CN100433411C - 电池卡及使用相同电池卡装配的电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种电池电力供应系统，其包括电池卡、内含电池卡槽之电池卡装配，及用以重复充电电池卡之充电器。该标准化电池卡系依轻薄安全及便于使用之特征设计，使其易于且得于各电子器材间互换。此外，于该电池卡外有一轨道机构使电池卡适于电子装置内插入与取出，且于该电池卡内有一内建之电量指示电路以一二极管指示器调整电压。该电池卡装配可为单一或多重电池卡设计。于使用单一电池卡情形中，电池卡装配电连接至一电子装置内之电力缓冲器，俾便使用者于一定时间内更换电池卡而无须关闭该电子装置。于使用多重电池卡情形中，电池卡装配仅自其中之一电池卡连接电力至电子装置。直至第一电池卡完全放电后，该电池卡组体自动切换至另一电池卡而不干扰电子装置之操作。

Description

电池卡及使用相同电池卡装配的电子装置

本申请是申请号为99810868.5，国际申请日为1999年7月23日，发明名称为“电池卡及使用相同电池卡装配的电子装置”的发明专利申请的分案申请。

发明领域

本发明系与一种电池组及使用该电池组之一种电子装置有关，尤指一种电池卡及使用该电池卡装配之一种电子装置。

发明背景

现今包括可携带式资讯电子器材之所有可携带式电子装置，系使用内部电池组作为电力来源。电池组包括串联且/或并联配置之数枚电池，以产生该器材操作所需之能量及电压。

基于其相对之高贮能密度，可携带式资讯器材的电池组中之电池单元主要分为二类：镍氢电池(NiMH)及锂离子电池(Li-ion)。传统电池外型系呈圆柱形且/或角形构造。第一图显示一传统圆柱形电池单元之截面图。如第一图所示，以一隔离膜15分隔正极层12与附着媒介11及负极层14与附着媒介13，再被卷绕于一圆柱筒16中，以产生最通用之圆柱形电池单元。第二图显示一传统方形电池单元之截面图。如第二图所示，以一隔离膜25分隔正极层22与附着媒介21及负极层24与附着媒介23，再被卷绕于一方形筒26中，以产生特殊应用之方形电池单元。

一般而言，电池组整体结构需取决于电池单元之外形。由多数电池单元装配而成之传统电池组显得庞大、笨重且昂贵。第三图即显示一使用于笔记型电脑之标准电池组。该电池组3包含许多圆柱形锂离子电池单元31，且嵌有一电路板32以于充放电时指示能量与显示电压/电流。此外，电池组3有一5接脚之输出插座33连接于笔记型电脑。其中的两个接脚为电力传输之″正″与″负″端。其他接脚则提供电池组3与电脑(未示出)间电池单元温度、电池单元资料码与电池组电压/电流状态之通连。于第三图中，有9枚圆柱形电池单元31以三串三并方式排列于电池组3中。每一个电池单元31直径为18mm、高度为65mm、以全容量1.35Ah操作于3.6V。由9枚圆柱形电池单元31组成之电池组3输出为44Wh(10.8Vx4.05Ah)，其尺寸及重量分别为150(W)x90(L)x21(T)mm及490g。该电池组3可供一Pentium300笔记型电脑操作约近3小时(180min.)。

近期之电池组设计系尽可能轻薄化，以期适用于较为细薄精巧之电子器材。第四图显示一使用于笔记型电脑而包含角形电池单元之细薄形电池组。如第四图所示该电池组4包含数枚角形锂离子电池单元41，且嵌有一电路板42以于充放电时指示能量与显示电压/电流。此外，该电池组4有一5接脚之输出插座43连接于笔记型电脑。其中的两个接脚为电力传输之″正″与″负″端。其他接脚则提供电池组4与电脑间电池单元温度、电池单元资料码与电池组电压/电流状态之通连。

相较于第三图中之电池组3，第四图之电池组4因使用角形电池单元41而具较小之厚度，通常少于10mm。然较小型电池因其导电材料较少，其电池供电时间相对较短。使用者并已察觉维持电力连续性之困难。若电力短缺情形经常发生，于某些最严重状况下将可能破坏其资料完整性。

笔记型电脑通常仅配备一套电池组。然就使用频繁者而言，其笔记型电脑可能须配备2套电池组，惟因重量等因素致其实用性较低。

此外，大多数电池组系单一为某种特定电子器材而设计，全然忽略其于各种电子器材间之互换性，使得顾客除非从原厂否则无法替换电池组。使用者往往受限于厂商制造而不具弹性之电池组，遂使电子器材制造商得藉有限之供应量，以较高价格控制电池附属配件市场。

特殊设计之电池组通常有特殊之安全考量，超出制造厂商推荐之使用条件容易发生危险。最近飞机座椅电力供应系统之安全性已引起大众关注，原因是使用者于飞行中将电池充电之前，鲜少检查电池本身之条件。其制造厂商并已建议美国联邦航空管理局(Federal Aviation Administration，FAA)下令于安全问题未获解决之前，暂缓该系统之使用。

上述所有缺点皆对携带式资讯电子器材之普及化构成阻碍。本发明则提供一种截然不同之解决方案。

发明简述

因此，本发明之一目的为提供一标准化之电池组，以一轻、薄、安全与人性化之卡形结构，以使器材间之互换性更容易而可行。

本发明之另一目的在于藉使用方便而易于更换之电池组，以提供一种无电力中断之虞之电池电力系统，俾便使用者于电池组贮电量不足之际，不须关闭该电子装置即可更换电池组。因此，本发明之改良式电池电力系统亦使使用者得以解决因便于携带而缩小电池组体积所衍生之使用时间相对减少之问题。传统设计均设法增加较多电力于电子器材，本发明则采取电池卡为解决方案，使能连续满足一般应用所需之最小操作时间。

本发明次一目的系提供一种可将公共安全之顾虑减至最低之安全性电池电力系统，其不论电池卡系于电子器材外之分离式充电器充电，亦或于电子器材内建之充电器充电，皆不致对移动中之使用者产生不便。

本发明另一目的系提供一种改良式电池电力系统，俾便使用者不须携带超过其实际所需之电力，且无须顾虑电池电力耗尽时资料之损失。

本发明另一目的系提供一种具安全设计之电池组，以避免电池组未使用时因误动作而短路。

本案提供一种适合一电子装置使用之电池卡，使该电子装置由该电池卡提供电力。该电池卡包括数个电池供应单元(至少一电池供应单元)以串联且/或并联方式排列，产生操作该电子装置所需之能量与电压。装置于电池卡内之第一电池供应单元包括两个第一平板形附着媒介，分别附着于一第一负极材料与一第一正极材料，以及一第一平板形隔离膜，一方面分隔该第一附着媒介，另一方面互相通连该两个第一附着媒介。装置于该电池卡内之第二电池供应单元包括两个第二平板形附着媒介分别附着于一第二负极材料与一第二正极材料，以及一第二平板形隔离膜，一方面分隔该第一附着媒介，另一方面互相通连该两个第二附着媒介。该电池卡有一壳体包覆该第一与该第二电池供应单元以形成一重量能量密度大于40watt-hour/kilogram且体积能量密度大于100watt-hour/liter之电池卡。此外，于壳体上装置两个接触端且分别电连接于该第一与该第二电池供应单元以经由该二接触端供应电力于该电子装置。

根据本发明之其中一态样，该电池卡以具有重量能量密度大于80watt-hour/kilogram与体积能量密度大于200watt-hour/liter为佳。

该电子装置以可携式为佳。

该壳体以具一整体四方形的面为佳，而该面之任一边以小于10公分为尤佳。

于一变化例中，该壳体实质上为平行六面体。而该平行六面体之厚度以小于1.5公分为佳，且以小于1公分为尤佳。该平行六面体之任一边以小于15公分为最佳。

该电池卡以可充电式为佳，且以可于该电子装置内充电或经由一外接充电器充电为尤佳。

根据本发明之另一态样，该电池卡内连接一保护电路，以安全保护该电池卡免操作于高或低于某一特定之电压值。

根据本发明之另一态样，该电池卡内连接一能量指示器以测量该电池卡之可用能量。

根据本发明之另一样态，该电池卡内连接一容量显示器以显示该电池卡之可用容量。

该壳体以由ABS(acrylonitrile-butadiene-styrene resin)与镁铝合金其中之一所组成为佳。

根据本发明之另一态样，该电池卡更包括7个电池供应单元，该9个电池供应单元被分成3并联连接群，每一群包括3个被串接之电池供应单元。

根据本发明之另一态样，该电池卡内连接一充电电路，使该电池卡可藉由该充电电路充电。

最佳者，该二接触端被遮蔽，直到该电池卡插入该电子装置时才暴露。

当然，该二个第一平板形附着媒介与该二个第二平板形附着媒介为固定的。

根据本发明之另一态样，该电池卡更包括一第一壳体包覆该第一电池供应单元，以及一第二壳体包覆该第二电池供应单元且以串联方式连接于该第一电池供应单元。

本案之更另一目的为提供一种适合一电子装置使用之电池卡，使该电子装置由该电池卡提供电力。该电池卡包括数个电池供应单元(至少一电池供应单元)以串联且/或并联方式排列，以得所需之能量与电压以操作该电子装置。装置于该电池卡内之第一电池供应单元包括二第一平板形附着媒介分别附着于一第一负极材料与一第一正极材料，一第一平板形隔离膜一方面分隔该第一附着媒介且另一方面通连该二个第一附着媒介，以及一第一壳体包覆该第一电池供应单元。装置于该电池卡内之第二电池供应单元包括二第二平板形附着媒介分别附着于一第二负极材料与一第二正极材料，一第二平板形隔离膜一方面分隔该第一附着媒介且另一方面通连该二个第二附着媒介以形成一第二电池供应单元，以及一第二壳体包覆该第二电池供应单元。该电池卡具有一厚度小于1.5公分之壳体，且包覆该第一与该第二电池供应单元以形成一重量能量密度大于40watt-hour/kilogram且体积能量密度大于100watt-hour/liter之电池卡。此外，该壳体上装置二接触端且分别电连接于该第一与该第二电池供应单元以经由该二接触端而供应该电子装置电力。

该附着媒介与该隔离膜以卷绕成圆柱状为佳。于另一变化例中，该附着媒介与该隔离膜以卷绕成方块状为佳。

该壳体实质上以一尺寸小于15cm之平行六面体为佳，且以小于10cm为尤佳。

该第一与该第二电池供应单元以串联方式电连接为佳。

该电池卡之厚度以小于1cm为佳。

该电池卡之总重量以小于180克为佳，且以小于150克为尤佳。

当然，该附着媒介分别附着于该负极材料与该正级材料之两相对表面上。

本发明另一目的为提供一种电池卡装配，其可配合一由电池卡装配内含之电池卡供应电力之电子装置使用。本发明中该电子装置包含一设有一供装设电池卡装配插槽之壳体。该电池卡装配包括可插设于该电子装置插槽之一装配本体，其设有一可置换插入电池卡之卡孔，并具一装设于装配本体之保持机构，以于第一情况下维持该电池卡于卡孔内供应电子装置电力，并于第二情况下将电池卡自卡孔分开以脱离装配本体。

依据本发明其中一态样，该电池卡装配尚包括一将电池卡导引插入卡孔之导引机构，而该导引机构以包含安装于装配本体之两导引侧轨尤佳。

依据本发明另一态样，该电池卡装配尚包括用以关闭该卡孔之一可动门，及一相对卡孔而维持该可动门于常关状态之一弹性元件。

该保持机构以包含一致动钮尤佳，其于第一情况下系突出于壳体，而于第二情况下则通常与壳体平齐。

当然，该电池卡具两组电力接触端，且该装配本体包含一电力接收介质，其电连接至电池卡之两电力接触端，以经该接触端自电池卡接收电力。于较佳配置中，该电力接收介质包含分别电连接至电池卡之两电力接触端之二导电体，且该装配本体包括电连接至该二导电体且具一终端接头之一电力线。

该装配本体以进一步包含用以插设另一电池卡之另一卡孔为佳。

所有电池卡以具相同尺寸为佳。然于其变化例中该等电池卡亦可具不同尺寸。

所有卡孔以具相同尺寸为佳。然于其变化例中该等卡孔亦可具不同尺寸。

依据本发明之另一态样，该电池卡装配进一步电连接于一控制电路，该电路系用以控制该电子装置系由何一电池卡供应电力。

该控制电路以包含二极管开关、充电器/保护电路、能量计电路及发光二极管(LED)显示电路为佳。

该电池卡装配以电连接于一容量侦测器为佳，以侦测该电池卡尚存能量。

依据本发明之另一态样，该电池卡装配进一步电连接于一电力不足警告器，以于任一电池卡贮电量将近不足时发出讯号。

依据本发明之另一态样，该电池卡装配进一步包含电连接至该电力不足警告器之显示器，以显示任一电池卡之贮能量已近不足。

本发明再一目的系提供一种电池卡装配，以配合使用于藉电池卡装配内含之电池卡供应电力之电子装置。该电池卡装配包括电连接至该电子装置之一装配本体，其设有一可置换插入电池卡之卡孔，并具一装设于装配本体之保持机构，以于第一时间供应该电子装置电力，而于第二时间将电池卡自卡缝分开以脱离装配本体。

本发明又一目的系提供一种配合一电子装置使用之电池卡装配，该电子装置具有一开设电池卡装配用安装插槽之壳体，以藉电池卡装配内含之电池卡供应其电力。该电池卡装配包括一插设于该电子装置插槽之装配本体，其设有一可插换电池卡之卡孔。

依据本发明之一态样，该电池卡之重量能量密度及体积能量密度以分别大于40watt-hrs/kg及100watt-hrs/l为佳，且又以其重量能量密度及体积能量密度分别大于80watt-hrs/kg及200watt-hrs/l尤佳。

该电池卡厚度以小于1.5cm为佳，而又以小于1cm尤佳。

本发明进一步之目的系提供一种电池卡装配，以配合使用于藉电池卡装配内含之电池卡供应电力之电子装置。该电池卡装配包括电连接至该电子装置之一装配本体，其设有一可供插换电池卡之卡孔。

本发明另一目的系提供一种于壳体上开设一插槽之电子装置，该插槽可供具有一装配本体之电池卡装配安装于内，装配本体设有一可供插换电池卡之卡孔，以藉其电池卡供应其电力。

依据本发明之一态样，该电池卡之重量能量密度及体积能量密度以分别大于40watt-hrs/kg及100watt-hrs/l为佳，且又以其重量能量密度及体积能量密度分别大于80watt-hrs/kg及200watt-hrs/l尤佳。

该电池卡厚度以小于1.5cm为佳，而又以小于1cm尤佳。

该电池卡以实质上呈平行六面体而其尺寸小于15cm为佳，且其尺寸又以小于10cm尤佳。

本案尚有一目的为提供一种电子装置，其包括具一卡孔之一壳体，以及一可插换于该卡孔内以供应该电子装置电力之电池卡。该电池卡具有二第一平板形附着媒介分别附着于一第一负极材料与一第一正极材料，一第一平板形隔离膜一方面分隔该第一附着媒介且另一方面通连该二个第一附着媒介以形成一第一电池供应单元，二第二平板形附着媒介分别附着于一第二负极材料与一第二正极材料，一第二平板形隔离膜一方面分隔该第一附着媒介且另一方面通连该二个第二附着媒介以形成一第二电池供应单元，一壳体包覆该第一与该第二电池供应单元以形成一重量能量密度大于40watt-hour/kilogram且体积能量密度大于100watt-hour/liter之电池卡，以及二接触端，装置于壳体上且分别电连接于该第一与该第二电池供应单元以经由该二接触端而供应该电子装置电力。

根据本发明之一态样，该电池卡具有大于80watt-hr/kg之重量能量密度及大于200watt-hr/l之体积能量密度。

该壳体实质上以尺寸小于15cm之平行六面体为佳，且又以小于10cm尤佳。

该壳体之厚度以小于1.5cm为佳，且又以小于1cm尤佳。

最佳者，该壳体更包括一插槽，以及该电子装置更包括一电池卡装配可滑动插入于该插槽且，具有该卡孔。

本案尚有一目的为提供一种电子装置，其包括具一卡孔之一壳体，以及一可插换于该卡孔内以供应该电子装置电力之电池卡。该电池卡具有二第一平板形附着媒介分别附着于一第一负极材料与一第一正极材料，一第一平板形隔离膜一方面分隔该第一附着媒介且另一方面通连该二个第一附着媒介以形成一第一电池供应单元，一第一壳体包覆该第一电池供应单元，二第二平板形附着媒介分别附着于一第二负极材料与一第二正极材料，一第二平板形分隔膜一方面分隔该第一附着媒介且另一方面，通连该二个第二附着媒介以形成一第二电池供应单元，一第二壳体包覆该第二电池供应单元，一壳体具小于1.5公分之厚度且包覆该第一与该第二电池供应单元以形成一重量能量密度大于40watt-hour/kilograms且体积能量密度大于100watt-hour/liter之电池卡，以及二接触端，装置于壳体上且分别电连接于该第一与该第二电池供应单元以经由该二接触端而供应该电子装置电力。

该电池卡之厚度以小于1cm为佳。

该电池卡以具有大于80watt-hr/kg之重量能量密度及大于200watt-hr/l之体积能量密度为佳。

该壳体以实质上尺寸小于15cm之平行六面体为佳，且又以小于10cm为尤佳。

该第一与该第二电池供应单元以串联方式电连接为佳。

最佳者，该壳体更包括一插槽，以及该电子装置更包括一电池卡装配可滑动插入于该插槽且，具有该卡孔。

本发明另一目的系提供一种于壳体上开设一插槽之电子装置，一电池卡装配滑动插入该插槽内，装配本体设有一可插换电池卡之卡孔，以藉其电池卡供应其电力。该电池卡厚度小于1.5cm，其重量能量密度及体积能量密度分别大于40watt-hrs/kg及100watt-hrs/l。

该电池卡以实质上呈平行六面体且其厚度小于1cm为佳。

该电池卡之重量能量密度及体积能量密度以分别大于80watt-hrs/kg及200watt-hrs/l为佳。

该电池卡以可充电且该电子装置尚包括一用以充电该电池卡之充电器为佳。

该电子装置以尚包含一电力缓冲器为佳，当电池卡电量不足之际该电力缓冲器可负责供应该电子装置电力。

该电池卡装配以另包含用以插换另一电池卡之另一卡孔为佳。

该电池卡装配以另电连接于一控制电路为佳，以藉该电路控制该电子装置系由何一电池卡供应电力。

该电池卡装配以构成一卡匣为佳，且该电子装置进一步包含一显示器，以警告使用者其中一电池卡贮能量不足。

依照本发明的一个方面，提供了一种适合连同一电子装置使用的电池卡装配，使该电子装置由该电池卡装配内含的一第一电池卡提供电力。该第一电池卡装配包括一装配本体，该装配本体具有一第一卡孔，用以插换该第一电池卡于该装配本体内，且该装配本体电连接至该电子装置；一保持机构，該保持机构装设于该装配本体，用以于第一情况下保持该第一电池卡于该第一卡孔内而供应该电子装置电力，而于第二情况下，将该第一电池卡自该第一卡孔分开以脱离该装配本体；以及一导引机构，用以导引该第一电池卡插入该第一卡孔，其中该第一情况是指该电子装置由该第一电池卡供应电力的情况，该第二情况是指该电子装置非由该第一电池卡供应电力的情况，且该电子装置具有一壳体，而该壳体上具有一插槽用以容纳该电池卡装配。

在本发明的电池卡装配中，该导引机构包括装设于该装配本体的二反向导引侧轨。

本发明的电池卡装配还可以包括：关闭该第一卡孔的一可动门；以及相对该第一卡孔保持该可动门于常关状态的一弹性元件。

在本发明的电池卡装配中，该保持机构包括一致动钮，其于该第一情况下突出于该壳体，而于该第二情况下与该壳体呈平齐；该第一电池卡具二电力接触端，该装配本体包括用以电连接至该二电力接触端的一电力接收介质，以经其自该第一电池卡接收电力；该电力接收介质包括分别电连接至该二电力接触端的二导体；以及该装配本体更包括电连接至所述二导体并具一终端接头的一电线。

在本发明的电池卡装配中，该装配本体更包括用以插设一第二电池卡于内的一第二卡孔。

在本发明的电池卡装配中，该第一及该第二电池卡具相同或不同尺寸，且该第一及该第二卡孔具相同或不同尺寸。

本发明的电池卡装配可以电连接至：控制该电子装置是由哪一个电池卡供电的一控制电路，其中该控制电路包括二极体开关、充电器/保护电路、电量计电路及LED显示电路；一能量侦测器以侦测该第一及该第二电池卡保存多少能量；以及一电量不足警示器，以于该第一及该第二电池卡中任一电池卡的电量不足时产生警示。

本发明的电池卡装配还可以包括电连接至该电量不足警示器的一显示器，以显示电量不足的电池卡。

本发明经参阅下述各图式及详细说明后当极易理解：

附图简述

第一图为一传统圆柱形电池单元之截面图。

第二图为一传统角形电池单元之截面图。

第三图为一内含圆柱形电池单元之笔记型电脑用传统电池组。

第四图为一内含角形电池单元之笔记型电脑用传统电池组。

第五图为一平板形高分子电池单元之截面图。

第六图为一包含许多电池单元之磁盘片尺寸电池卡最佳实施例之截面图。

第七图显示电池充电/保护装置与该装置与具一串列电池单元之电池卡的连结。

第八图显示一嵌于电池卡之电量指示电路方块图。

第九图显示当非使用时档板关闭之电池卡。

第十图显示当插入卡匣时档板打开之电池卡。

第十一图显示一设有一弹性门体之卡匣，该门体系关闭而无电池卡插设于内。

第十二图显示一设有一弹性门体之卡匣，该门体系开启而含电池卡插设于内。

第十三图显示一设有二卡孔以插设二电池卡之卡匣。

第十四图A显示藉一电线电连接至一使用中笔记型电脑之一卡匣。

第十四图B显示直接连接至一使用中笔记型电脑之一卡匣。

第十五图显示附有二电池卡之一电子器材控制电路方块图。

最佳实施例详细说明

本发明系为一电池电力供应系统，其由电池卡、内设电池卡插槽之电池卡装配及供电池卡再充电之充电器组成。电池卡具轻薄且便于使用之设计特征，便于携带、储存及互换。电池卡为以固定形式容纳电池卡之可携带式资讯电子器材一标准元件。充电器则为一藉高度技术之充电运算法以安全重复充电多组电池卡之附件。

本案之电池卡系适合一电子装置使用，使该电子装置由该电池卡供电。该电子装置以一可携带式资讯产品为佳。本案之电池卡包含许多电池单元(至少一个电池单元)以串联且/或并联方式排列，以产生操作电子装置所需之能量与电压。排列于电池卡内之电池单元可以是任何形状，圆柱或角形，只要其形状于电池单元组合后能与卡的尺寸相配合即可。最近发展之平板形高分子电池单元是电池卡中电池单元之另一种选择。第五图显示一平板形高分子电池单元之截面图。如第五图所示，带正极层52的附着媒介51与带负极层54的附着媒介53以一隔离膜55隔离。极层与一高分子材料制成薄片且封于一平板壳体56内。然而，电池卡内之电池单元的数量并不受限。第六图显示一包含许多平板型电池单元之磁盘片尺寸电池卡实施例之截面图。如第六图所示，信用卡尺寸之电池卡6包含9枚高分子电池单元601～609，每一个电池单元与第五图所显示之高分子电池单元5结构相似。第一电池单元601包含两个第一平板形附着媒介分别附着于第一负极材料与第一正极材料，且第一平板形隔离膜一方面隔离该第一附着媒介一方面使该两个第一附着媒介互相通连。第二电池单元602也有两个第二平板形附着媒介分别附着于第二负极材料与第二正极材料，且第二平板隔离膜一方面隔离该第二附着媒介一方面使该两个第二附着媒介互相通连。

于第六图中，电池单元601、602与603以并联方式连接，形成一电池单元群610封于一内壳体611中。电池单元604、605与606以并联方式连接，形成一电池单元群612封于一内壳体613中。电池单元607、608与609以并联方式连接，形成一电池单元群614封于一内壳体615中。电池单元群610、612与614进一步以串联方式连接以形成一封于壳体616之最终电池卡6。此外，有两个接触端(617与618)装置于壳体616且电连于电池单元601～609以经由此而向电子装置供电。因此电池卡6可与一电池卡之卡匣(未示出)藉由该正端与负端(617与618)线接。该两接触端(617与618)最好设计成隐藏式直到被插入电子装置时才曝露。

本发明之电池卡重量能量密度及体积能量密度分别大于40watt-hr/kg及100watt-hr/l，且其重量能量密度及体积能量密度分别大于80watt-hr/kg及200watt-hr/l较佳。

电池卡壳体有一整体呈方形之平面。其平面之任一侧边以短于10cm为佳。于一变化例中，该电池卡壳体实质上系呈一厚度小于1.5cm之平行六面体，且其厚度又以小于1cm尤佳。该平行六面体之任一边皆小于15cm，且以小于10cm为佳。然而，壳体的形状并不受限制。此外，电池卡之总重量小于180g，且以小于150g为佳。

本案之电池卡包含电池单元于一塑胶且/或金属合金之壳体。壳体材质轻、薄、坚固、耐摔且热散性佳。ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene resin)与镁铝合金为目前之选择。

本案电池卡之电池单元可以是任何可重复充电之电化学设计，包括镍氢(NiMH)、锂离子(Li-ion)、锌气(zinc air)且/或其他发展中之电化学系统。电池单元以串联或并联方式偶合于电池卡内，以产生操作产品所需之能量与电压。

本发明之电池卡系可重复充电。该电池卡内电连接一充电电路，使电池卡能够藉由该充电电路重复充电。是故，该电池卡可藉连接至电子装置内部充电器，或接至墙上电力插座直接以交流供电源充电，或藉一电子装置外部之独立充电器重复充电。此外，该电池卡具有保护电路以安全保护电池卡免操作于高或低于某一特定电压值(亦即避免电池卡被过度充电且/或放电)。第七图显示一连接于含四个串联电池单元之电池卡72的电池充电/保护电路之方块图。于充电/保护电路71之输入端(B4，B3，B2与B1)连接于电池卡72内电池单元之相对应正端。输入端B0连接于电池卡72之负端73。于充电/保护电路71内之选择器(未显示)可选择性连接B0-B4以检查电池卡72内任何个别电池单元之电压。负端73连接于电晶体74与75，而后连接于接地端76。接地端76连接于充电/保护电路71之GND输入端。电晶体74之闸极连接于充电/保护装置71之DC输出端，结合一充电操作。电晶体75之闸极连接于充电/保护电路71之CC输出端，结合一放电操作。

本案之电池卡嵌有一能量指示电路以侦测电池电量与显示电池卡保留多少能量。该电池卡包括一容量显示器以显示电池卡之容量。第8图显示一容量指示器连接之方块图，其中容量指示电路81系嵌于电池卡82。容量指示电路81系连接于电池单元83与序列通讯埠(DQ)。容量指示电路81包含显示侦测资讯之发光二极管显示幕84。于实施例中，有五段显示连接于六终端与一普通输出。

第九图显示根据本案电池卡之基本设计。该电池卡9包括一由上壳体92及下壳体93组成之壳体91。沿其表面设有轨道94，以结合电池卡至内建有电池卡插槽之一卡匣(未示出)。壳体91前缘96附有一挡板95，以于电池卡3插入卡匣(未示出)至卡匣终端处时，露出包含正负极电力输出之接口97。

电池卡实施例

1.由圆柱形电池单元所组成之电池卡(非较佳例)

该电池卡由三个串联偶合之圆柱形锂离子电池组成。每一个电池单元以1.35Ah之全电量操作于3.6V。电池单元直径18mm，高度65mm，且重量为42g。该电池卡尺寸为54(W)x65(L)x18(T)mm，且于电路与壳体完成前之重量为126g。电池卡供应14.6Wh(10.8Vx1.35Ah)之容量，可操作Pentium300之笔记型电脑约60分钟。

2.由角形电池单元所组成之电池卡(非较佳例)

该电池卡由三个串联偶合之角形锂离子电池单元组成。每一个电池单元以0.95Ah之全容量操作于3.6V。电池单元尺寸为34(W)x48(L)x9(T)mm，且重量为42g。该电池卡尺寸为102(W)x48(L)x9(T)mm，且于电路与壳体完成前之重量为120g。该电池卡供应10.3Wh(10.8Vx0.95Ah)之容量，可操作Pentium300之笔记型电脑约42分钟。

3.由信用卡尺寸高分子电池单元组成之电池卡(较佳例)

该信用卡尺寸之电池卡由四个并联之高分子锂离子电池单元组成。每一个电池单元以0.3Ah之全电量操作于3.6V。电池单元尺寸为85(W)x55(L)x0.75(T)mm，且重量为9g。该电池卡尺寸为85(W)x55(L)x3.2(T)mm，且于电路与壳体完成前之重量为36g。电池卡供应4.32Wh(3.6Vx1.2Ah)之容量，可操作一GSM手机超过40小时之通话时间且/或待机150小时。

4.由磁盘片尺寸高分子电池单元组成之电池卡(较佳例)

该磁盘片尺寸电池卡由九个三串三并之高分子锂离子电池单元所组成。每一个电池单元以0.5Ah之全容量操作于3.6V。电池单元尺寸为90(W)x90(L)x0.75(T)mm，且重量为15g。该电池卡尺寸为90(W)x90(L)x7.4(T)mm，且于电路与壳体完成前之重量为135g。该电池卡供应16.2Wh(10.8Vx1.5Ah)之容量，可操作Pentium300之笔记型电脑约66分钟。

5.由A4尺寸高分子电池单元所组成之电池卡(较佳例)

该A4尺寸电池卡由三个串联之高分子锂离子电池单元所组成。每一个电池单元以3.7Ah之全容量操作于3.6V。电池单元尺寸为280(W)x210(L)x0.75(T)mm，且重量为110g。该电池卡尺寸为280(W)x210(L)x2.4(T)mm，且于电路与壳体完成前之重量为330g。电池卡供应40Wh(10.8Vx3.7Ah)之容量，可操作Pentium300之笔记型电脑约163分钟。

本发明之电池卡装配系配合一电子装置使用，该电子装置具有一安装电池卡装配于内之插槽，而由电子卡装配内含之电池卡供应电力。

本发明之电池卡装配包括一可插入电子装置插槽且具一用以置换插入电池卡之卡缝之装配本体，并包括一装设于装配本体之保持机构，以于第一情况下保持电池卡于卡孔内以供电予电子装置，且于第二情况下将电池卡自卡孔分离而脱离装配本体。

电池卡装配位于电子器材内而容纳一或多片电池卡。若电池卡以PCMCIA规格设计，电池卡装配可为一PC-Card卡匣。第十一图显示本发明之一卡匣示意图。电池卡匣11若系独立设计，则具有一结合为一之底部半壳111及一顶部半壳112。卡匣11具有一前表面113、一后表面114、侧表面115、116，及位于顶部117与底部118实质呈平面之二表面。此外，卡匣11包括一导引机构(未示出)以导引电池卡插入卡孔内。卡匣11之导引机构包括装设于装配本体两相反之导引侧轨。卡匣11尚包括用以关闭该卡孔之一可动门119，及一相对卡孔而维持该可动门于常关状态之一弹性元件(未示出)。于第十一图中卡匣内无电池卡之际，可动门119系关闭且致动钮110向下。于第十二图中当电池卡插入则可动门119开启且致动钮110向上。当使用者欲更换电池卡之际，可简单按下致动钮110以开启可动门119而释出电池卡。此外，卡匣11包括电连接至电池卡两电力接点之两导电体(未示出)，以于电池卡插入槽内后自电池卡接收电力。卡匣11尚包括一电连接至两导体且具有一终端接头(未示出)之电力线(未示出)。

于一变化例中，该卡匣可具用以插设另一电池卡之另一卡孔。第十三图即显示具有用以插设二电池卡二卡孔(131及132)之一卡匣13。该等卡孔(131及132)自然可设计为具有相同或不同之尺寸。对应之下电池卡亦可为同一或不同尺寸。

当然，于另一实施例中，电池卡装配可为一电子装置外部之独立卡匣。如第十四图A所示，具有二卡孔(141及142)之卡匣14于使用中可藉一电线144电连接至笔记型电脑143。于其变化例中，具二卡孔(141及142)之卡匣14可如第十四图B所示直接连接至笔记型电脑143。

于使用单一电池卡情形下，当电池卡能量不足之际，该卡匣系电连接至一设于该电子装置之电力缓冲器(未示出)。当电池卡电力不足之际，藉如一二极管开关改变电池卡与如桥式电池及/或电容器等电力缓冲器间之电力连接，使用者可于一定时间内更换电池卡而无须关闭该电子装置。

于使用多组电池卡情形中，卡匣于任何时间内皆仅自电池卡之一连接电力至电子装置。当该第一电池卡完全放电后，卡匣即自动切换第一电池卡至另一电池卡而不干扰该装置操作。当电池卡之一电力不足之际，藉改变电池卡间之电力连接且于任何时间内自单一电池卡获取电力，使用者可更换电池卡而无须关闭该电子装置。是故，于上述两种情形中，当电池卡电力不足电子装置之操作皆不受影响。此外，电池卡装配可设计为与一容量侦测器连接，以侦测电池卡之贮能量；并连接一电力不足警示器，而于电池卡其一将近容量不足时发出警示。电池卡装配可设计为包括一电连接至电力不足警示器之显示器，以警告使用者电池卡之一容量不足。

第十五图显示一具有二电池卡之电子器材控制电路方块示意图。一第一电池卡151经由一位于顺向之二极管152，连接至一供应电脑电力之直流/直流转换器153输入端。一第二电池卡154则经由一同为顺向之二极管155，连接至该直流/直流转换器输入端。该第一电池卡151及第二电池卡154经二极管152及二极管155以OR连接方式至直流/直流转换器153。自第一电池卡151或第二电池卡154任一之电力，系经二极管152或二极管155及该直流/直流转换器153供应电脑。

一亦可作为电力缓冲器之交流/直流配接器156，经由一第一充电开关157而于第一电池卡151及二极管152间连接，且并经一第二充电开关158于第二电池卡及二极管155间连接。除经直流/直流转换器153提供电子装置供电路径外，该交流/直流配接器或电力缓冲器156另提供一充电路径。第一电池卡151或第二电池卡154系经该充电路径充电，且电力经二极管152或二极管155之一及直流/直流转换器153供应该电子器材。

电池卡装配之实施例

1.包含一电池卡之一卡匣

包含一电池卡之卡匣系设计用以装设于一轻薄精巧之电子器材。当电池卡脱离卡匣，一二极管开关将连接至一如桥式电池及/或一电容器之电力缓冲器。使用者可于一定时间内更换其电池卡而不须关闭该机器。

2.包含多于一电池卡之一卡匣

包含多于一电池卡之卡匣系设计使用于全数用途之电子器材。一二极管开关于任何时间内仅连接至一电池卡。当使用者自卡匣抽出低容量电池卡，卡匣即切换至另一电池卡而不影响其操作。使用者可于第二电池卡耗尽前任何时间插入一满电量之新电池卡。然而，可装设于卡匣内之电池卡数不应受限。

本发明揭示一种藉轻薄安全且便于使用之电池组而操作之新颖电池电力系统。由于电池组需不断缩小以便于携带，为解决操作时间缩短之问题，故设计一使用方便易于更换之单元电池组，以提供无中断之电力系统。

取代增加较多电力至电子器材之做法，本发明揭示一不同型式，其使用电池卡以提供一满足电力持续性之一般应用之最小操作时间。当电池卡自电子器材外部之一分离式充电器或电子器材内建之一充电器充电，公共安全之顾虑可降至最低，且亦不致对移动中之使用者增加任何不便。

使用者藉本发明则不须携带较实际所需之更多电力源，当电池电力耗尽时其亦无须忧心资料之流失。再者，卡形电池组可以标准化，使产品间之交换性容易且可行。

依照上述说明及参考附随之图示，吾人可理解本发明之电池电力系统确已改进习知技术之缺点。

本发明虽已藉其最佳实施例予以叙明，然其旨并非用以将本发明限定于业经揭示之最佳实施例。众所皆知者，经参阅上述揭示之内容后，熟习本技术领域人士当可轻易依此径行诸多修改及替换。是故，该等修改及替换皆仍涵括于下述申请专利范围界定之精神及范畴内。

Claims (8)

1.一种用于连同一电子装置使用的电池卡装配，使该电子装置由该电池卡装配内含的一第一电池卡提供电力，其特征在于，该电池卡装配包括：

一装配本体，该装配本体具有一第一卡孔，用以插换该第一电池卡于该装配本体内，且该装配本体电连接至该电子装置；

一保持机构，該保持机构装设于该装配本体，用以于第一情况下保持该第一电池卡于该第一卡孔内而供应该电子装置电力，而于第二情况下，将该第一电池卡自该第一卡孔分开以脱离该装配本体；以及

一导引机构，用以导引该第一电池卡插入该第一卡孔，

其中该第一情况是指该电子装置由该第一电池卡供应电力的情况，该第二情况是指该电子装置非由该第一电池卡供应电力的情况，且该电子装置具有一壳体，而该壳体上具有一插槽用以容纳该电池卡装配。

2.如权利要求1所述的电池卡装配，其特征在于，该导引机构包括装设于该装配本体的二反向导引侧轨。

3.如权利要求1所述的电池卡装配，其特征在于，还包括：

关闭该第一卡孔的一可动门；以及

相对该第一卡孔保持该可动门于常关状态的一弹性元件。

4.如权利要求1所述的电池卡装配，其特征在于，

该保持机构包括一致动钮，其于该第一情况下突出于该壳体，而于该第二情况下与该壳体呈平齐；

该第一电池卡具二电力接触端，

该装配本体包括用以电连接至该二电力接触端的一电力接收介质，以经其自该第一电池卡接收电力；

该电力接收介质包括分别电连接至该二电力接触端的二导体；以及

该装配本体更包括电连接至所述二导体并具一终端接头的一电线。

5.如权利要求1所述的电池卡装配，其特征在于，该装配本体更包括用以插设一第二电池卡于内的一第二卡孔。

6.如权利要求5所述的电池卡装配，其特征在于，该第一及该第二电池卡具相同或不同尺寸，且该第一及该第二卡孔具相同或不同尺寸。

7.如权利要求5所述的电池卡装配，其特征在于，其电连接至：

控制该电子装置是由哪一个电池卡供电的一控制电路，其中该控制电路包括二极体开关、充电器/保护电路、电量计电路及LED显示电路；

一能量侦测器以侦测该第一及该第二电池卡保存多少能量；以及

一电量不足警示器，以于该第一及该第二电池卡中任一电池卡的电量不足时产生警示。

8.如权利要求7所述的电池卡装配，其特征在于，还包括电连接至该电量不足警示器的一显示器，以显示电量不足的电池卡。

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