专利名称：供电单元的制作方法
技术领域：
本公开涉及供电单元。
背景技术：
例如，JP-A-9-007644已经公开了可充电电池组。可充电电池组具有外壳2和包含在外壳中的二次电池3，并且外壳设置有输出端子7、8和剩余电力通信端子9。外壳中包含DC-DC转换器，其用于使二次电池的端子电压稳定到预定值并向输出端子输出稳定的电压。外壳还包括剩余电力检测器6，其用于在DC-DC转换器使电压稳定之前检测二次电池的端子电压，并且向剩余电力通信端子9输出电压。在具有如此配置的可充电电池组中，DC-DC转换器5使二次电池3的端子电压稳定到预定值，以及剩余电力检测器6检测与二次电池3的剩余电力相对应的端子电压。因此，可以以如所描述地实现的高水平的调整率(regulation)和用户友好性，来容易地检测二次电池3的剩余电力。
发明内容
一些用户希望通过以可高效地对电池组充电的适当方式组合电池组，来使用多个电池组(供电单元)。用户还希望组合地使用具有不同容量的多个电池组(供电单元)。在以上提及的专利公布中所公开的可充电电池组是在要单独使用该可充电电池组的假设下设计的，所以难以组合地使用多个这样的可充电电池组。因此，期望提供一种供电单元，其可容易地与其它相同的单元相组合，以使用多个这样的供电单元。本公开的实施例涉及一种供电单元，其包括(A)壳体，其具有类似多角柱的形状，(B) 二次电池组，其包含在壳体中，(C)充电/放电控制装置，其包含在壳体中并且连接到二次电池组，(D)至少一个电力输入部，其布置在壳体上并且连接到充电/放电控制装置，以及(E)至少一个电力输出部，其布置在壳体上并且连接到充电/放电控制装置。根据本公开的实施例的供电单元的壳体具有类似多角柱的形状，并且可组合多个这样的供电单元。由于至少一个电力输入部和至少一个电力输出部布置在壳体上，电力输入部和电力输出部可被连接在邻接的供电单元之间，这使得容易组合多个这样的供电单元。例如，可组合或混合多个具有不同容量的各种类型的供电单元，以将其共同地用作一个供电单元群组。因此，可提供具有适合于增加这样的单元的应用以及满足应用领域中的各种需求的灵活性的供电单元。另外，即使多个各种类型的供电单元在退化程度、操作累积时间、和其上执行的充电操作的次数方面彼此不同，也可组合或混合多个各种类型的供电单元，以将其共同地用作一个供电单元群组。可共同地使用具有不同容量和电压的二次电池组，以形成一个供电单元群组。
图IA是通过组合三个根据本公开实施例的供电单元而获得的供电单元群组的示意性透视图；图IB是从上方看的供电单元群组的示意图；图IC是从上方看的供电单元的内部的示意图；图2是实施例的供电单元的充电/放电控制装置的框图；图3A是从上方看的、通过组合六个根据本公开实施例的供电单元而获得的供电单元群组的示意图；图;3B是具有正三角柱的形式的壳体的供电单元的示意性透视图；图4A是具有方柱的形式的壳体的供电单元的示意性透视图；图4B是从下方看的、通过组合三个如图4A所示的供电单元而形成的供电单元群组的概念图。
具体实施例方式现在将参考附图、基于本公开的实施例来详细说明本公开。本发明不限于实施例， 并且以下提及的与实施例相关联的各种数值和材料仅仅是示例。将按列出的顺序来描述下面的项目。1.根据本公开的供电单元的总述2.实施例(根据本公开的供电单元)及其它[根据本公开的供电单元的总述]根据本公开的一个实施例的供电单元的充电/放电控制单元可包括用于控制充电和放电的集成电路、和DC-DC转换器。DC-DC转换器包括在充电/放电控制单元中，以使从供电单元输出的电压在被稳定在预定值之后从该单元输出。用于控制充电和放电的集成电路、和DC-DC转换器可为本领域公知类型的用于控制充电和放电的集成电路、和DC-DC转换器。包括上述优选特征的、根据本公开的一个实施例的供电单元还可包括(F)至少一个信息输入部，其布置在壳体中并且连接到充电/放电控制单元；以及(G)至少一个信息输出部，其布置在壳体中并且连接到充电/放电控制单元。当采用这样的配置时，作为整体的多个供电单元可通过通信单元连接到控制器。因此，多个供电单元可被控制器控制。信息可在多个供电单元之间发送/接收或交换。可检查多个供电单元的操作状态，例如单元中的任一个单元的替换。可显示多个供电单元的操作状态。可采用替选的配置，其中电力输入部还用作信息输入部，而电力输出部还用作信息输出部。在包括上述优选特征和配置的、根据本公开的一个实施例的供电单元中，电力输入部可由USB端子部构成，而电力输出部可由这样的USB端子部构成该USB端子部能够与由另一供电单元的USB端子部构成的电力输入部相接合。在具有上述优选特征以及具有包括至少一个信息输入部和至少一个信息输出部的配置的、根据本公开的一个实施例的供电单元中，电力输入部和电力输出部可由无线电力传输电路构成。具体地，无线电力传输电路 (无线电力传输系统)可采用例如电磁感应方法或磁场共振方法，但是本公开不限于这样的方法。在具有如上所述的各种优选特征和优选配置的供电单元中，壳体优选的形状使得多个壳体可被其间无间隙地并排布置。具体地，当假设沿正交于壳体的轴线的假象平面切割多角柱形式的壳体时，剖面的形状可为包括等边三角形的三角形形状中的任一个，包括正方形、矩形和平行四边形的四边形形状中的任一个，正六边形形状，或由线段和/或曲线包围的任意形状。当壳体具有正方形或矩形的剖面形状时，壳体为立方体或长方体的形式。具有如上所述的各种优选特征和优选配置的供电单元的壳体期望是正六角柱的形式。在此情况下，电力输入部可设置在正六角柱的形式的壳体的奇数编号的侧表面上，而电力输出部可设置在正六角柱的形式的壳体的偶数编号的侧表面上。电力输入部可设置在正六角柱的形式的壳体的全部奇数编号的侧表面上，并且该部可替选地可设置在那些表面中的一些上。类似地，电力输出部可设置在正六角柱的形式的壳体的全部偶数编号的侧表面上，并且该部可替选地可设置在那些表面中的一些上。在具有如上所述的各种优选特征和优选配置的供电单元中，连接到充电/放电控制单元的、指示是否输入电力的输入显示单元可布置在电力输入单元的附近，而连接到充电/放电控制单元的、指示是否输出电力的输出显示单元可布置在电力输出单元的附近。 在此情况下，输入显示单元和输出显示单元可通过显示部分和发光元件来形成，其中，该显示部分包括使光透过的箭头形状的部件，而发光元件布置在显示部分内部。另外，输入显示单元和输出显示单元可布置在壳体的上表面上。可布置具有如上所述的各种优选特征和优选配置的供电单元(这样的单元在下文中可被简称为“根据本公开的供电单元”)，使得通过连接每个相邻对的供电单元的电力输入部和电力输出部而组合多个供电单元。因此，形成供电单元的群组。形成供电单元的群组的供电单元的最小数目是2，而且要被分组的单元的数目没有上限。供电单元的群组可通过组合水平排列的多个供电单元而形成。替选地，供电单元的群组可通过组合垂直排列或彼此堆叠的多个供电单元而形成。又替选地，多个水平组合的供电单元的群组可垂直组合(或彼此堆叠)。形成供电单元群组的供电单元在容量和大小方面可相同或不同。供电单元在形成单元一部分的二次电池的数目、输出电压、或容量方面可相同或不同。这样的供电单元的群组通过供电单元中的至少一个供电单元的电力输入部，由外部电源供应电力，由此对供电单元的二次电池组充电。外部电源和电力输入部可使用配线连接，而且连接替选地可使用诸如电磁感应方法或磁场共振方法的无线电力传输方法来建立。一个或多个电力消耗设备连接到供电单元中的至少一个供电单元的电力输出部。即，一个或多个电力消耗设备可连接到供电单元的群组中的一个位置。替选地，一个或多个电力消耗设备可连接到供电单元的群组中的多个位置。电力消耗设备和电力输入部可使用配线连接，而且连接替选地可使用诸如电磁感应方法或磁场共振方法的无线电力传输方法来建立。例如，这样的电力消耗设备可包括诸如个人计算机、电视接收机、各种类型的显示器、移动电话、PDA、数码相机、摄像机、便携式摄像放像一体机(camcorder)、和音乐播放器的电子设备，诸如电钻的电动工具，诸如室内灯的照明设备，供电单元或家庭能源服务器(家庭蓄电池)，医疗设备，和玩具。但是，本公开不限于这样的设备。不仅商业电源、而且其它各种类型的电源可用作外部电源，包括太阳能电池、燃料电池、风力发电机、微型水力发电机、和地热电力发电机。但是，根据本公开的供电单元不限于这样的外部电源。壳体可由诸如热塑树脂的塑料材料制成。具体地，例如，壳体可使用以下材料来制造诸如聚乙烯树脂或聚丙烯树脂的聚烯烃类树脂；诸如聚酰胺6、聚酰胺66、或聚酰胺MXD6的聚酰胺类树脂；聚甲醛(POM或聚缩醛)树脂；诸如聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)树脂、或聚丁烯对苯二甲酸酯(PBT) 树脂的聚酯类树脂；聚苯硫醚树脂；诸如聚苯乙烯树脂、ABS树脂、AES树脂、或AS树脂的苯乙烯类树脂；甲基丙烯酸酯树脂；聚碳酸酯树脂；改性聚苯醚(PPE)树脂；聚砜树脂；聚醚砜树脂；多芳基化合物树脂；聚醚酰亚胺树脂；聚酰胺酰亚胺树脂；聚酰亚胺类树脂；聚醚酮树脂；聚醚醚酮树脂；聚酯碳酸树脂；或液晶聚合物。但是，本公开不限于这样的材料。当根据本公开的供电单元通过通信单元而连接到控制器时，或者当供电单元通过通信单元而彼此连接时，通信单元可为包括因特网通信网络的公共电话网络或光纤网络， 根据ZigBee的通信单元，无线LAN，根据RC232的通信单元，USB通信单元，根据IrDA等的红外通信单元，根据作为无线LAN协议之一的蓝牙(Bluetooth)或HomeRF的通信单元，或如此描述的通信单元的组合。但是，本公开不限于这样的通信单元。个人计算机可用作控制器或控制器的一部分。可提供包括显示器的移动终端，而且控制器和移动终端可通过通信单元而连接。这样的配置使得供电单元或供电单元的群组的操作的状态可被远程检查。 例如，移动终端可为移动电话、PDA(个人数字助理)、或笔记本型个人计算机。但是，本公开不限于这样的移动终端。[实施例]现在将描述根据本公开的供电单元的实施例。图IA是通过组合根据实施例的供电单元而获得的供电单元群组的透视图。图IB是从上方看的供电单元群组的示意图。图 IC是从上方看的供电单元的内部的示意图。图2是充电/放电控制单元的框图。根据实施例的供电单元11包括具有多角柱形状的壳体20、包含在壳体20中的二次电池组30、包含在壳体30中并且连接到二次电池组30的充电/放电控制单元40、布置在壳体20上并且连接到充电/放电控制单元40的至少一个电力输入部51、以及布置在壳体20上并且连接到充电/放电控制单元40的至少一个电力输出部53。尽管根据本实施例的供电单元群组10是通过组合三个供电单元11A、1IB和1IC而形成的，但是供电单元的数目不限于这样的数目。在根据本实施例的供电单元11中，壳体20的形状使得多个壳体20可被其间无间隙地并排布置。具体地，当假设沿正交于壳体20的轴线的假想平面切割壳体20时，剖面具有正六边形形状。电力输入部51设置在具有正六边形形状的壳体20的奇数编号的侧表面上。电力输出部53设置在具有正六边形形状的壳体20的偶数编号的侧表面上。尽管在图示的实施例中设置了一个电力输入部51和三个电力输出部53，但是根据实施例的供电单元不限于这样的配置。电力输入部51和电力输出部53通过未示出的配线连接到充电/放电控制单元40。图IA中的三个供电单元11具有不同的高度。即，三个供电单元11具有不同的容量。具体地，壳体20根据其中包含的二次电池组30的数目而彼此不同。壳体20通过浇铸诸如ABS树脂的塑料材料来提供。根据实施例的供电单元11还包括布置在壳体20中并且连接到充电/放电控制单元40的至少一个信息输入部、以及布置在壳体20中并且连接到充电/放电控制单元40的至少一个信息输出部。具体地，信息输入部和信息输出部是USB端子部55。更具体地，信息输入部是USB端子，而信息输出部是USB插座。USB端子部55通过未示出的配线连接到充电/放电控制单元40。通过将多个供电单元11的信息输入部和信息输出部通过USB电缆彼此连接，可在多个供电单元11之间交换信息。例如，供电单元11中的任一个供电单元的信息输出部可通过USB电缆连接到由个人计算机配置的控制器(未示出)。然后，多个供电单元11可被控制器控制。信息可在多个供电单元11之间发送/接收或交换。可检查多个供电单元11的操作的状态，例如单元中的任一个单元的替换。可显示多个供电单元11的操作的状态。控制器和供电单元11替选地可根据例如ZigBee标准来连接。根据场合需要，电力输入部51可由USB端子部构成，而电力输出部53可由能够与由USB端子部构成的电力输入部51相接合的USB端子部构成。具体地，微USB端子和微 USB插座可分别用作电力输入部51和电力输出部53。替选地，微USB端子和微USB插座可分别用作电力输出部53和电力输入部51。根据实施例的供电单元11的充电/放电控制单元40包括公知类型的集成电路 (充电电路)43和已知类型的DC-DC转换器(用于输出的DC-DC转换器)44。充电/放电单元40还包括MPU 41、由EEROM构成的存储单元42、控制系统DC-DC转换器45、和用于USB 的DC-DC转换器46。例如，12伏特电压的输入电力从诸如商业电源或太阳能电池的外部电源输入到集成电路(充电电路)43中。然后，集成电路(充电电路)43以公知的方式运行， 以对锂离子二次电池的二次电池组30充电。电力通过控制系统DC-DC转换器45从二次电池组30供应给MPU 41和存储单元42。电力还通过用于输出的DC-DC转换器44和电力输出部53从二次电池组30供应到外部。此外，电力通过用于USB的DC-DC转换器46供应给 USB端子部55。诸如MPU 41的特征安装在印刷电路板47上。电力输入部51和电力输出部53具有能够彼此相接合的结构。具体地，电力输入部51可具有凸出形式的结构，而电力输出部53可具有凹进形式的结构。每对相邻供电单元11的电力输入部51和电力输出部53能够彼此相接合，以提供作为多个供电单元11的组合的供电单元群组10。充电/放电控制单元40具有这样的结构，使得电力输入部51与电力输出部53之间的接合的状态可被未示出的检测单元(例如开关)检测。在供电单元11的电力输入部51的附近，设置有输入显示单元52，该输入显示单元 52连接到充电/放电控制单元40并且显示是否输入电力。在电力输出部53的附近，设置有输出显示单元54，该输出显示单元M连接到充电/放电控制单元40并且显示是否输出电力。输入显示单元52和输出显示单元M由显示部分和发光元件(未示出)形成，其中， 显示部分包括使光透过的箭头形状的部件，而发光元件(未示出)布置在显示部分内部。 具体地，发光元件可为LED。输入显示单元52和输出显示单元M布置在壳体20的上表面上。发光元件通过配线连接到充电/放电控制单元40，并且在由充电/放电控制单元40执行的控制下接通和断开发光元件。更具体地，充电/放电控制单元40检查电力输入部51 和电力输出部53的接合的状态，以及检测电力输入部51与电力输出部53之间的电流的流动。在基于这样的操作的结果而执行的控制下接通和断开发光元件。在图IB中，由黑箭头代表的输入显示单元52指示电力从外部电源供应(输入)给位于输入显示单元52附近的相应的电力输入部51。由黑箭头代表的输出电力显示单元M指示电力从位于输出电力显示单元M附近的相应的电力输出部供应(输出)到外部或供应给邻接的供电单元11。在下面的说明中应用同样的。用于显示充电的状态的、由LED构成的充电状态显示单元(未示出)、以及用于显示放电的状态的、由LED构成的放电状态显示单元或剩余电力显示单元 (未示出)可设置在供电单元11的壳体20上，并且这些单元可连接到充电/放电控制单元 40，以由充电/放电控制单元40来控制这些单元的操作。可使输入显示单元52和输出显示单元M还分别用作充电状态显示单元、以及放电状态显示单元或剩余电力显示单元。在此情况下，例如，充电状态显示单元、以及放电状态显示单元或剩余电力显示单元的功能可以以发光元件的闪烁状态的形式来实现。电力通过设置在供电单元群组10的一个位置处的电力输入部51，从外部电源供应给本实施例的供电单元群组10，以对三个供电单元11的二次电池组30充电。电力通过设置在供电单元群组10的一个位置或两个位置处的电力输出部53供应(输出)给电力消耗设备，以驱动电力消耗设备。在本实施例中，供电单元11的壳体20是多角柱的形式(具体地，正六角柱)，所以可在其间无间隙地组合多个供电单元11。电力输入部51和电力输出部53可连接在每对邻接的供电单元11之间，以使多个供电单元11可被容易地组合。例如，可组合或混合具有不同容量的各种类型的多个供电单元11，以将其整体地用作一个供电单元群组10。尽管已描述了本公开的优选实施例，但本公开不限于实施例。实施例仅已经示出了根据本公开的供电单元、供电单元群组、二次电池组、充电/放电控制单元、电力输入部、 和电力输出部的配置和结构的示例，并且根据场合需要可进行修改。如上所述的布置在壳体20中并且连接到充电/放电控制单元40的至少一个电力输入部和至少一个电力输出部可采用磁场共振方法。具体地，包括高频供电电路和匹配电路的电力发射器以及包括匹配电路、高速整流电路、和电源转换电路的电力接收器可合并在充电/放电控制单元40中。电力输出部可由连接到形成电力发射器的一部分的匹配电路的电力发射装置构成。电力输入部可由连接到形成电力接收器的一部分的匹配电路的电力接收装置构成。例如，可组合根据本公开的六个供电单元，来形成如图3A所示的供电单元群组。 图3A是从上方看的这样的供电单元群组的示意图。在图示的示例中，每个供电单元包括三个电力输入部51和三个电力输出部53。如图:3B所示，可提供具有正三角柱的形式的壳体120的供电单元111。附图标记 56A代表插针，附图标记56B代表与插针相接合的洞孔。当供电单元111如所描述的通过使插针56A和洞孔56B彼此接合而与另一供电单元相组合时，可防止过度的力被施加到电力输入部51和电力输出部53。附图标记57代表被操作以使电力输出部53凸出和缩进的把手。此外，附图标记58代表显示单元，该显示单元是充电状态显示单元、以及放电状态显示单元或剩余电力显示单元的组合，而且显示单元是通过排列多个LED而形成的。显示单元 58连接到充电/放电控制单元40。如由图4A中的示意性透视图所代表的，可提供具有方柱(或长方体)的形式的壳体的供电单元211。图4B是从下方看的、通过组合如此描述的三个供电单元211而形成的供电单元群组210的概念图。本公开包含与2010年9月14日提交到日本专利局的日本优先权专利申请 JP2010-205884的主题有关的主题，其全部内容通过参考合并于此。本领域技术人员应当理解，可根据设计需求和其它因素，进行各种修改、组合、子组合和替选，只要其在所附权利要求书或其等同物的范围之内即可。
权利要求
1.一种供电单元，包括(A)壳体，其具有类似多角柱的形状；(B)二次电池组，其包含在所述壳体中；(C)充电/放电控制装置，其包含在所述壳体中并且连接到所述二次电池组；(D)至少一个电力输入部，其布置在所述壳体上并且连接到所述充电/放电控制装置；以及(E)至少一个电力输出部，其布置在所述壳体上并且连接到所述充电/放电控制装置。
2.根据权利要求1所述的供电单元，其中，所述充电/放电控制装置包括用于控制充电和放电的集成电路、和DC-DC转换器。
3.根据权利要求1所述的供电单元，还包括(F)至少一个信息输入部，其布置在所述壳体上并且连接到所述充电/放电控制装置；以及(G)至少一个信息输出部，其布置在所述壳体上并且连接到所述充电/放电控制装置。
4.根据权利要求3所述的供电单元，其中， 所述电力输入部还用作所述信息输入部；以及所述电力输出部还用作所述信息输出部。
5.根据权利要求1所述的供电单元，其中， 所述电力输入部包括USB端子部；以及所述电力输出部包括能够与包括USB端子部的电力输入部相接合的USB端子部。
6.根据权利要求1所述的供电单元，其中，所述电力输入部和所述电力输出部包括无线电力传输电路。
7.根据权利要求1所述的供电单元，其中，所述壳体的形状使得多个所述壳体能被其间无间隙地并排布置。
8.根据权利要求1所述的供电单元，其中，所述壳体具有类似正六角柱的形状。
9.根据权利要求8所述的供电单元，其中，所述电力输入部设置在具有类似正六角柱的形状的壳体的奇数编号的侧表面上；以及所述电力输出部设置在具有类似正六角柱的形状的壳体的偶数编号的侧表面上。
10.根据权利要求1所述的供电单元，包括指示是否输入电力的输入显示装置，其设置在所述电力输入部的附近并且连接到所述充电/放电控制装置；以及指示是否输出电力的输出显示装置，其设置在所述电力输出部的附近并且连接到所述充电/放电控制装置。
11.根据权利要求10所述的供电单元，其中，所述输入显示装置和所述输出显示装置包括显示部分和发光元件，其中，所述显示部分包括使光透过的箭头状的部件，而所述发光元件布置在所述显示部分内部。
12.根据权利要求11所述的供电单元，其中，所述输入显示装置和输出显示装置布置在所述壳体的上表面上。
全文摘要
本发明公开了一种供电单元，该供电单元包括(A)壳体，其具有类似多角柱的形状；(B)二次电池组，其包含在壳体中；(C)充电/放电控制装置，其包含在壳体中并且连接到二次电池组；(D)至少一个电力输入部，其布置在壳体上并且连接到充电/放电控制装置；以及(E)至少一个电力输出部，其布置在壳体上并且连接到充电/放电控制装置。
文档编号H02J7/00GK102403550SQ20111027596
公开日2012年4月4日 申请日期2011年9月7日 优先权日2010年9月14日
发明者上坂进一, 中村和夫, 丸谷健太郎, 堀田慎, 小泽淳史, 正户刚 申请人:索尼公司