專利名稱：供電單元的制作方法
技術領域：
本公開涉及供電單元。
背景技術：
例如，JP-A-9-007644已經公開了可充電電池組?？沙潆婋姵亟M具有外殼2和包含在外殼中的二次電池3，并且外殼設置有輸出端子7、8和剩余電力通信端子9。外殼中包含DC-DC轉換器，其用于使二次電池的端子電壓穩(wěn)定到預定值并向輸出端子輸出穩(wěn)定的電壓。外殼還包括剩余電力檢測器6，其用于在DC-DC轉換器使電壓穩(wěn)定之前檢測二次電池的端子電壓，并且向剩余電力通信端子9輸出電壓。在具有如此配置的可充電電池組中，DC-DC轉換器5使二次電池3的端子電壓穩(wěn)定到預定值，以及剩余電力檢測器6檢測與二次電池3的剩余電力相對應的端子電壓。因此，可以以如所描述地實現的高水平的調整率(regulation)和用戶友好性，來容易地檢測二次電池3的剩余電力。

發(fā)明內容
一些用戶希望通過以可高效地對電池組充電的適當方式組合電池組，來使用多個電池組(供電單元)。用戶還希望組合地使用具有不同容量的多個電池組(供電單元)。在以上提及的專利公布中所公開的可充電電池組是在要單獨使用該可充電電池組的假設下設計的，所以難以組合地使用多個這樣的可充電電池組。因此，期望提供一種供電單元，其可容易地與其它相同的單元相組合，以使用多個這樣的供電單元。本公開的實施例涉及一種供電單元，其包括(A)殼體，其具有類似多角柱的形狀，(B) 二次電池組，其包含在殼體中，(C)充電/放電控制裝置，其包含在殼體中并且連接到二次電池組，(D)至少一個電力輸入部，其布置在殼體上并且連接到充電/放電控制裝置，以及(E)至少一個電力輸出部，其布置在殼體上并且連接到充電/放電控制裝置。根據本公開的實施例的供電單元的殼體具有類似多角柱的形狀，并且可組合多個這樣的供電單元。由于至少一個電力輸入部和至少一個電力輸出部布置在殼體上，電力輸入部和電力輸出部可被連接在鄰接的供電單元之間，這使得容易組合多個這樣的供電單元。例如，可組合或混合多個具有不同容量的各種類型的供電單元，以將其共同地用作一個供電單元群組。因此，可提供具有適合于增加這樣的單元的應用以及滿足應用領域中的各種需求的靈活性的供電單元。另外，即使多個各種類型的供電單元在退化程度、操作累積時間、和其上執(zhí)行的充電操作的次數方面彼此不同，也可組合或混合多個各種類型的供電單元，以將其共同地用作一個供電單元群組?？晒餐厥褂镁哂胁煌萘亢碗妷旱亩坞姵亟M，以形成一個供電單元群組。


圖IA是通過組合三個根據本公開實施例的供電單元而獲得的供電單元群組的示意性透視圖；圖IB是從上方看的供電單元群組的示意圖；圖IC是從上方看的供電單元的內部的示意圖；圖2是實施例的供電單元的充電/放電控制裝置的框圖；圖3A是從上方看的、通過組合六個根據本公開實施例的供電單元而獲得的供電單元群組的示意圖；圖;3B是具有正三角柱的形式的殼體的供電單元的示意性透視圖；圖4A是具有方柱的形式的殼體的供電單元的示意性透視圖；圖4B是從下方看的、通過組合三個如圖4A所示的供電單元而形成的供電單元群組的概念圖。
具體實施例方式現在將參考附圖、基于本公開的實施例來詳細說明本公開。本發(fā)明不限于實施例， 并且以下提及的與實施例相關聯(lián)的各種數值和材料僅僅是示例。將按列出的順序來描述下面的項目。1.根據本公開的供電單元的總述2.實施例(根據本公開的供電單元)及其它[根據本公開的供電單元的總述]根據本公開的一個實施例的供電單元的充電/放電控制單元可包括用于控制充電和放電的集成電路、和DC-DC轉換器。DC-DC轉換器包括在充電/放電控制單元中，以使從供電單元輸出的電壓在被穩(wěn)定在預定值之后從該單元輸出。用于控制充電和放電的集成電路、和DC-DC轉換器可為本領域公知類型的用于控制充電和放電的集成電路、和DC-DC轉換器。包括上述優(yōu)選特征的、根據本公開的一個實施例的供電單元還可包括(F)至少一個信息輸入部，其布置在殼體中并且連接到充電/放電控制單元；以及(G)至少一個信息輸出部，其布置在殼體中并且連接到充電/放電控制單元。當采用這樣的配置時，作為整體的多個供電單元可通過通信單元連接到控制器。因此，多個供電單元可被控制器控制。信息可在多個供電單元之間發(fā)送/接收或交換?？蓹z查多個供電單元的操作狀態(tài)，例如單元中的任一個單元的替換?？娠@示多個供電單元的操作狀態(tài)。可采用替選的配置，其中電力輸入部還用作信息輸入部，而電力輸出部還用作信息輸出部。在包括上述優(yōu)選特征和配置的、根據本公開的一個實施例的供電單元中，電力輸入部可由USB端子部構成，而電力輸出部可由這樣的USB端子部構成該USB端子部能夠與由另一供電單元的USB端子部構成的電力輸入部相接合。在具有上述優(yōu)選特征以及具有包括至少一個信息輸入部和至少一個信息輸出部的配置的、根據本公開的一個實施例的供電單元中，電力輸入部和電力輸出部可由無線電力傳輸電路構成。具體地，無線電力傳輸電路 (無線電力傳輸系統(tǒng))可采用例如電磁感應方法或磁場共振方法，但是本公開不限于這樣的方法。在具有如上所述的各種優(yōu)選特征和優(yōu)選配置的供電單元中，殼體優(yōu)選的形狀使得多個殼體可被其間無間隙地并排布置。具體地，當假設沿正交于殼體的軸線的假象平面切割多角柱形式的殼體時，剖面的形狀可為包括等邊三角形的三角形形狀中的任一個，包括正方形、矩形和平行四邊形的四邊形形狀中的任一個，正六邊形形狀，或由線段和/或曲線包圍的任意形狀。當殼體具有正方形或矩形的剖面形狀時，殼體為立方體或長方體的形式。具有如上所述的各種優(yōu)選特征和優(yōu)選配置的供電單元的殼體期望是正六角柱的形式。在此情況下，電力輸入部可設置在正六角柱的形式的殼體的奇數編號的側表面上，而電力輸出部可設置在正六角柱的形式的殼體的偶數編號的側表面上。電力輸入部可設置在正六角柱的形式的殼體的全部奇數編號的側表面上，并且該部可替選地可設置在那些表面中的一些上。類似地，電力輸出部可設置在正六角柱的形式的殼體的全部偶數編號的側表面上，并且該部可替選地可設置在那些表面中的一些上。在具有如上所述的各種優(yōu)選特征和優(yōu)選配置的供電單元中，連接到充電/放電控制單元的、指示是否輸入電力的輸入顯示單元可布置在電力輸入單元的附近，而連接到充電/放電控制單元的、指示是否輸出電力的輸出顯示單元可布置在電力輸出單元的附近。 在此情況下，輸入顯示單元和輸出顯示單元可通過顯示部分和發(fā)光元件來形成，其中，該顯示部分包括使光透過的箭頭形狀的部件，而發(fā)光元件布置在顯示部分內部。另外，輸入顯示單元和輸出顯示單元可布置在殼體的上表面上。可布置具有如上所述的各種優(yōu)選特征和優(yōu)選配置的供電單元(這樣的單元在下文中可被簡稱為“根據本公開的供電單元”)，使得通過連接每個相鄰對的供電單元的電力輸入部和電力輸出部而組合多個供電單元。因此，形成供電單元的群組。形成供電單元的群組的供電單元的最小數目是2，而且要被分組的單元的數目沒有上限。供電單元的群組可通過組合水平排列的多個供電單元而形成。替選地，供電單元的群組可通過組合垂直排列或彼此堆疊的多個供電單元而形成。又替選地，多個水平組合的供電單元的群組可垂直組合(或彼此堆疊)。形成供電單元群組的供電單元在容量和大小方面可相同或不同。供電單元在形成單元一部分的二次電池的數目、輸出電壓、或容量方面可相同或不同。這樣的供電單元的群組通過供電單元中的至少一個供電單元的電力輸入部，由外部電源供應電力，由此對供電單元的二次電池組充電。外部電源和電力輸入部可使用配線連接，而且連接替選地可使用諸如電磁感應方法或磁場共振方法的無線電力傳輸方法來建立。一個或多個電力消耗設備連接到供電單元中的至少一個供電單元的電力輸出部。即，一個或多個電力消耗設備可連接到供電單元的群組中的一個位置。替選地，一個或多個電力消耗設備可連接到供電單元的群組中的多個位置。電力消耗設備和電力輸入部可使用配線連接，而且連接替選地可使用諸如電磁感應方法或磁場共振方法的無線電力傳輸方法來建立。例如，這樣的電力消耗設備可包括諸如個人計算機、電視接收機、各種類型的顯示器、移動電話、PDA、數碼相機、攝像機、便攜式攝像放像一體機(camcorder)、和音樂播放器的電子設備，諸如電鉆的電動工具，諸如室內燈的照明設備，供電單元或家庭能源服務器(家庭蓄電池)，醫(yī)療設備，和玩具。但是，本公開不限于這樣的設備。不僅商業(yè)電源、而且其它各種類型的電源可用作外部電源，包括太陽能電池、燃料電池、風力發(fā)電機、微型水力發(fā)電機、和地熱電力發(fā)電機。但是，根據本公開的供電單元不限于這樣的外部電源。殼體可由諸如熱塑樹脂的塑料材料制成。具體地，例如，殼體可使用以下材料來制造諸如聚乙烯樹脂或聚丙烯樹脂的聚烯烴類樹脂；諸如聚酰胺6、聚酰胺66、或聚酰胺MXD6的聚酰胺類樹脂；聚甲醛(POM或聚縮醛)樹脂；諸如聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)樹脂、或聚丁烯對苯二甲酸酯(PBT) 樹脂的聚酯類樹脂；聚苯硫醚樹脂；諸如聚苯乙烯樹脂、ABS樹脂、AES樹脂、或AS樹脂的苯乙烯類樹脂；甲基丙烯酸酯樹脂；聚碳酸酯樹脂；改性聚苯醚(PPE)樹脂；聚砜樹脂；聚醚砜樹脂；多芳基化合物樹脂；聚醚酰亞胺樹脂；聚酰胺酰亞胺樹脂；聚酰亞胺類樹脂；聚醚酮樹脂；聚醚醚酮樹脂；聚酯碳酸樹脂；或液晶聚合物。但是，本公開不限于這樣的材料。當根據本公開的供電單元通過通信單元而連接到控制器時，或者當供電單元通過通信單元而彼此連接時，通信單元可為包括因特網通信網絡的公共電話網絡或光纖網絡， 根據ZigBee的通信單元，無線LAN，根據RC232的通信單元，USB通信單元，根據IrDA等的紅外通信單元，根據作為無線LAN協(xié)議之一的藍牙(Bluetooth)或HomeRF的通信單元，或如此描述的通信單元的組合。但是，本公開不限于這樣的通信單元。個人計算機可用作控制器或控制器的一部分。可提供包括顯示器的移動終端，而且控制器和移動終端可通過通信單元而連接。這樣的配置使得供電單元或供電單元的群組的操作的狀態(tài)可被遠程檢查。 例如，移動終端可為移動電話、PDA(個人數字助理)、或筆記本型個人計算機。但是，本公開不限于這樣的移動終端。[實施例]現在將描述根據本公開的供電單元的實施例。圖IA是通過組合根據實施例的供電單元而獲得的供電單元群組的透視圖。圖IB是從上方看的供電單元群組的示意圖。圖 IC是從上方看的供電單元的內部的示意圖。圖2是充電/放電控制單元的框圖。根據實施例的供電單元11包括具有多角柱形狀的殼體20、包含在殼體20中的二次電池組30、包含在殼體30中并且連接到二次電池組30的充電/放電控制單元40、布置在殼體20上并且連接到充電/放電控制單元40的至少一個電力輸入部51、以及布置在殼體20上并且連接到充電/放電控制單元40的至少一個電力輸出部53。盡管根據本實施例的供電單元群組10是通過組合三個供電單元11A、1IB和1IC而形成的，但是供電單元的數目不限于這樣的數目。在根據本實施例的供電單元11中，殼體20的形狀使得多個殼體20可被其間無間隙地并排布置。具體地，當假設沿正交于殼體20的軸線的假想平面切割殼體20時，剖面具有正六邊形形狀。電力輸入部51設置在具有正六邊形形狀的殼體20的奇數編號的側表面上。電力輸出部53設置在具有正六邊形形狀的殼體20的偶數編號的側表面上。盡管在圖示的實施例中設置了一個電力輸入部51和三個電力輸出部53，但是根據實施例的供電單元不限于這樣的配置。電力輸入部51和電力輸出部53通過未示出的配線連接到充電/放電控制單元40。圖IA中的三個供電單元11具有不同的高度。即，三個供電單元11具有不同的容量。具體地，殼體20根據其中包含的二次電池組30的數目而彼此不同。殼體20通過澆鑄諸如ABS樹脂的塑料材料來提供。根據實施例的供電單元11還包括布置在殼體20中并且連接到充電/放電控制單元40的至少一個信息輸入部、以及布置在殼體20中并且連接到充電/放電控制單元40的至少一個信息輸出部。具體地，信息輸入部和信息輸出部是USB端子部55。更具體地，信息輸入部是USB端子，而信息輸出部是USB插座。USB端子部55通過未示出的配線連接到充電/放電控制單元40。通過將多個供電單元11的信息輸入部和信息輸出部通過USB電纜彼此連接，可在多個供電單元11之間交換信息。例如，供電單元11中的任一個供電單元的信息輸出部可通過USB電纜連接到由個人計算機配置的控制器(未示出)。然后，多個供電單元11可被控制器控制。信息可在多個供電單元11之間發(fā)送/接收或交換?？蓹z查多個供電單元11的操作的狀態(tài)，例如單元中的任一個單元的替換?？娠@示多個供電單元11的操作的狀態(tài)?？刂破骱凸╇妴卧?1替選地可根據例如ZigBee標準來連接。根據場合需要，電力輸入部51可由USB端子部構成，而電力輸出部53可由能夠與由USB端子部構成的電力輸入部51相接合的USB端子部構成。具體地，微USB端子和微 USB插座可分別用作電力輸入部51和電力輸出部53。替選地，微USB端子和微USB插座可分別用作電力輸出部53和電力輸入部51。根據實施例的供電單元11的充電/放電控制單元40包括公知類型的集成電路 (充電電路)43和已知類型的DC-DC轉換器(用于輸出的DC-DC轉換器)44。充電/放電單元40還包括MPU 41、由EEROM構成的存儲單元42、控制系統(tǒng)DC-DC轉換器45、和用于USB 的DC-DC轉換器46。例如，12伏特電壓的輸入電力從諸如商業(yè)電源或太陽能電池的外部電源輸入到集成電路(充電電路)43中。然后，集成電路(充電電路)43以公知的方式運行， 以對鋰離子二次電池的二次電池組30充電。電力通過控制系統(tǒng)DC-DC轉換器45從二次電池組30供應給MPU 41和存儲單元42。電力還通過用于輸出的DC-DC轉換器44和電力輸出部53從二次電池組30供應到外部。此外，電力通過用于USB的DC-DC轉換器46供應給 USB端子部55。諸如MPU 41的特征安裝在印刷電路板47上。電力輸入部51和電力輸出部53具有能夠彼此相接合的結構。具體地，電力輸入部51可具有凸出形式的結構，而電力輸出部53可具有凹進形式的結構。每對相鄰供電單元11的電力輸入部51和電力輸出部53能夠彼此相接合，以提供作為多個供電單元11的組合的供電單元群組10。充電/放電控制單元40具有這樣的結構，使得電力輸入部51與電力輸出部53之間的接合的狀態(tài)可被未示出的檢測單元(例如開關)檢測。在供電單元11的電力輸入部51的附近，設置有輸入顯示單元52，該輸入顯示單元 52連接到充電/放電控制單元40并且顯示是否輸入電力。在電力輸出部53的附近，設置有輸出顯示單元54，該輸出顯示單元M連接到充電/放電控制單元40并且顯示是否輸出電力。輸入顯示單元52和輸出顯示單元M由顯示部分和發(fā)光元件(未示出)形成，其中， 顯示部分包括使光透過的箭頭形狀的部件，而發(fā)光元件(未示出)布置在顯示部分內部。 具體地，發(fā)光元件可為LED。輸入顯示單元52和輸出顯示單元M布置在殼體20的上表面上。發(fā)光元件通過配線連接到充電/放電控制單元40，并且在由充電/放電控制單元40執(zhí)行的控制下接通和斷開發(fā)光元件。更具體地，充電/放電控制單元40檢查電力輸入部51 和電力輸出部53的接合的狀態(tài)，以及檢測電力輸入部51與電力輸出部53之間的電流的流動。在基于這樣的操作的結果而執(zhí)行的控制下接通和斷開發(fā)光元件。在圖IB中，由黑箭頭代表的輸入顯示單元52指示電力從外部電源供應(輸入)給位于輸入顯示單元52附近的相應的電力輸入部51。由黑箭頭代表的輸出電力顯示單元M指示電力從位于輸出電力顯示單元M附近的相應的電力輸出部供應(輸出)到外部或供應給鄰接的供電單元11。在下面的說明中應用同樣的。用于顯示充電的狀態(tài)的、由LED構成的充電狀態(tài)顯示單元(未示出)、以及用于顯示放電的狀態(tài)的、由LED構成的放電狀態(tài)顯示單元或剩余電力顯示單元 (未示出)可設置在供電單元11的殼體20上，并且這些單元可連接到充電/放電控制單元 40，以由充電/放電控制單元40來控制這些單元的操作。可使輸入顯示單元52和輸出顯示單元M還分別用作充電狀態(tài)顯示單元、以及放電狀態(tài)顯示單元或剩余電力顯示單元。在此情況下，例如，充電狀態(tài)顯示單元、以及放電狀態(tài)顯示單元或剩余電力顯示單元的功能可以以發(fā)光元件的閃爍狀態(tài)的形式來實現。電力通過設置在供電單元群組10的一個位置處的電力輸入部51，從外部電源供應給本實施例的供電單元群組10，以對三個供電單元11的二次電池組30充電。電力通過設置在供電單元群組10的一個位置或兩個位置處的電力輸出部53供應(輸出)給電力消耗設備，以驅動電力消耗設備。在本實施例中，供電單元11的殼體20是多角柱的形式(具體地，正六角柱)，所以可在其間無間隙地組合多個供電單元11。電力輸入部51和電力輸出部53可連接在每對鄰接的供電單元11之間，以使多個供電單元11可被容易地組合。例如，可組合或混合具有不同容量的各種類型的多個供電單元11，以將其整體地用作一個供電單元群組10。盡管已描述了本公開的優(yōu)選實施例，但本公開不限于實施例。實施例僅已經示出了根據本公開的供電單元、供電單元群組、二次電池組、充電/放電控制單元、電力輸入部、 和電力輸出部的配置和結構的示例，并且根據場合需要可進行修改。如上所述的布置在殼體20中并且連接到充電/放電控制單元40的至少一個電力輸入部和至少一個電力輸出部可采用磁場共振方法。具體地，包括高頻供電電路和匹配電路的電力發(fā)射器以及包括匹配電路、高速整流電路、和電源轉換電路的電力接收器可合并在充電/放電控制單元40中。電力輸出部可由連接到形成電力發(fā)射器的一部分的匹配電路的電力發(fā)射裝置構成。電力輸入部可由連接到形成電力接收器的一部分的匹配電路的電力接收裝置構成。例如，可組合根據本公開的六個供電單元，來形成如圖3A所示的供電單元群組。 圖3A是從上方看的這樣的供電單元群組的示意圖。在圖示的示例中，每個供電單元包括三個電力輸入部51和三個電力輸出部53。如圖:3B所示，可提供具有正三角柱的形式的殼體120的供電單元111。附圖標記 56A代表插針，附圖標記56B代表與插針相接合的洞孔。當供電單元111如所描述的通過使插針56A和洞孔56B彼此接合而與另一供電單元相組合時，可防止過度的力被施加到電力輸入部51和電力輸出部53。附圖標記57代表被操作以使電力輸出部53凸出和縮進的把手。此外，附圖標記58代表顯示單元，該顯示單元是充電狀態(tài)顯示單元、以及放電狀態(tài)顯示單元或剩余電力顯示單元的組合，而且顯示單元是通過排列多個LED而形成的。顯示單元 58連接到充電/放電控制單元40。如由圖4A中的示意性透視圖所代表的，可提供具有方柱(或長方體)的形式的殼體的供電單元211。圖4B是從下方看的、通過組合如此描述的三個供電單元211而形成的供電單元群組210的概念圖。本公開包含與2010年9月14日提交到日本專利局的日本優(yōu)先權專利申請 JP2010-205884的主題有關的主題，其全部內容通過參考合并于此。本領域技術人員應當理解，可根據設計需求和其它因素，進行各種修改、組合、子組合和替選，只要其在所附權利要求書或其等同物的范圍之內即可。
權利要求
1.一種供電單元，包括(A)殼體，其具有類似多角柱的形狀；(B)二次電池組，其包含在所述殼體中；(C)充電/放電控制裝置，其包含在所述殼體中并且連接到所述二次電池組；(D)至少一個電力輸入部，其布置在所述殼體上并且連接到所述充電/放電控制裝置；以及(E)至少一個電力輸出部，其布置在所述殼體上并且連接到所述充電/放電控制裝置。
2.根據權利要求1所述的供電單元，其中，所述充電/放電控制裝置包括用于控制充電和放電的集成電路、和DC-DC轉換器。
3.根據權利要求1所述的供電單元，還包括(F)至少一個信息輸入部，其布置在所述殼體上并且連接到所述充電/放電控制裝置；以及(G)至少一個信息輸出部，其布置在所述殼體上并且連接到所述充電/放電控制裝置。
4.根據權利要求3所述的供電單元，其中， 所述電力輸入部還用作所述信息輸入部；以及所述電力輸出部還用作所述信息輸出部。
5.根據權利要求1所述的供電單元，其中， 所述電力輸入部包括USB端子部；以及所述電力輸出部包括能夠與包括USB端子部的電力輸入部相接合的USB端子部。
6.根據權利要求1所述的供電單元，其中，所述電力輸入部和所述電力輸出部包括無線電力傳輸電路。
7.根據權利要求1所述的供電單元，其中，所述殼體的形狀使得多個所述殼體能被其間無間隙地并排布置。
8.根據權利要求1所述的供電單元，其中，所述殼體具有類似正六角柱的形狀。
9.根據權利要求8所述的供電單元，其中，所述電力輸入部設置在具有類似正六角柱的形狀的殼體的奇數編號的側表面上；以及所述電力輸出部設置在具有類似正六角柱的形狀的殼體的偶數編號的側表面上。
10.根據權利要求1所述的供電單元，包括指示是否輸入電力的輸入顯示裝置，其設置在所述電力輸入部的附近并且連接到所述充電/放電控制裝置；以及指示是否輸出電力的輸出顯示裝置，其設置在所述電力輸出部的附近并且連接到所述充電/放電控制裝置。
11.根據權利要求10所述的供電單元，其中，所述輸入顯示裝置和所述輸出顯示裝置包括顯示部分和發(fā)光元件，其中，所述顯示部分包括使光透過的箭頭狀的部件，而所述發(fā)光元件布置在所述顯示部分內部。
12.根據權利要求11所述的供電單元，其中，所述輸入顯示裝置和輸出顯示裝置布置在所述殼體的上表面上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種供電單元，該供電單元包括(A)殼體，其具有類似多角柱的形狀；(B)二次電池組，其包含在殼體中；(C)充電/放電控制裝置，其包含在殼體中并且連接到二次電池組；(D)至少一個電力輸入部，其布置在殼體上并且連接到充電/放電控制裝置；以及(E)至少一個電力輸出部，其布置在殼體上并且連接到充電/放電控制裝置。
文檔編號H02J7/00GK102403550SQ20111027596
公開日2012年4月4日 申請日期2011年9月7日 優(yōu)先權日2010年9月14日
發(fā)明者上坂進一, 中村和夫, 丸谷健太郎, 堀田慎, 小澤淳史, 正戶剛 申請人:索尼公司