专利名称：可编程储能控制模块及系统的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种储能控制模块及系统，特别是有关于一种可编程储能 控制模块及系统。
背景技术：
便携式电子产品几乎已成为现今甚至未来人类生活不可欠缺的工具，但 面对各种不同系统产品，例如手机、数码相机、手提电脑等等，所使用的电 池规格(例如输出电压、输出电流、电能容量等等)不同，使得不同的系统产品 会需要使用到不同的充电装置，而造成在充电上的不便及困扰。例如美国专
利第7288918号提供一种无线充电装置，其电池充电电路并不具备可编程 (programmable)功能，无法依不同使用规格的储能元件更改其充电输出规格， 在应用上无法针对各种使用规格的储能元件直接使用。美国公开申请案第 20030231001号提供一种无线充电装置是在电源端利用太阳能电池及燃料电 池作为电源端的电源供应，再利用无线传能模块对便携式装置的储能元件进 行充电动作。所述无线充电装置亦无法更改其无线传能模块的能量输出规格， 以满足不同储能元件的使用规格。
发明内容
本发明提供一种可编程储能控制模块，可针对不同规格的储能元件，以 非接触式或接触式方式设定不同的能量传输条件，以适合于提供能量予不同 规格的储能元件。
本发明提供一种可编程储能控制模块，可以非接触式或接触式方式接收能量。 本发明另提供一种储能系统，结合储能元件与可编程储能控制模块，其中所述可编程储能控制模块可针对所述储能元件预先设定适合的能量传输条
件，再结合所述储能元件。
本发明提供的一种储能系统，可以非接触式或接触式方式接收能量。 据上述，本发明提供的一种可编程储能控制模块包括储能输出单元及额
定电压选择单元，其中所述储能输出单元提供输出能量予储能元件，及所述
额定电压选择单元根据所述储能元件的额定电压，以控制所述储能输出单元
的前述输出能量。
在一方面，本发明可以非接触式或接触式方式传送所述储能元件额定电压 相关数据予前述可编程储能控制模块的所述额定电压选择单元。
在另一方面，本发明前述可编程储能控制模块还包含能量接收模块，可 以非接触式或接触式方式接收能量。
据上述，本发明提供的一种储能系统包括储能元件及可编程储能控制模 块，其中所述可编程储能控制模块包含储能输出单元及额定电压选择单元。 所述储能输出单元提供输出能量予所述储能元件，及所述额定电压选择单元 根据所述储能元件的额定电压，以控制所述储能输出单元的前述输出能量。
在一方面，本发明前述储能系统的所述可编程储能控制模块已针对所述储 能元件以非接触式或接触式方式预先设定其能量传输条件。
在另一方面，本发明前述储能系统可以非接触式或接触式方式接收能量。
本发明亦提供一种能量发射系统，包括能量发射模块及电压选择控制模 块，其中所述能量发射模块，以无线方式发射能量予能量接收端，及所述电 压选择控制模块，依所述能量接收端控制所述能量发射模块的能量发射条件。
在一方面，本发明所述能量发射系统可为射频识别读取系统(Radio Frequency Identification Reader, RFID Reader)。
在另一方面，本发明所述能量发射系统的所述能量发射模块可为天线模 块，及所述电压选择控制模块可包含数据输入接口 。
本发明亦提供一种可编程储能控制系统，其包括能量发射系统、能量接收系统及储能输出单元。所述能量发射系统包含无线能量发射模块及电压选 择控制模块，其中所述电压选择控制模块传送储能元件额定电压相关数据予 所述无线能量发射模块，并由所述无线能量发射模块结合能量信号与所述额 定电压相关数据发送出去。所述能量接收系统包含能量接收模块及额定电压 选择单元，其中所述能量接收模块包含光电转化模块及无线能量接收模块，
所述光电转化模块将环境光转换成电能，所述能量接收模块接收前述能量信 号及所述额定电压相关数据，并将所述额定电压相关数据传送至所述额定电 压选择单元，以使所述额定电压选择单元据以传送出控制信号。所述储能输 出单元接收来自所述能量接收模块的能量信号及所述额定电压选择单元的所 述控制信号，并依所述控制信号决定其能量输出条件，据以传送能量予所述 储能元件。
在一方面，本发明前述可编程储能控制系统的所述光电转化模块亦可以 压电转换模块代替，而所述压电转换模块将形变动能转换成电能。
图l是本发明储能系统功能方块图；及
图2是本发明可编程储能控制系统结合储能元件的功能方块图。 图3是本发明可编程储能控制系统的具体实施例功能方块图。 附图标号
储能系统
2、 3-—可编程储能控制系统 10、 32---可编程储能控制模块 12--储能元件 20、 30—-能量发射系统
22、 34--储能元件 101、 322--能量接收模块
102、 324--储能输出单元103、 326--额定电压选择单元
201、 302—--能量发射模块
202、 304--电压选择控制模块3021--电源供应单元
3022- -第一电源转换器
3023- -第一调制/解调制单元
3024- —第一 NFC收发器
3041- —使用者接口
3042- --第一数据暂存器
3043- —第一 NFC控制器 3220--太阳能电池模块 3222-…无线能量接收模块 3222a——第二NFC收发器 3222b——第二调制/解调制单元 3222c--第二电源转换器
3241- -输入选择器
3242- —电源输出电路
3243- -输出控制器
3261— —第二NFC控制器
3262- -第二数据暂存器
具体实施例方式
本发明提供一种可编程储能控制模块，用以提供能量予储能元件。本发 明可依不同储能元件的不同规格，以非接触式或接触式方式更改所述可编程 储能控制模块的能量传输条件设定。换言之，本发明可编程储能控制模块在 应用上可配合各种不同储能元件规格修改其能量传输条件，以使其输出能量 规格满足不同储能元件的使用规格。本发明前述可编程储能控制模块可结合储能元件，以构成储能系统，并 且本发明前述可编程储能控制模块可依欲结合的所述储能元件规格，预先设 定其能量传输条件，以使所述可编程储能控制模块的传输能量满足^f述储能 元件的使用规格。
本发明提供的一种可编程储能控制模块及储能系统，将通过以下具体实 施例配合所附图式予以详细说明。
图1是显示本发明可编程储能控制模块10的功能方块图及本发明储能系
统1的功能方块图。本发明可编程储能控制模块io包括能量接收t莫块101、
储能输出单元102及额定电压选择单元103。所述能量接收模块101负责提供 直流能量给所述储能输出单元102，所述能量接收模块101可以非接触式方式 例如电磁感应或光电转换方式获得能量，亦可以接触式方式例如所述能量接 收模块101的实施方式，可以是压电转换元件，以将形变动能转化成电能， 或者是电气接点，直接插接至电源供应端以获得能量。所述能量接收模块IOI 以非接触方式获得能量时其实施方式可以是天线模块或太阳能电池禾莫块(solar cdlmodule)。所述储能输出单元102负责对储能单元例如储能元件12进行能 量输出。所述额定电压选择单元103送出控制信号至所述储能输出单元102， 以控制所述储能输出单元102输出给所述储能元件12的能量大小。具体而言， 所述额定电压选择单元103依所述储能元件12的规格要求(例如iU出电压值、 输出电流值、电能容量)，送出控制信号予所述储能输出单元102，以设定所 述储能输出单元102的能量输出条件，例如设定能量输出方式为定电流输出 或定电压输出以及输出能量值等等。所述额定电压选择单元103可以非接触 式方式或接触式方式接收所述储能元件12额定电压相关数据，再依所接收到 的前述额定电压相关数据以送出所述控制信号予所述储能输出单元102。所述 储能输出单元102具有自动检测与切换能量输出模式等功能，其可自动检测 所述储能元件12目前的能量储存状态，例如目前的充电状态，以判断是否要 切换能量输出模式，例如从定电流输出模式切换成定电压输出模式。如此一来，所述储能输出单元102可以对所述储能元件12进行高效能储能并避免所 述储能元件12因不适当的电压或电流输入造成损坏。
本发明所述可编程储能控制模块10可配合不同规格的储能单元而设定满 足所欲结合的储能单元使用规格的能量输出条件，以使本发明所述可编程储 能控制模块10可应用至现今各种类的便携式电子产品。
再次参考图1，本发明所述可编程储能控制模块10结合所述储能元件12 即构成本发明所述储能系统1。所述储能元件12—般可以是充电电池。所述 可编程储能控制模块10内部的所述储能输出单元102可预先设定满足所述储 能元件12规格要求的能量输出条件，再与所述储能元件12整合成所述储能系统1。
图2是显示本发明提供的一种可编程储能控制系统2的功能方块图，其 是用以提供能量予储能元件22。所述可编程储能控制系统2包括图l所示的 所述可编程储能控制模块10及能量发射系统20。所述能量发射系统20包含 能量发射模块201及电压选择控制模块202。所述能量发射系统20可以非接 触式方式例如无线传输方式传送能量/数据予所述可编程储能控制模块10。具 体而言，所述能量发射模块201可以非接触式方式发射能量予所述可编程储 能控制模块10的所述能量接收模块101，例如所述能量发射模块201及所述 能量接收模块101可以天线模块来实现能量的传输/接收。所述电压选择控制 模块202可以具有数据输入接口，例如使用者接口，以供使用者以触控或按 键方式输入所述储能元件22规格数据，以使所述电压选择控制模块202可据 以传送所述储能元件22的额定电压相关数据予所述额定电压选择单元103， 以设定所述储能输出单元102的能量传输条件。所述电压选择控制模块202 可以非接触式方式传送所述储能元件22的额定电压相关数据予所述额定电压 选择单元103。所述能量发射系统20可以射频识别读取系统(Radio Frequency Identification Reader, RFIDReader)来实施，亦即所述能量发射模块201及所述 电压选择控制模块202可以整合于射频识别读取系统中。
图2是举例说明本发明所述可编程储能控制系统2可以采用无线传输方式传送能量/数据，但本发明所述可编程储能控制系统2的传送能量/数据方式
并不受限于此。换言之，本发明可编程储能控制系统2的传送能量/数据方式 亦可以采用接触式，亦即所述能量发射模块201与所述能量接收纟莫:决101可 以电气接触方式例如电气插接方式进行能量传递。所述能量发射模块201可 以是电源供应端，而所述能量接收模块101可以是电气接点例如金属接点。 所述电压选择控制模块202与所述额定电压选择单元103也可以采用电气接 触方式传送数据。另外，本发明所述能量接收模块101可以是压电转换元件 而将形变动能转化成电能，或是光电转化元件例如太阳能电池模块，而直接 接收周围环境光转换成电能。在此情况下，本发明所述可编程储能控制系统2 即无需前述能量发射模块201，而所述电压选择控制模块202则可以电气接触 方式传送数据。
以下以RFID Reader系统实现所述能量发射系统20来说明本发明所述可 编程储能控制系统2的能量/数据传送方式。所述可编程储能控制系统2先结 合至所属储能元件22，之后使用者以触控或按键方式输入所述储能元件22使 用规格相关数据至所述电压选择控制模块202，再经由所述电压选择控制模块 202发送出所述储能元件22的额定电压相关数据予所述额定电压选择单元 103，再由所述额定电压选择单元103据以送出控制信号予所述储能输出单元 102，以设定所述储能输出单元102的能量输出条件。所述电压选择控制模块 202同时送出信号驱动所述能量发射模块201发射能量。所述能量接收模块 101接收能量后储存于所述储能输出单元102，直至所述能量输出单元102储 存的能量足以提供给所述储能元件22，以满足其使用规格。接着，所述储能 输出单元102依设定的能量输出条件输出能量予所述储能元件22。所述储能 输出单元102会自动检测所述储能元件22的能量储存状态，以判断是否要切 换能量输出模式，若是，则所述储能输出单元102即会自动切换能量输出模式。
本发明所述可编程储能控制系统2可搭配各种不同使用规格的储能元件 使用，并且可视需要更改所述储能输出单元102的能量输出条件设定，以满足所述储能元件22的使用规格。
图3是本发明可编程储能控制系统3的具体实施例功能方块图，其结合 至储能元件34，例如是电子产品的电源储能元件。所述可编程储能控制系统 3包括能量发射系统30及可编程储能控制模块32。所述能量发射系统30包 括能量发射模块302及电压选择控制模块304。所述能量发射模块302包含电 源供应单元3021、第一电源转换器3022、第一调制/解调制单元3023及第一 NFC(Near Field Communication,近场通信)收发器3024，其中所述电源供应单 元3021可以是内建的燃料电池、太阳能电池或外接交流电源供应。所述电压 选择控制模块304包含使用者接口 3041、第一数据暂存器3042及第一 NFC 控制器3043。所述可编程储能控制模块32包括能量接收模块322、储能输出 单元324及额定电压选择单元326。所述能量接收模块322包含太阳能电池模 块3220及无线能量接收模块3222，其中所述无线能量接收模块3222具有第 二 NFC收发器3222a、第二调制/解调制单元3222b及第二电源转换器3222c。 所述太阳能电池模块3220亦可以其它光电转化模块代替，或者以其它压电转 换模块代替。所述储能输出单元324包含输入选择器3241 、电源输出电路3242 及输出控制器3243。所述额定电压选择单元326包含第二 NFC控制器3261 及第二数据暂存器3262。以下就本发明所述可编程储能控制系统3提供能量 予所述储能元件34的运作方式予以详细说明。
首先，使用者可以触控或按键方式将所述储能元件34的规格数据经由所 述使用者接口 3041输入所述电压选择控制模块304并且储存于所述第一数据 暂存器3042。所述第一 NFC控制器3043即从所述第一数据暂存器3042存取 前述储能元件34的规格数据并传送至所述能量发射模块302的所述第一调制 /解调制单元3023。所述第一调制/解调制单元3023则将所述储能元件34的规 格数据转换成其额定电压相关数据。所述能量发射模块302的所述电源供应 单元3021将直流或交流电流，或者直流或交流电压提供给所述第一电源转换 器3022，以转换成符合所述第一NFC收发器3024发射规格的能量信号，并传送至所述第一调制/解调制单元3023。所述第一调制/解调制单元3023结合 所述能量信号及前述储能元件34的额定电压相关数据并传送至所述第一 NFC 收发器3024,再经由所述第一NFC收发器3024发送出去。所述可编程储能 控制模块32的所述能量接收模块322的所述第二 NFC收发器3222a接收所述 能量信号及前述储能元件34的额定电压相关数据，并传送至所述第二调制/ 解调制单元3222b。所述第二调制/解调制单元3222b则将接收到的前述储能 元件34额定电压相关数据传送至所述额定电压选择单元326的所述第二 NFC 控制器3261，并且将接收到的能量信号传送至所述第二电源转换器3222c。 所述第二电源转换器3222c则将所述能量信号转换成符合所述储能输出单元 324的操作规格的电能信号。所述第二 NFC控制器3261将接收到的前述储能 元件34的额定电压相关数据储存于所述第二数据暂存器3262，所述第二数据 暂存器3262则根据前述储能元件34的额定电压相关数据送出控制信号至所 述储能输出单元324。
所述能量接收模块322内建的太阳能电池模块3220接收环境光源并转换 成电能，太阳能电池模块3220内建电源转换器(未示出)将所述太阳电池模块 3220储存的电能转换成符合所述储能输出单元324操作规格的电能信号。所 述储能输出单元324的所述输入选择器3241接收来自所述太阳能电池模块 3220的电能信号及所述无线能量接收模块3222的所述第二电源转换器3222c 传送的电能信号，并选择是由所述太阳能电池模块3220或所述无线能量接收 模块3222提供电能给所述储能输出单元324。所述输入选择器324是通过判 断所述太阳能电池模块3220及所述无线能量接收模块3222哪一个储存的电 能足够提供给所述储能元件22，以满足其使用规格，而据以选择由所述太阳 能电池模块3220或所述无线能量接收模块3222提供电能予所述储能输出单 元324。所述能量接收模块322所提供的电能会经由所述输入选择器3241传 送至所述电源输出电路3242。另一方面，所述额定电压选择单元326的所述 第二数据暂存器3262所传送的所述控制信号由所述储能输出单元324的所述输出控制器3243接收，并送至所述电源输出电路3242。所述电源输出电路 3242则根据所述控制信号决定其能量输出条件，并依所述能量输出条件传送 电能予所述储能元件34。所述储能元件34会传送回馈信号予所述储能输出单 元324的所述输出控制器3243，再传送至所述电源输出电路3242，所述回馈 信号与所述储能元件34目前的储能状态有关，以使所述电源转输出电路3242 判断是否要切换能量输出模式，例如是否从定电压输出方式改为定电流输出 方式。所述输出控制器3243同时将所述回馈信号传送至所述额定电压选择单 元326，再经由所述无线能量接收模块3222发送给所述能量发射模块302， 再传送至所述电压选择控制模块304，并经由所述使用者接口 3041显示出所 述储能元件34目前的储能状态。本发明提供的前述可编程储能控制模块可结 合至各种不同使用规格的储能装置，再依所述储能装置的使用规格重新设定 所述可编程储能控制模块的能量传输条件，以对所述储能装置进行适当的储 能动作。本发明提供的前述可编程储能控制模块可增加现今便携式电子产品 的使用方便性。
以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并非用以限定本发明的权利要 求书；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应 包含在权利要求书内。
权利要求
1.一种可编程储能控制模块，其特征在于，所述可编程储能控制模块包括储能输出单元，提供输出能量予储能元件；及额定电压选择单元，根据所述储能元件的额定电压，以控制所述储能输出单元的前述输出能量。
2. 如权利要求1所述的可编程储能控制模块，其特征在于，所述可编程储 能控制模块还包含能量接收模块，用以提供电能予所述储能输出单元。
3. 如权利要求2所述的可编程储能控制模块，其特征在于，所述可编程储 能控制模块还包含能量发射模块，用以提供能量予所述能量接收模块。
4. 如权利要求1所述的可编程储能控制模块，其特征在于，所述可编程储 能控制模块还包含电压选择控制模块，传送所述储能元件的额定电压相关数 据予所述额定电压选择单元，以使所述额定电压选择单元据以控制所述储能 输出单元的前述输出能量。
5. 如权利要求2所述的可编程储能控制模块，其特征在于，所述可编程储 能控制模块还包含电压选择控制模块，传送所述储能元件的额定电压相关数 据予所述额定电压选择单元，以使所述额定电压选择单元据以控制所述储能 输出单元的前述输出能量。
6. 如权利要求3所述的可编程储能控制模块，其特征在于，所述可编程储 能控制模块还包含电压选择控制模块，传送所述储能元件的额定电压相关数 据予所述额定电压选择单元，以使所述额定电压选择单元据以控制所述储能 输出单元的前述输出能量。
7. 如权利要求2所述的可编程储能控制模块，其特征在于，所述能量接收 模块是以非接触式或接触式接收能量。
8. 如权利要求7所述的可编程储能控制模块，其特征在于，所述能量接收 模块包含天线模块、光电转化元件、压电转换元件或电气接点。
9. 如权利要求3所述的可编程储能控制模块，其特征在于，所述能量发射 模块是以非接触式或接触式发射能量。
10. 如权利要求9所述的可编程储能控制模块，其特征在于，所述能量发 射模块包含射频识别读取系统或天线模块。
11. 如权利要求4所述的可编程储能控制模±央，其特征在于，所述电压选择控制模块是以接触式或非接触式传送所述储能元件的额定电压相关数据。
12. 如权利要求6所述的可编程储能控制模块，其特征在于，所述能量发 射模块及所述电压选择控制模块整合于射频识别读取系统。
13. —种储能系统，其特征在于，所述储能系统包括 储能元件；及可编程储能控制模块，包含储能输出单元及额定电压选择单元，其中所 述储能输出单元提供输出能量予所述储能元件，及所述额定电压选择单元根 据所述储能元件的额定电压，以控制所述储能输出单元的前述输出能量。
14. 如权利要求13所述的储能系统，其特征在于，所述可编程储能控制模 块还包含能量接收模块，用以提供电能予所述储能输出单元。
15. 如权利要求14所述的储能系统，其特征在于，所述可编程储能控制模 块还包含能量发射模块，用以提供能量予所述能量接收模块。
16. 如权利要求13所述的储能系统，其特征在于，所述可编程储能控制模 块还包含电压选择控制模块，传送所述储能元件的额定电压相关数据予所述 额定电压选择单元，以使所述额定电压选择单元据以控制所述储能输出单元 的前述输出能量。
17. 如权利要求14所述的储能系统，其特征在于，所述可编程储能控制模 块还包含电压选择控制模块，传送所述储能元件的额定电压相关数据予所述 额定电压选择单元，以使所述额定电压选择单元据以控制所述储能输出单元 的前述输出能量。
18. 如权利要求15所述的储能系统，其特征在于，所述可编程储能控制模块还包含电压选择控制模块，传送所述储能元件的额定电压相关数据予所述 额定电压选择单元，以使所述额定电压选择单元据以控制所述储能输出单元 的前述输出能量。
19. 如权利要求14所述的储能系统，其特征在于，所述能量接收模块是以 非接触式或接触式接收能量。
20. 如权利要求19所述的储能系统，其特征在于，所述能量接收模块包含 天线模块、光电转化元件、压电转换元件或电气接点。
21. 如权利要求15所述的储能系统，其特征在于，所述能量发射模块是以 非接触式或接触式发射能量。
22. 如权利要求21所述的储能系统，其特征在于，所述能量发射模块包含 射频识别读取系统或天线模块。
23. 如权利要求16所述的储能系统，其特征在于，所述电压选择控制模块 是以接触式或非接触式传送所述储能元件的额定电压相关数据。
24. 如权利要求18所述的储能系统，其特征在于，所述能量发射模块及所 述电压选择控制模块整合于射频识别读取系统。
25. 如权利要求13所述的储能系统，其特征在于，所述储能元件为充电电池。
26. —种能量发射系统，其特征在于，所述能量发射系统包括-能量发射模块，以无线方式发射能量予能量接收端；及 电压选择控制模块，依所述能量接收端控制所述能量发射模块的能量发射条件。
27. 如权利要求26所述的能量发射系统，其特征在于，所述能量发射系统 为射频识别读取系统。
28. 如权利要求26所述的能量发射系统，其特征在于，所述能量发射模块 为天线模块。
29. 如权利要求26所述的能量发射系统，其特征在于，所述电压选择控制 模块包含数据输入接口。
30. —种可编程储能控制系统，其特征在于，所述可编程储能控制系统包括能量发射系统，包含无线能量发射模块及电压选择控制模块，其中所述 电压选择控制模块传送储能元件额定电压相关数据予所述无线能量发射模 ±央，并由所述无线能量发射模块结合能量信号与所述额定电压相关数据发送出去;能量接收系统，包含能量接收模块及额定电压选择单元，其中所述能量 接收模块包含光电转化模块、压电转化元件及无线能量接收模块，所述光电 转化模块及压电转换元件分别将环境光与形变动能换成电能，所述能量接收 模块接收前述能量信号及所述额定电压相关数据，并将所述额定电压相关数 据传送至所述额定电压选择单元，以使所述额定电压选择单元据以传送出控 制信号；及储能输出单元，接收来自所述能量接收模块的能量信号及所述额定电压 选择单元的所述控制信号，并依所述控制信号决定其能量输出条件，据以传 送能量予所述储能元件。
31. 如权利要求30所述的可编程储能控制系统，其特征在于，所述能量发 射系统包含供应电源单元，是为下列任一者燃料电池、太阳能电池、压电 转换模块或交流电源端。
32. 如权利要求30所述的可编程储能控制系统，其特征在于，所述电压选 择控制模块包含使用者接口，以接收所述储能元件的规格数据，并由所述电 压选择控制模块转换成所述额定电压相关数据。
33. 如权利要求30所述的可编程储能控制系统，其特征在于，所述储能输 出单元依所述光电转化模块、压电转换模块及所述无线能量接收模块的储能 状态，以选择所接收能量信号来源。
全文摘要
本发明提供一种可编程储能控制模块及系统。一种可编程储能控制模块包括可提供输出能量予储能元件的储能输出单元。额定电压选择单元，根据所述储能元件的额定电压，以控制所述储能输出单元的前述输出能量。可根据不同储能元件规格设定不同的能量传输条件，以对不同规格的储能元件进行储能动作。所述可编程储能控制模块可以非接触式或接触式方式进行能量传输条件设定。此外，所述可编程储能控制模块可预先以非接触式或接触式方式进行能量传输条件设定，再结合至储能元件成为储能系统。
文档编号H01M10/44GK101527372SQ20081008269
公开日2009年9月9日 申请日期2008年3月6日 优先权日2008年3月6日
发明者侯维新, 贡振邦 申请人:财团法人工业技术研究院