中，控制单元40还用于根据电机10的端电压与电动工具100的额定电压之间的关系或者电机10的转速与电机10的额定转速之间的关系调节控制信号的占空比。

具体地，电机10的端电压小于电动工具100的额定电压时，控制单元40增大控制信号的占空比，以增大电机10的端电压，直至电机10的端电压等于电动工具100的额定电压；电机10的转速小于电机10的额定转速时，控制单元40增大控制信号的占空比，以增大电机10的转速，电机10的转速等于电机10的额定转速。可以理解，驱动单元30和电机检测模块50构成反馈电路，进而控制单元40可根据该反馈电路实现对电机10的端电压进行闭环控制。

在该实施例中，控制单元40可在电动工具100开机时调节控制信号的占空比从预设的初始安全占空比开始以预设步距逐步增加，直至电机10的端电压等于电动工具100的额定电压或者电机10的转速等于电机10的额定转速，并获取控制信号的当前占空比，以及根据当前占空比判定电池连接部20当前提供的额定电压。

其中，预设的初始安全占空比可以是根据电池连接部20可提供的额定电压的最大值和电动工具100的额定电压进行设定，例如，电池连接部20可提供的额定电压的最大值为Umax，电动工具100的额定电压为U0，则预设的初始安全占空比可以是小于U0/Umax的任一值，以防止电池连接部20以高电压接入时烧毁电机10或电动工具100中的其它电子器件。

进一步地，如图6所示，电动工具100还包括第一电池检测模块60，第一电池检测模块60用于在电动工具100开始工作时检测处于工作状态的电池包的电压或内阻。其中，控制单元40还用于根据处于工作状态的电池包的电压或内阻判定电池连接部20提供的额定电压，并根据额定电压调用相应的子程序控制电机。

其中，子程序包括占空比子程序，即电池连接部20提供的额定电压对应的占空比调节子程序。

可选地，子程序还可以包括电池保护的子程序，如过流保护子程序、过温保护子程序、欠压保护子程序等。

更进一步地，电动工具100还可包括第二电池检测模块，第二电池检测模块用于在电动工具100工作过程中实时检测电池连接部20中处于工作状态的电池包的电压和/或工作电流，其中，控制单元40还用于在处于工作状态的电池包的电压小于对应的欠压电压，和/或，在处于工作状态的电池包的工作电流大于对应的电流阈值并持续预设时间时，通过控制电池连接部20断开供电回路以使电机10停止工作。由此，能够实现电动工具的欠压保护和/或过流保护，减少电机的损坏。其中，电流阈值和预设时间均可根据电池连接部20的实际工作电路进行标定。

例如，在电动工具100工作过程中，第二电池检测模块实时检测电池连接部20的电压，并将电压检测结果发送至控制单元40，控制单元40根据电压检测结果判断电池连接部20中电池包(如20V电池包)的电压是否小于预设的欠压电压(如12.5V)，如果是，控制单元40则判断电池欠压，并控制驱动单元30中的功率开关管断开，以切断电池连接部20的供电回路，使电机10停止工作，从而实现对电池连接部20的欠压保护。

在电动工具100工作过程中，第二电池检测模块实时可实时检测电池连接部20的工作电流，并将电流检测结果发送至控制单元40，控制单元40根据电流检测结果判断电池连接部20的工作电流是否大于电流阈值(如25A)，如果是，则电机检测模块50进一步记录工作电流大于预设电流阈值的持续时间。如果持续时间大于预设时间(如2s)，控制单元40则判断电池连接部20过流，并控制驱动单元30中的功率开关管断开，以切断电池连接部20的供电回路，使电机10停止工作，从而实现对电池连接部20的过流保护。

在该示例中，控制单元40还用于获取电池连接部20的电压变化量(如可以是处于工作状态的每个电池包的电压变化量，也可以是所有处于工作状态的电池包的总电压变化量)，并在电池包的电压变化量(如至少一个电池包的电压变化量或总电压变化量)大于或者等于相应的预设电压值时，如果电机10的端电压小于电动工具100的额定电压，控制单元40则通过增加控制信号的占空比，以使电机10的端电压再次达到电动工具100的额定电压，或者，如果电机10的转速小于电机10的额定转速，控制单元40则通过增加控制信号的占空比，以使电机10的转速再次达到电机10的额定转速。可选地，电池连接部20的电压变化量还可以是所有处于工作状态的电池包的总电压变化量。

需要说明的是，如果电池连接部20提供的额定电压较大，例如，电池连接部20的额定电压由两个额定电压为18V的电池包提供，为36V，而电动工具100的额定电压为18V，则可能存在电压变化量较大的情况，影响电机10的端电压或电机10的转速，即使得电机10的端电压或电机10的转速发生突变。此时，控制单元40实时获取每个电池包的电压变化量，并在连续两次获取到的至少一个电池包的电压值之间的差值大于或者等于预设电压值如0.5V时，调节控制信号的占空比以使电机10的端电压等于电动工具100的额定电压，或者，使电机10的转速等于电机10的额定转速。

在本发明的一些实施例中，电动工具100还包括存储模块，存储模块中预存有工况数据库，其中，工况数据库包括电动工具100在多种工况(如电池连接部20提供的不同额定电压下空载、小负载、大负载、满载等)下的负载与占空比的对应关系，该对应关系可以表格或曲线等的形式存储。在该示例中，控制单元40还根据电机10的负载大小对控制信号的占空比进行调节。

应当理解，额定电压一定时，负载与电机10的工作电流呈正相关，即负载越大，电机10的工作电流越大，故可将多种工况下的负载与占空比的对应关系替换为多种工况下的工作电流与占空比的对应关系，电机检测模块50还用于检测电机的工作电流，进而控制单元40可根据电机10的工作电流对控制信号的占空比进行调节。

可选地，为提高控制单元40的工作效率，可将其控制所需的主程序、子程序等预存在存储模块中。

如图7所示，电动工具100还包括无线通信模块70，控制单元40通过无线通信模块70与服务器200进行通信，以从服务器200中获取对应电动工具100的控制参数，以根据控制参数进行工作，和/或，将电动工具100的工作参数发送至服务器200，以将工作参数存储在服务器200的历史数据库中，以使服务器200根据历史数据库中的工作参数对与电动工具100对应的控制参数数据库进行优化(如采用大数据处理方法等)。由此，通过电动工具100的自学习和远程学习功能，当电动工具100再次遇到相同工况，可自动调用之前的占空比数据，从而提高了电动工具的控制效率，增大了电动工具的适用范围。

下面分别参考图5、图6和图8-图13描述本发明实施例的电动工具的工作原理：

实施例一：

在该实施例中，如图8所示，CPU根据电机10端电压确定电池连接部20提供的额定电压，并根据电机10端电压调节占空比和进行欠压保护。

具体地，如图5、图8所示，电动工具100主开关打开，5V模块上电，CPU上电，CPU调节MOSFET的占空比从预设的初始安全占空比0开始以预设步距X％(如1％、3％、5％等)逐步增加，直至电机10的端电压等于电动工具的额定电压18V，并获取MOSFET的当前占空比。如果当前占空比为100％，则可判定电池连接部20为20V电池包，在电机运行过程中，如果检测到电机10的端电压小于12.5V，即达到20V电池包的欠压电压，则CPU进行报警提示，或直接对电机10进行停机保护。其中，在电机10端电压大于等于12.5V小于等于18V时，维持占空比100％。

如果电机10端电压等于18V时，MOSFET的占空比小于100％，则判断电池连接部20为其它电压电池包。当电机10端电压等于18V且当前占空比小于等于33％时，则判断电池连接部20为60V电池包。在电机10运行过程中，实时检测电机10端电压，并在端电压小于18V时，以预设步距X％增加占空比，以使端电压维持18V。当电机端电压小于等于18V且对应的占空比达到48％时，判断60V电池包欠压，则CPU进行报警提示，或直接对电机10进行停机保护。

如果电机10端电压等于18V时，MOSFET的占空比小于100％，则判断电池连接部20为其它电压电池包。当电机10端电压等于18V且当前占空比大于33％且小于等于50％时，则判断电池连接部20为40V电池包。在电机10运行过程中，实时检测电机10端电压，并在端电压小于18V时，以预设步距X％增加占空比，以使端电压维持18V。当电机端电压小于等于18V且对应的占空比达到72％时，判断40V电池包欠压，则CPU进行报警提示，或直接对电机10进行停机保护。

实施例二：

在该实施例中，根据电池连接部20的输出电压或电阻确定电池连接部20提供的额定电压，并根据电机10端电压调节控制信号的占空比和进行欠压保护。

具体地，如图6、图9所示，电动工具100主开关打开，5V模块上电，CPU上电，调用控制主程序。CPU获取电池连接部20的输出电压U，根据U确定电池连接部20提供的额定电压，并根据额定电压调用相应的保护子程序(如过温保护子程序、过流保护子程序、欠压保护子程序等)。例如，如图10所示，当调用40V电池包的欠压保护子程序时，CPU根据电机10端电压调节控制信号的占空比，并在占空比等于72％时，判断电池包欠压，CPU报警或对电机10进行停机保护。

同样的，如图6、图11所示，电动工具100主开关打开，5V模块上电，CPU上电，调用控制主程序。CPU获取电池连接部20的电阻R，根据R确定电池连接部20提供的额定电压，并根据额定电压调用相应的保护子程序(如过温保护子程序、过流保护子程序、欠压保护子程序等)。例如，如图10所示，当调用40V电池包的欠压保护子程序时，CPU根据电机10端电压调节控制信号的占空比，并在占空比等于72％时，判断电池包欠压，CPU报警或对电机10进行停机保护。

实施例三：

在该实施例中，如图12所示，CPU根据电机10的转速确定电池连接部20提供的额定电压，并根据电机10的转速调节占空比和进行欠压保护。

具体地，如图5、图12所示，电动工具100主开关打开，5V模块上电，CPU上电，CPU调节MOSFET的占空比从预设的初始安全占空比0开始以预设步距X％(如1％、3％、5％等)逐步增加，直至电机10的转速等于电机10的额定转速，并获取MOSFET的当前占空比。如果当前占空比为100％，则可判定电池连接部20为20V电池包，在电机运行过程中，如果检测到电机10的端电压小于12.5V，即达到20V电池包的欠压电压，则CPU进行报警提示，或直接对电机10进行停机保护。其中，在电机10端电压大于等于12.5V小于等于18V时，维持占空比100％。

如果电机10的转速等于电机的额定转速时，MOSFET的占空比小于100％，则判断电池连接部20为其它电压电池包。当电机10的转速等于额定转速且当前占空比小于等于33％时，则判断电池连接部20为60V电池包。在电机10运行过程中，实时检测电机10的转速，并在转速小于额定转速时，以预设步距X％增加占空比，以使转速维持额定转速。当电机转速小于等于额定转速且对应的占空比达到48％时，判断60V电池包欠压，则CPU进行报警提示，或直接对电机10进行停机保护。

如果电机10的转速等于电机的额定转速时，MOSFET的占空比小于100％，则判断电池连接部20为其它电压电池包。当电机10的转速等于额定转速且当前占空比大于33％且小于等于50％时，则判断电池连接部20为40V电池包。在电机10运行过程中，实时检测电机10的转速，并在转速小于额定转速时，以预设步距X％增加占空比，以使转速维持额定转速。当电机转速小于等于额定转速且对应的占空比达到72％时，判断40V电池包欠压，则CPU进行报警提示，或直接对电机10进行停机保护。

需要说明的是，当电动工具100采用20V电机10，且电池连接部20只包含单个20V电池包时，CPU需以100％占空比控制电机10，此时可检测电机10端电压或电池包电压，以判断电池包是否欠压。换言之，当电机10的额定电压大于电池连接部20的欠压电压时，均需要通过检测电机10端电压或电池连接部20的电压，以判断电池连接部20是否欠压。为此，可优选欠压电压大于等于电机10的额定电压的电池连接部20为电动工具100供电。

实施例四：

在该实施例中，根据电池连接部20的输出电压或电阻确定电池连接部20提供的额定电压，并根据电机10的转速调节控制信号的占空比和进行欠压保护。

具体地，如图6、图9所示，电动工具100主开关打开，5V模块上电，CPU上电，调用控制主程序。CPU获取电池连接部20的输出电压U，根据U确定电池连接部20提供的额定电压，并根据额定电压调用相应的保护子程序(如过温保护子程序、过流保护子程序、欠压保护子程序等)。例如，如图13所示，当调用40V电池包的欠压保护子程序时，CPU根据电机10的转速调节控制信号的占空比，并在占空比等于72％时，判断电池包欠压，CPU报警或对电机10进行停机保护。

同样的，如图6、图11所示，电动工具100主开关打开，5V模块上电，CPU上电，调用控制主程序。CPU获取电池连接部20的电阻R，根据R确定电池连接部20提供的额定电压，并根据额定电压调用相应的保护子程序(如过温保护子程序、过流保护子程序、欠压保护子程序等)。例如，如图13所示，当调用40V电池包的欠压保护子程序时，CPU根据电机10的转速调节控制信号的占空比，并在占空比等于72％时，判断电池包欠压，CPU报警或对电机10进行停机保护。

另外，当电池连接部20包括多个电池组成的电池组时，为便于理解电池连接部20的工作原理，下面参照图14、图15进行描述：

如图14、图15所示，电池组21有两个电池包(第一电池包Pack1、第二电池包Pack2)组成，且每个电池包的额定电压U1、U2均大于等于电机10的额定电压U0。

在图14所示的实施例中，电压调节单元22包括第一开关S2、第二开关S3，其中，S2的一端与电动工具的启停开关S1的一端相连，并形成第一节点a，启停开关S1的另一端与电机10相连；S3的一端与S2的另一端相连，并形成第二节点b，S3的另一端与驱动单元30的输入端相连，并形成第三节点c；Pack1的正极接第一节点a，Pack1的负极接第二节点b，Pack2的正极接第二节点b，Pack2的负极接第三节点c。

当Pack1、Pack2都插上时，S2、S3断开，S1闭合，Pack1、Pack2串联连接，电池连接部20提供的额定电压为U1+U2，大于U0，PWM降压输出。当Pack1被取下时，S2闭合，S3断开，S1闭合，Pack2为工作电池包，电池连接部20提供的额定电压为U2，大于等于U0，若U2大于U0，则PWM降压输出，若U2等于U0，则调节占空比为100％。当Pack2被取下时，S2断开，S3闭合，S1闭合，Pack1为工作电池包，电池连接部20提供的额定电压为U1，大于等于U0，若U1大于U0，则PWM降压输出，若U1等于U0，则调节占空比为100％。

在该实施例中，当两个电池包均***时，两个电池包串联，如果一个电池包先没电，只需将该包取下，电动工具100仍然正常工作，成本低。

在图15所示的实施例中，电压调节单元22包括：第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第三开关S4、第四开关S5、第一选择开关Relay1和第二选择开关Relay2。其中，D1的阴极与电动工具的启停开关S1的一端相连，S1的另一端与电机10相连；D2的阴极分别与D1的阴极和S1的一端相连，D3的阴极与D2的阳极相连，D3的阳极与驱动单元30的输入端相连，并形成第四节点d；S4的一端与D1的阳极相连，S4的另一端分别与D2的阳极和D3的阴极相连，并形成第五节点e；S5的一端与第五节点e相连，S5的另一端与第四节点d相连；Relay1的第一移动端分别与S4的一端和D1的阳极相连，Relay1的第二移动端空接；Relay2的第一移动端与第五节点e相连，Relay2的第二移动端空接；Pack1的正极接Relay1的固定端，Pack1的负极接第五节点e，Pack2的正极接Relay2的固定端，Pack2的负极接第四节点d。

当Pack1、Pack2都插上时，S4、S5断开，S1闭合，如果Relay1的端口1(即固定端)与端口3(即第一移动端)相连，Relay2的端口1(即固定端)与端口3(即第一移动端)相连，则Pack1、Pack2串联连接，电池连接部20提供的额定电压为U1+U2，大于U0，PWM降压输出。当Pack1被取下时，S4闭合，S5断开，S1闭合，Relay1的端口1与端口3相连，Relay2的端口1与端口3相连，Pack2为工作电池包，电池连接部20提供的额定电压为U2，大于等于U0，若U2大于U0，则PWM降压输出，若U2等于U0，则调节占空比为100％。当Pack2被取下时，S4断开，S5闭合，S1闭合，Pack1为工作电池包，电池连接部20提供的额定电压为U1，大于等于U0，若U1大于U0，则PWM降压输出，若U1等于U0，则调节占空比为100％。当Pack1先放电到保护点，则Relay1的端口1切换至与端口2(即第二移动端)相连，断开Pack1，只有Pack2放电，放电回路为：Pack2+→Relay2(1-3)→S1→M→Mosfet→Pack2-。当Pack2先放电到保护点，则Relay2的端口1切换至与端口2(即第二移动端)相连，断开Pack2，只有Pack1放电，放电回路为：Pack1+→Relay1(1-3)→D1→S1→M→Mosfet→D3→Pack1-。

在该实施例中，当两个电池包均***时，可实现两个电池包的串联，且如果一个电池包先没电，则无需人为取下欠压包，使用方便。

综上，本发明实施例的电动工具，在接入大于自身额定电压的不同额定电压的电池包提供电能时，通过控制单元调节控制信号的占空比以使电机的端电压等于电动工具的额定电压或者电机的转速等于电机的额定转速，由此，能够使电动工具适应不同额定电压的电池包，提高了电动工具电压的适配范围，提升了电池包的效率。

基于上述实施例的电动工具，本发明提出了一种电动工具***。

参照图7，该电动工具***，包括：上述实施例的电动工具100和服务器200，其中，服务器200与电动工具100之间进行无线通信。

在该实施例中，电动工具100用于从服务器200中获取对应电动工具100的控制参数，以根据控制参数进行工作，和/或，将电动工具100的工作参数发送至服务器200，以将工作参数存储在服务器200的历史数据库中，以使服务器200根据历史数据库中的工作参数对与电动工具100对应的控制参数数据库进行优化。

需要说明的是，本发明实施例的电动工具***的其它具体实施方式可参见本发明上述实施例的电动工具的具体实施方式。

根据本发明实施例的电动工具***，通过上述实施例的电动工具与服务器进行无线通信，能够使电动工具从服务器中获取对应电动工具的控制参数，以根据控制参数进行工作，和/或，将电动工具的工作参数发送至服务器，以将工作参数存储在服务器的历史数据库中，以使服务器根据历史数据库中的工作参数对与电动工具对应的控制参数数据库进行优化，由此，可有效解决电动工具存储空间有限和控制单元处理速度有限的缺点，有利于提高电动工具的使用效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (18)

1.一种电动工具，其特征在于，包括电池连接部，所述电池连接部用于可拆卸的连接第一电池组和第二电池组，所述第一电池组的额定输出电压大于第二电池组的额定输出电压；

电机，作为动力源；

驱动单元，位于所述电池连接部和所述电机之间，包括功率开关管，用于驱动所述电机运行；

控制单元，用于输出控制信号至所述功率开关管的控制端，并通过调节所述控制信号的占空比使电机的转速等于预设转速，以使所述电机能适应第一电池组或者第二电池组的额定输出电压，所述电机的额定电压位于所述第一电池组的额定输出电压和第二电池组的额定输出电压之间；

所述电动工具还包括转速检测模块，用于获取所述电机的转速，控制单元通过调节所述控制信号的占空比以使所述电机以预设速度稳速运行，所述预设转速小于或等于所述电机的额定转速；

所述电动工具启动，所述控制单元逐步增加所述控制信号的占空比，若所述转速检测模块获取的转速等于第一预设转速，则控制单元控制所述电机以第一预设转速稳速运行，否则所述控制单元控制所述电机以第三预设转速运行稳速运行，所述第一预设转速小于或等于所述电机的额定转速，所述第三预设转速小于或等于第二预设转速，所述第二预设转速为所述电动工具在第二电池组供电时的最大转速。

2.如权利要求1所述的电动工具，其特征在于，所述第一电池组的额定输出电压至少高于电机额定电压的20%，所述第二电池组的额定输出电压不低于电机额定电压的40%。

3.如权利要求2所述的电动工具，其特征在于，所述电动工具还包括第一调速装置和第二调速装置，所述第一调速装置对应第一预设转速，所述第二调速装置对应第三预设转速，所述第一预设转速大于所述第三预设转速，所述第三预设转速小于所述第二预设转速。

4.如权利要求3所述的电动工具，其特征在于，当所述第一调速装置***作，且所述电动工具启动后，所述控制单元逐步增加所述控制信号的占空比，若所述转速检测模块获取的转速等于第一预设转速，则控制单元控制所述电机以所述第一预设转速稳速运行，否则，所述控制单元控制所述电机以所述第二预设转速稳速运行。

5.如权利要求3所述的电动工具，其特征在于，所述第二调速装置***作，且所述电动工具启动后，所述控制单元逐步增加所述控制信号的占空比，直至所述转速检测模块获取的转速等于第三预设转速时，控制单元控制所述电机维持所述第三预设转速运行。

6.如权利要求1所述的电动工具，其特征在于，所述电动工具还包括电动工具壳体，所述电池连接部设置于所述电动工具壳体上，所述第二电池组包括第一电池包和第二电池包，所述第一电池包和第二电池包串联组成，为所述电动工具提供电能。

7.如权利要求1所述的电动工具，其特征在于，所述电池连接部包括第一电源接口和第二电源接口，所述第一电源接口用于电连接适配器，所述适配器可拆卸的连接于电动工具的壳体上，所述适配器上设置有多个电池包连接座，多个电池包串联或并联连接形成第一电池组，适配器上设置有电压输出端口电连接电动工具的电源输入端口，为电动工具提供电能。

8.如权利要求7所述的电动工具，其特征在于，所述适配器可拆卸的安装于背负组件的壳体内，所述背负组件通过连接组件连接电动工具，为电动工具提供电能。

9.如权利要求7或8所述的电动工具，其特征在于，所述适配器上设置有四个电池包连接座，四个电池包连接座串联后的输出电压大于电机的额定电压。

10.如权利要求8所述的电动工具，其特征在于，所述连接组件包括电缆。

11.如权利要求1所述的电动工具，其特征在于，所述电动工具还包括电压检测模块，用于检测所述电机的端电压，所述控制单元通过调节所述控制信号的占空比以使所述电机的端电压小于或等于所述电动工具的额定电压。

12.如权利要求11所述的电动工具，其特征在于，所述第一电池组包括第一电池包和第二电池包，所述电动工具还包括第一开关和第二开关，所述第一开关的一端与所述电动工具的启停开关的一端相连，并形成第一节点，其中，所述启停开关的另一端与所述电机相连；所述第二开关的一端与所述第一开关的另一端相连，并形成第二节点，所述第二开关的另一端与所述驱动单元的输入端相连，并形成第三节点；其中，所述第一电池包的正极接所述第一节点，所述第一电池包的负极接所述第二节点，所述第二电池包的正极接所述第二节点，所述第二电池包的负极接所述第三节点，且所述第一电池包未接入时，所述第一开关处于闭合状态，所述第一电池包接入时，所述第一开关处于断开状态，所述第二电池包未接入时，所述第二开关处于闭合状态，所述第二电池包接入时，所述第二开关处于断开状态。

13.如权利要求11所述的电动工具，其特征在于，所述第一电池组包括第一电池包和第二电池包，所述电动工具还包括：

第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述电动工具的启停开关的一端相连，其中，所述启停开关的另一端与所述电机相连；

第二二极管，所述第二二极管的阴极分别与所述第一二极管的阴极和所述启停开关的一端相连；

第三二极管，所述第三二极管的阴极与所述第二二极管的阳极相连，所述第三二极管的阳极与所述驱动单元的输入端相连，并形成第四节点；

第三开关，所述第三开关的一端与所述第一二极管的阳极相连，所述第三开关的另一端分别与所述第二二极管的阳极和所述第三二极管的阴极相连，并形成第五节点；

第四开关，所述第四开关的一端与所述第五节点相连，所述第四开关的另一端与所述第四节点相连；

第一选择开关，所述第一选择开关的第一移动端分别与所述第三开关的一端和所述第一二极管的阳极相连，所述第一选择开关的第二移动端空接；

第二选择开关，所述第二选择开关的第一移动端与所述第五节点相连，所述第二选择开关的第二移动端空接；

其中，所述第一电池包的正极接所述第一选择开关的固定端，所述第一电池包的负极接所述第五节点，所述第二电池包的正极接所述第二选择开关的固定端，所述第二电池包的负极接所述第四节点，且所述第一电池包未接入时，所述第三开关处于闭合状态，所述第一电池包接入时，所述第三开关处于断开状态，所述第二电池包未接入时，所述第四开关处于闭合状态，所述第二电池包接入时，所述第四开关处于断开状态。

14.如权利要求11所述的电动工具，其特征在于，还包括：

存储模块，所述存储模块中预存有工况数据库，其中，所述工况数据库包括所述电动工具在多种工况下的负载与占空比的对应关系；

其中，所述控制单元还根据所述负载大小对所述控制信号的占空比进行调节，使得所述电机的端电压等于所述电动工具的额定电压。

15.如权利要求11所述的电动工具，其特征在于，还包括：

无线通信模块，所述控制单元通过所述无线通信模块与服务器进行通信，以从所述服务器中获取对应所述电动工具的控制参数，以根据所述控制参数进行工作，和/或，将所述电动工具的工作参数发送至所述服务器，以将所述工作参数存储在所述服务器的历史数据库中，以使所述服务器根据所述历史数据库中的工作参数对与所述电动工具对应的控制参数数据库进行优化。

16.如权利要求1所述的电动工具，其特征在于，所述功率开关管的开关频率的取值范围为4～20Khz。

17.如权利要求1所述的电动工具，其特征在于，所述电机采用有刷电机、无刷电机、开关磁阻电机或高频交流感应电机中一种。

18.一种电动工具控制方法，所述电动工具包括电池连接部和电机，所述电池连接部用于可拆卸的连接第一电池组和第二电池组，所述第一电池组的额定输出电压大于第二电池组的额定输出电压，所述电机的额定电压低于所述第一电池组和第二电池组的额定输出电压中的至少一个，其特征在于，所述方法包括：

步骤S1，电动工具启动后，逐步增加控制信号的占空比；

步骤S2，判断电机的转速是否等于第一预设转速，其中，所述第一预设转速小于或等于所述电机的额定转速，若是，则执行步骤S3，否则执行步骤S4；

步骤S3，控制电机维持第一预设转速运行；

步骤S4，判断占空比是否等于预设占空比，若是，则执行步骤S5，否则，执行步骤S1；

步骤S5，控制电机维持第四预设转速运行，其中，所述第四预设转速小于或等于所述第二电池组的额定输出电压在预设占空比时对应的转速。

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