数字电池组制造技术

独立电池构成的动态电池组阵列（图三），可控地相互连接使其能在瞬间动态地配置成多根具有不同电源输出性能的电源总线，每个电源总线设计成可供给在某一瞬间电路中某个负载（Ａ－Ｆ负载）所需的电力。较佳的是，这些电池是可互换和随机待用，在任一瞬间，任一电池都可以为某个负载提供电源。这个由分立电池所组成的动态电池组阵列有助其安装在物料柔韧的基片上，如信用卡上。这个可编程的阵列对电路上选用的电池和个别电力负载之间的网络和电源总线使用低阻开关阵列。使用这种电池组阵列的电路一般是具有若干负载、而且每个负载对电源需求都不一样的复杂电路。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
数字电池组                           相关的专利申请本专利申请主张在2001年10月提出的美国临时申请号码为60/329,459，的专利申请的权益。                            专利技术背景1.专利技术的领域这个专利技术在一般涉及电池组阵列，尤其涉及一个自动恢复、可动态配置的电池组阵列。它能够形成多条瞬间电源总线，每条电源总线配置成符合电路中某一特定的组件或模块(负载)要求。有时，该电池组阵列在此被称为″数字电池组″或″动态电池组阵列″。2.现有技术的说明电子装置正在变得越来越复杂。这些复杂的电子装置通常都包含许多不同的组件或模块(负载)，每个组件都有其特有的电压和电流的要求。这里所用″负载″包含了组件、模块、组件中分开供电的元件等等。电池组通常对公用汇流条提供一个预定标称值的电力。每个组件的电力都从那个公用汇流条中获取，并流过各种电力调节组件，使得各个运行组件具有特定的电流和电压值，而特定组件需要此和电流和电压值以执行其期望的功能。各种不同大小种类的电路，包括电子电路，都需要利用电能让它们运作。不同种类的电池长久以来都担任这一工作。典型的这类电池都能提供一个相对恒的参数，例如，电压和电流。一般来说，作了一些努力使得电池输出参数保持几乎恒定。电路通常由数个不同的工作组件和与其相关的电能调节组件构成。这些不同的工作组件常常对电压，电流和其他电能参数有不同的要求。电路中所包括的很多组件仅是把电池输出的电能调节成各个工作组件所需的值。电路中许多的能量都被电能调节组件消耗，而这些组件使电池输出适合各种工作组件的要求。在电路的设计上，很多-->的费用和困难都是源于装入这类电能调节组件的需要，而所述电能调节组件件仅仅是为了适合电池的输出以符合各个工作组件的需要。整个电路的大小和复杂性都必须进行调节，以适应把这些电能调节组件包括在内的要求。把电路微型化的努力因要把这些电能调节组件包括在微型电路里的需要而受阻。如果这些电池输出特定的组件可以被剔除，那么，我们将能够在所有尺寸，目的和构成不同的电路上作出巨大的改良。通常电池组的常见故障是内部短路或者是形成了一个开路。当电池组电池安排成静态阵列时，一个电池的故障一般会造成阵列所提供的电能参数的改变。例如，如果一组并联连接的电池组电池中的一个被拿走，输出电流就会下降。如果一组串联连接的电池组电池中的一个被拿走，输出电压就会下降。因开路的电池的故障可能会完全影响电池组阵列的运作。(例如，在一个串联排列的电池组内)。同样，因内部短路的电池的故障也可能使电池组阵列的运作完全受到干扰。每一个有部分或全部故障的电池会进一步改变参数。电路中的工作部件设计成在几乎恒定的能源参数下工作。因此，在当从电池组阵列输出的参数因为电池组阵列中某个电池的损坏或故障而改变的情况下，这个电路可能会停止工作或不良运作。为解决这个难题提出了各种权宜之计。有人想过用印刷电路板的方法制造两个相互绝缘的层片，其中一个层片有多个独立电池组，另外一个含有多个数据处理单元。每个数据处理单元都连接到自用的电池组。例如，见诺文的美国专利6,154,855。诺文专利6,154,855提议用多个冗余的数据处理单元，自动剔除坏的单元，并用备用的单元去取代它们，让数据处理单元的阵列对故障产生容忍度。但是，在诺文专利的提议里没有提到任何电能调节组件被剔除，或者这种剔除是可能的。诺文专利揭示了一个用冗余单片数据处理单元网络所组成的一个数据处理系统。它特别建议，这些单片结构可以是以多层薄而软的层片形式，大小如普通的信用卡一样。网络内的数据处理单元是可互换的，可使用重复的备用单元提供冗余度。每一个单元包含多个组件，例如，处理器、存储器，和输入/输出装置。诺文建议每个数据处理单元应有它独立自用的电池组电池，使在单元层上有充分的冗余度。那就是，每个数据处理单元应有一对一的关系的独立自用的电池组电池。在诺文建议的权宜之计中的电池组电池，在数据处理单元之间是不能互相替代的。这种一对一的关系为数据处理单元内所有需要用电的组件提供一个共用的电源总线。可是，在同一个数据处理单元内的所有组件一般不会用同样的电压和电流。然而，如果数据处理单元中某个组件需要对电池组电池的功率输出作出调节，它必须由该数据处理单元中的电能调节组件来提供。诺文专利也提到，在某一个总网络的某特定的区域里的相邻的正常的数据处理单元，可能会加入电源共享的电源总线。它没有说电源总线是并联或是串联连接。这种具有多个互相连接的电池组电池的共用电源总线提供的电压和电流肯定比一个单一电池组电池所提供的为大，因而，从共用电源总线所得到的电力和从单一数据处理单元内单一电池所得到的电力的性质是不一样的。同样，诺文专利也没有提到独立的单元如何使用来自共用电源总线的电力，而所述单元设计成靠单一电池组的电池输出而运行。在任何指定数据处理单元内每个耗电的组件之间的随机动态连接性，要求每个用电的组件有它自己独立的动态的对故障有容忍度的电源总线，这是和诺文的理论向违背-->的。诺文的理论没有提到让数据处理单元里的每一个用电的组件都有它自己的独立的电源总线，也没有提到这样安排的好处。对提供动态的电池组电池组阵列也提出过各种权宜之计。哈西在号为码5,563,002美国专利中提议用具有单一电力输出电源总线的程控电池组阵列提供来解决在不同的负载和电池组充电状况下提供稳定的总电压或电流输出的问题。哈西提议用多个分立的电池用机械开关有选择性地根据负载的改变而连接在一起。这样可以为单一电源总线提供稳定的输出。哈西没有解决动态地使电压或电流满足单一装置内每个不同的负载的个别的电能要求的问题。哈西也没有提到多个复杂的电子装置可以用动态互连一个电池组阵列去同时给单一复杂装置内分散的组件或模块提供不同的电压和电流的方法而被简化。哈西所提到的那些机械开关适用于单一电源总线上高电能需求的应用。这些高电能需求的应用，如哈西本人所指出的，常常超出半导体开关的能力。哈西没有提议过，用一个单一电池组阵列动态地形成多条电源总线的方法，可以把每一个个别电源总线所负荷的电能降低到一个小型的、快速的、有效的廉价的、可靠的半导体开关可以负荷电能，而不需要使用机械开关。机械开关不能随机动态组合。也就是，两个独立的电池组电池不能在不顾虑它们物理位置的情况下随机被选择和连接在一起。机械开关的电池组阵列的外形尺寸受到它所需的空间的限制，这些空间必须能够容纳这样的一个开关。哈西也没有倡导为每个负载提供独立的电源总线的论点。个别的电源总线根据需要在瞬间由数个动力电池所组成，而所述电池在独立电源总线之间基本上可互相替换的。机械开关与固态装置上相比本质上具有较慢的响应时间。用机械开关去瞬间重组多个电源总线在物理上是不可能的。哈西的设想的阵列作为组合串联并联阵列是没有作用的。就算哈西的设想能够在组合的串联并联的阵列里有作用，如果有一个电池产生故障，没有揭示把在该串联电路里那个有故障的电池分流出去。也有人提出过有故障容忍度的分布式电池组系统。例如，见何根等人的号码为6,104,967的美国专利。何根等人的设想是一个分布式电池组系统，特别是供电给电力车辆的电池组系统的控制系统。它的负载通常是电马达，由共用的电源总线提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字电池组，其特征在于，所述电池组包括：一个不能产生电能的基片；一个由所述基片支承的、以阵列形式的多个分立电池，所述电池中的独立电池能够提供电能，所述阵列通过电气互连系统来电气相连，所述电气互连系统根据互连控制器的信号来 可变化地进行组合；一个电路可操作地与阵列相连，所述电路包括至少两个需要不同电能条件的负载，所述互连控制器适用于组合所述电气互连系统，使所述分立电池中的独立的电池互连，为所述两个负载中每一个提供所需的不同的电能条件。

【技术特征摘要】
US 2001-10-11 60/329,4591.一种数字电池组，其特征在于，所述电池组包括：一个不能产生电能的基片；一个由所述基片支承的、以阵列形式的多个分立电池，所述电池中的独立电池能够提供电能，所述阵列通过电气互连系统来电气相连，所述电气互连系统根据互连控制器的信号来可变化地进行组合；一个电路可操作地与阵列相连，所述电路包括至少两个需要不同电能条件的负载，所述互连控制器适用于组合所述电气互连系统，使所述分立电池中的独立的电池互连，为所述两个负载中每一个提供所需的不同的电能条件。2.一种数字电池组，其特征在于，所述电池组包括：一个物理上柔韧但不能产生电能的基片；一个由所述基片支承的、以阵列形式的多个分立电池，所述电池中的独立电池能够提供电能，所述阵列通过电气互连系统来电气相连，所述阵列通过半导体开关阵列电气互连；一个电路可操作地与阵列相连，所述电路包括至少两个需要不同瞬间电能条件的负载，所述半导体开关与所述电池中的独立电池互连，为所述两个负载中每一个提供所需的不同的电能条件。3.一种形成数字电池组的过程，其特征在于，所述过程包括：选择一个不能产生电能的基片；形成一个由所述基片支承的、以阵列形式的多个分立电池，所述电池中的独立电池能够提供电能，所述阵列通过电气互连系统来电气相连；提供一个可操作地与阵列相连的电路，所述电路包括至少两个需要不同电能条件的组件，所述电气互连系统与所述电池中的独立的电池互连，为所述两个组件中每一个提供所需的不同的电能条件。4.一种包含多个独立动力电池的复杂的电子装置，其特征在于，所述装置包括：多个独立负载；多个导电通道，导电地和选择性地和所述独立动力电池中每一个和所述独立负载中每一个相联结；多个半导体开关，可操作的地与所述多个导电通道相联结，所述半导体开关适用于动态地选择所述独立动力电池中至少一个以构成动力选择，以及把动力选择构成所述独立负载中一个负载的独立电源总线。-->5.如权利要求4所述的一种复杂的电子装置，其特征在于，所述独立动力电池随机地从所述多个独立动力电池中选择以构成所述动力选择。6.如权利要求4所述的一种复杂的电子装置，其特征在于，所述装置包括可以程控的开关阵列，所述可程控的开关阵列包括所述半导体开关。7.一种系统，其特征在于，所述系统包括：一个动力...

【专利技术属性】
技术研发人员：MS西尔弗曼，
申请(专利权)人：迪诺佛研究有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]