具有多个正极端子的载具用电池的制作方法

本实用新型涉及一种载具用电池，特别是一种具有多个正极端子的载具用电池。

背景技术：

汽车用电池，一般以铅酸电池为主，长久以来都是汽车与摩托车等车辆的启动电池的标准配备。但由于铅酸电池的材料具高度污染性，及环境保护的原因，目前业界趋向利用供电特性较佳及环保的其他电池来替代铅酸电池。譬如，锂离子电池为目前实用上有效替代铅酸电池的技术方案。

汽车用启动电池，供电至汽车内启动马达使用以启动引擎运转。当引擎运转时，引擎带动汽车内发电机运转而产生电力，此电力经整流后成为汽车内电源以供启动电池充电及汽车内电子或电机设备使用。在引擎不运转时，启动电池则供电给汽车内的电子或电机设备。

启动电池在启动汽车时必需具备足够的电量以提供各汽车所规定的启动电流(一般在140～250A)至汽车内启动马达使用以启动引擎运转。倘若驾驶员于引擎熄火后，忘了关车灯或其他电子设备，结果会导致启动电池电量耗尽或电量低至不足以产生足够的启动电流。当要开车时才发现启动电池已电力不足，产生汽车不能发动的状况。

由此可见，现有技术的汽车用电池，仍有待改进以避免上述状况的发生。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种具有多个正极端子的载具用电池，所述载具用电池可选择性地控制所述正极端子中至少一个不提供电力。据此载具用电池的电路架构，所述载具用电池可实现各种应用，例如可将所述载具用电池实现为于所述电池芯组在放电或外部电源有异常时，并且经过时间门坎值之后，停止对载具的电子设备供电，从而避免所述电池芯组电量耗失。

为达至少上述目的，本实用新型提出一种具有多个正极端子的载具用电池，包括：电池芯组、第一正极端子、负极端子、至少一个第二正极端子、开关单元、检测单元及控制单元。所述第一正极端子，电连接所述电池芯组的正极。所述负极端子，电连接所述电池芯组的负极。所述开关单元，耦接于所述第一正极端子及所述至少一个第二正极端子之间，用以使所述第一正极端子及所述至少一个第二正极端子之间选择性地导通。所述检测单元，耦接于所述第二正极端子中至少一个，用以输出检测信号。所述控制单元，耦接于所述开关单元及所述检测单元，用以控制所述开关单元以使所述第一正极端子及所述至少一个第二正极端子之间选择性地成为通路或断路。

于本实用新型的实施例中，控制单元用于依据触发信号或检测信号而控制开关单元以使第一正极端子及第二正极端子之间选择性地成为断路。

于本实用新型的一些实施例中，控制单元用于依据触发信号或检测信号而开始计时，当控制单元计时至时间门坎值时，控制单元控制开关单元以使第一正极端子及第二正极端子之间成为断路。

于本实用新型的实施例中，当控制单元依据检测信号判断电池芯组在放电或第二正极端子所耦接的电源有异常时，并且经过时间门坎值之后，控制单元控制开关单元以使第一正极端子及第二正极端子之间成为断路。

于本实用新型的实施例中，当控制单元依据检测信号判断电池芯组在充电或第二正极端子所耦接的电源正常时，控制单元控制开关单元以使第一正极端子及第二正极端子之间导通。

于本实用新型的实施例中，当控制单元依据检测信号判断电池芯组在放电或第二正极端子所耦接的电源有异常，且未达时间门坎值时，控制单元通过检测单元而判断电池芯组的电压是否低于一个电压门坎值，当控制单元判断电池芯组的电压低于电压门坎值，控制单元控制开关单元以使第一正极端子及第二正极端子之间成为断路。

于本实用新型的实施例中，开关单元包含至少一个晶体管开关组件。

于本实用新型的实施例中，开关单元包含继电器。

于本实用新型的实施例中，检测单元包含电流检测单元及电压检测单元中至少一种电路。

于本实用新型的一些实施例中，控制单元包含微处理器、微控制器、单芯片、逻辑电路、继电器中的一个。

于本实用新型的实施例中，电池芯组包含多个铅酸电池。

于本实用新型的实施例中，电池芯组包含多个锂离子电池。

于本实用新型的一些实施例中，载具用电池还包括壳体，第一正极端子、负极端子及至少一个第二正极端子外露于壳体，开关单元、检测单元及控制单元设置于壳体内。

如上述实施例所示的载具用电池具有多个正极端子，载具用电池可选择性地控制正极端子中至少一个不提供电力。据此载具用电池的电路架构，载具用电池可实现各种应用。如于一些实施例中，第一正极端子可用于电连接至载具的启动马达，第一正极端子可用于电连接载具的电源和负载，借由载具用电池内部电路的检测与控制，于电池芯组在放电或外部电源有异常时，并且经过时间门坎值之后，停止对载具的负载(如电子设备)供电，从而避免电池芯组电量耗尽或电量低至不足以产生足够的启动电流，使载具不能发动的状况。即在不必改动载具原有电子设备的前提下，只要于载具上安装依据本实用新型的载具用电池，即能具备上述技术效果，故能提高驾驶人员的安全性及便利性。

附图说明

图1为依据本实用新型的具有多个正极端子的载具用电池的实施例的方框示意图。

图2为载具用电池的实施例使用于载具中的方框示意图。

图3为依据本实用新型的载具用电池的实施例的俯视示意图。

符号说明：

10 载具用电池

11 壳体

20 启动马达

30 电源

40 负载

100 电池芯组

110 开关单元

120 检测单元

130 控制单元

P1 第一正极端子

P2 第二正极端子

N 负极端子

具体实施方式

为充分了解本实用新型的目的、特征及功效，兹借由下述具体的实施例，并配合附图，对本实用新型做详细说明，说明如后：

图1为依据本实用新型的具有多个正极端子的载具用电池的实施例的方框示意图。图2为载具用电池的实施例使用于载具中的方框示意图。如图1所示，具有多个正极端子的载具用电池10(或简称载具用电池10)包括：电池芯组100、第一正极端子P1、负极端子N、至少一个第二正极端子P2、开关单元110、检测单元120及控制单元130。

举例而言，电池芯组100包含多个可充电式电池，可充电式电池可以为锂离子电池、铅酸电池或其他电池(如镍镉、镍氢或镍锌电池等)，其中锂离子电池如锂钴电池、锂镍钴电池、锂镍电池、锂锰电池、磷酸锂铁电池、锂三元电池中的一种电池。此外，电池芯组100也可包含串联、并联或串并联的可充电式电池。但本实用新型并不受此例子限制。

第一正极端子P1，电连接电池芯组100的正极。如图2所示，第一正极端子P1可用以耦接至载具的启动马达20。负极端子N，电连接电池芯组100的负极，其可用以耦接至载具的接收线。如图2所示，第二正极端子P2可用以耦接至载具的电源30及负载40中至少一个；此外，也可设置两个第二正极端子P2以分别耦接至载具的电源30及负载40。举例而言，电源30可以是载具(如汽车内发电机经整流后或其他方式)所产生的电源或其他辅助电源。当载具内部产生电力时，譬如汽车引擎运转而带动汽车内发电机运转而产生电力时，此电力经整流后成为汽车内电源以供载具用电池10充电及汽车的负载40(如车灯、电动窗、车用计算机、音响等电子或电机设备)使用。然而，本实用新型的实现并不受图2的例子限制。

开关单元110，耦接于第一正极端子P1及第二正极端子P2之间，用以使第一正极端子P1及第二正极端子P2之间选择性地导通。举例而言，开关单元110包含至少一个晶体管开关组件或一个继电器或其组合的可控制的开关电路。其中晶体管可以为双极性晶体管(BJT)和场效应晶体管(FET)、或金氧半场效晶体管(MOSFET)等；但本实用新型并不以此为限。

检测单元120，耦接于第二正极端子P2，用以输出检测信号。举例而言，检测单元120包含电流检测单元120及电压检测单元120中至少一种电路。又一些例子中，检测单元120可以为基于晶体管的检测电路、基于运算放大器的检测电路、基于运放放大器及晶体管的检测电路或其他检测电路，其中晶体管可以为双极性晶体管(BJT)和场效应晶体管(FET)、或金氧半场效晶体管(MOSFET)等；但本实用新型并不以此为限。此外，检测单元120耦接于第二正极端子P2的意义也可涵盖：将检测单元120耦接于第一正极端子P1及第二正极端子P2之间，或将检测单元120耦接于第一正极端子P1(或第二正极端子P2)及开关单元110之间等不同的实现方式。

控制单元130，耦接于开关单元110及检测单元120，用以选择性地控制开关单元110的导通以使第一正极端子P1及第二正极端子P2之间成为通路或断路。即载具用电池10可选择性地控制正极端子中至少一个不提供电力。据此载具用电池10的电路架构，载具用电池10可实现各种应用，举例如下。

于实施例中，控制单元130用于依据触发信号而控制开关单元110以使第一正极端子P1及第二正极端子P2之间选择性地成为断路。举例而言，触发信号可以是来自载具用电池10的外部的信号，或是载具用电池10内部产生信号。当控制单元130判定触发信号代表要使至少一个第二正极端子P2不提供电力时，开关单元110使第一正极端子P1及第二正极端子P2之间成为断路。当控制单元130于一般状态下或判定触发信号代表要使至少一个第二正极端子P2提供电力时，开关单元110使第一正极端子P1及第二正极端子P2之间成为通路。

于实施例中，控制单元130用于依据触发信号而开始计时，当控制单元130计时至时间门坎值时，控制单元130控制开关单元110以使第一正极端子P1及第二正极端子P2之间成为断路，以使至少一个第二正极端子P2不提供电力时。

于一些实施例中，当控制单元130依据关于检测信号的条件而判断是否需要开始计时，当判断要计时且时间门坎值达到时，控制单元130控制开关单元110使第一正极端子P1及第二正极端子P2之间成为断路，以使至少一个第二正极端子P2不提供电力时。举例而言，关于检测信号的条件可以是关于检测信号所代表的第一正极端子P1及第二正极端子P2之间的电压或电路大小作为条件，譬如检测信号表示电池芯组电压在减小、或电流方向为从第一正极端子P1流向第二正极端子P2时。此外，另一些实施例中，当控制单元130依据关于检测信号的条件而判断是否要控制开关单元110使第一正极端子P1及该第二正极端子P2之间成为断路，而相关的条件，譬如检测信号表示电池芯组电压(或电流)已减小至一个门坎值时。然而，本实用新型的实现并不受上述例子限制，诸如各种判断条件或是否计时等用以决定控制开关单元110使第一正极端子P1及第二正极端子P2之间成为断路或通路的方式都可单独或组合而应用于实现本实用新型而成为本实用新型的实施例。

于实施例中，当控制单元130依据检测信号判断电池芯组100在放电或第二正极端子P2所耦接的电源30有异常时，并且经过时间门坎值之后，控制单元130控制开关单元110以使第一正极端子P1及第二正极端子P2之间成为断路，从而避免该电池芯组100放电而电量耗失。例如，检测信号表示电流从第一正极端子P1流向第二正极端子P2时，控制单元130可据以判断电池芯组100在放电；或检测信号表示电流从第二正极端子P2流向第一正极端子P1但于一段时间内反复改变方向或该电流很小时，控制单元130可据以判断第二正极端子P2所耦接的电源30有异常。举例而言，控制单元130可以是微处理器、微控制器、单芯片、逻辑电路或其他控制电路。然而，本实用新型并不以受此等例子限制。譬如，控制单元130也可以利用继电器来实现，如时间继电器来实现。

如上述实施例所示的载具用电池10具有多个正极端子，第一正极端子P1可用于电连接至汽车的启动马达20，第二正极端子P2可用于电连接至载具的电源30和负载40，借由载具用电池10内部电路的检测与控制，于电池芯组100在放电或外部电源30有异常时，并且经过时间门坎值(如2、3、5～15分钟，但不以此为限)之后，停止对载具的负载40(如电子设备)供电，从而避免电池芯组100电量耗尽或电量低至不足以产生足够的启动电流，使汽车不能发动的状况。

于本实用新型的实施例中，当控制单元130依据检测信号判断电池芯组100在充电或第二正极端子P2所耦接的电源30正常时，控制单元130控制开关单元110以使第一正极端子P1及第二正极端子P2之间导通。例如，检测信号表示电流从第二正极端子P2流向第一正极端子P1且维持一段时间或电流大小足够于充电时，控制单元130可据以判断第二正极端子P2所耦接的电源30有异常，其中时间及电流大小的条件皆可依电池芯组100的特性等而设计。

于本实用新型的另一个实施例中，当控制单元130依据检测信号判断电池芯组100在放电或第二正极端子P2所耦接的电源30有异常，且未达时间门坎值时，控制单元130通过检测单元120而判断电池芯组100的电压是否低于一个电压门坎值，当控制单元130判断该电池芯组100的电压低于电压门坎值，控制单元130控制开关单元110以使第一正极端子P1及第二正极端子P2之间成为断路。如此，可以避免当控制单元130依据检测信号判断电池芯组100在放电或第二正极端子P2所耦接的电源30有异常，且未达时间门坎值时，电池芯组100已放电至低电量的状况。于实际操作时，可以依电池芯组100的特性及启动电流的需求，预先设定合适的电压门坎值或调整时间门坎值，以令控制单元130控制开关单元110以使第一正极端子P1及第二正极端子P2之间成为断路时，电池芯组100能够保留足以启动汽车的电量。

图3为依据本实用新型的载具用电池的实施例的俯视示意图。于本实用新型的实施例中，载具用电池10还包括壳体11，第一正极端子P1、负极端子N及至少一个第二正极端子P2外露于壳体11，开关单元110、检测单元120及控制单元130设置于壳体11内。然而，本实用新型的实现方式并不受此例子限制，当可视需要而将依据本实用新型的载具用电池设计为符合各种载具所需要的型态、规格以使依据本实用新型的载具用电池产品能使用于目前或未来的载具中。

举例而言，在实际操作时，可将上述任何一种实施例的载具用电池的壳体尺寸设计成符合于目前常用的铅酸启动电池的规格尺寸，使其可直接应用于目前市售机动车辆或交通载具。此外，前述载具用电池在外壳尺寸、电池容量或输出电压等等都可设计成符合市售车辆或交通载具所使用的电池规格，而可广泛应用在汽车、摩托车或其它交通载具。此外，在其他实施例中，也可在依据本实用新型的载具用电池内进一步设置电源管理电路、稳压电路等至少一种，从而提高载具用电池的效能。

举例而言，目前市售的车用启动电池有日系(JIS)、美系(BCI)、欧系(DIN)等三种规格。日系规格的车用电池，其是通过支架由上向下固定，并且电椿头(即正极、负极端子)是凸出于顶盖。欧系规格则是电椿头下凹于顶盖，电池底部四周突出。美系规格则是电椿头是较顶盖突出，底部两面突出。此外，不同国家的电池因应电椿头的型式及其设置于电池的位置等差异，分别有SL型与SR型、SIDE型。故此，在实际操作中，依据本实用新型的载具用电池也可因应市场的需要而分别设计为符合不同的规格的车用启动电池，并于其上新增至少一个正极端子，如图3所示。

此外，上述实施例中提及车用启动电池的应用，然而本实用新型的实现并不受此应用或图2、图3的例子限制，可将载具用电池10实现为任何载具用的电池，如应用于汽车、摩托车、电动车、电动单车、或其他交通工具等载具，以用作启动电池、主要电池或辅助电池，或载具上的其他应用。

再者，基于载具用电池10的上述任一个实施例，在另一些实施例中，还可进一步包括其他第二正极端子，譬如配置另一个第二正极端子并耦接至开关单元110。在实施例中，开关单元110被配置以使第二正极端子选择性地与第一正极端子之间成为通路或断路，控制单元130被配置以控制开关单元110而使第二正极端子选择性地提供电力或不提供电力，即第二正极端子的任一个都可被控制为提供电力或不提供电力。由此，可达成控制第二正极端子所耦接的载具的负载(如车灯、电动窗、车用计算机、音响等电子或电机设备，但不受限于此例)的任一个的开关的应用。

如上述实施例所示的载具用电池具有多个正极端子，载具用电池可选择性地控制正极端子中至少一个不提供电力。据此载具用电池的电路架构，载具用电池可实现各种应用。如于一些实施例中，第一正极端子可用于电连接至载具的启动马达，第一正极端子可用于电连接载具的电源和负载，借由载具用电池内部电路的检测与控制，于电池芯组在放电或外部电源有异常时，并且经过时间门坎值之后，停止对载具的负载(如电子设备)供电，从而避免电池芯组电量耗尽或电量低至不足以产生足够的启动电流，使载具不能发动的状况。即在不必改动载具原有电子设备的前提下，只要于载具上安装依据本实用新型的载具用电池，即能具备上述技术效果，故能提高驾驶的安全性及便利性。

本实用新型在上文中已以优选实施例公开，然本领域技术人员应理解的是，该实施例仅用于描绘本实用新型，而不应解读为限制本实用新型的范围。应注意的是，举凡与该实施例等效的变化与置换，均应视为涵盖于本实用新型的范围内。因此，本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的范围为准。