CN102624055A - 具有基于电池温度拉出不同电流的内部控制器的电池 - Google Patents

Abstract

具有内部微控制器的可再充电电池。微控制器包含存储器，在其中储存关于电池曾经所处环境的数据。跟用来给电池充电的充电器集成在一起的处理器读取这些数据。如果这些数据表明电池已经暴露在恶劣环境太长时间，充电器就对电池进行全面的健康状况评估。

Description

具有基于电池温度拉出不同电流的内部控制器的电池

本申请是申请号为200680048050.0、申请日为2006年10月19日、发明名称为“给暴露在恶劣环境中的电池再充电的系统和方法”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及对电池进行再充电的系统和方法。具体而言，本发明涉及用于对电池充电并评估电池健康状况的系统和方法。本发明还涉及用于从电池连接的用电设备获得数据的系统和方法。 

背景技术

常常用电池给手术室里使用的电力手术器械供电来进行手术。用电池就不需要用电线连接到外部电源。跟要用电线的手术器械相比，没有电线有很多优点。使用这种器械的手术人员不必考虑给电线消毒，就能够将它们带到患者四周的无菌手术区，或者确保在手术过程中不会不小心将未经消毒的电线带到手术区。此外，没有电线同样能够消除电线给手术过程造成的混乱和视场障碍。 

在手术室里，还将电池用于给手术器械以外的器械供电。还用电池来给进行手术时手术人员有时穿戴的个人保护系统中集成的用电部件供电。典型情况下，这种系统包括某种带头盔的外衣。在外衣里头有在外衣内用于空气循环的通风单元。一些这种系统还拥有灯光用来给手术场地照明，或者有无线电用来跟手术中的其它人员进行正常通话。通风单元、照明单元和无线电这些单元中的每一个都需要电源。通过用电池供电，就不需要给穿戴这种单元的每个人连接电线。这样就能够减少手术室人员需要避开的电线的数量。此外，不用电线还能够解除对使用这些系统的个人的 行动限制。 

很自然，任何电池供电设备的一个组成部分是电池。手术室里使用的大多数电池供电的手术设备都使用可再充电电池。这些可再充电电池通常包括一个或多个镍镉电池单元。电池一放完电，就将它连接到辅助充电器。充电器给电池的电池单元提供电流，让电池单元储存能量。 

跟其它可再充电电池不同，手术器械中使用的可再充电电池必须能够进行消毒，从而能够将它放在手术场地靠近患者的地方。常常把这些电池放在高压锅里来对它们消毒，在高压锅内，充满饱和水汽(蒸汽)，温度接近270华氏度(132摄氏度)，气压大约为30psi(仪表读数)(1552毫米汞柱)。反复暴露在这种环境中会导致电池的电池单元储存电荷的能力下降。常常将这种情况叫做电池的“健康状况”变差。 

2000年1月25日授权的本申请人的第6,018,227号美国专利BATTERY CHARGER ESPECIALLY USEFUL WITH  STERILIZABLE RECHARGEABLE BATTERY PACKS，公开了确定电池负载电压的一种方法，在这里将这一专利引入作为参考。可以推测，这是电池内阻的一种度量。可惜，这一信息不能单独提供电池健康状况的完整度量。例如，这一信息不能单独说明储存的能量是否足以在完成手术所必需的这一段时间内给电池连接的设备供电。这就意味着如果在手术过程中电池电力耗尽，就必须中断手术来更换电池。这样就会延长总的手术时间。这种中断跟现代手术尽快完成手术，缩短患者内部器官暴露从而容易感染的时间，以及患者处于麻醉状态的时间这一目标背道而驰。 

此外，让手术设备提供其自身工作状态的数据给医院的其它设备也是很有意义的。例如，一些机械化手术器械配备了内部温度传感器。当这种器械内部的轴承装置发生故障时，器械温度会开始上升。辅助传感器检测这种温度上升。于是可以由医院的远程设备读取从传感器输出的信号。这样就能够告诉医院工作人员这一器械已经快要发生故障，应该维修或更换。 

有电线的手术设备能够提供这种工作状态数据。这些通信系统技术上比较简单，也很经济，因为可以通过给这些设备供电的电线将这些信号转发到辅助控制台。也可以通过无线通信系统从这些设备提供数据。本申 请人于2005年6月28日递交的第60/694,592号美国专利申请POWERED SURGICAL TOOL WITH SEALED CONTROL MODULE公开了一种系统，该申请的内容是以美国专利号US 7,638,958公开的，现在这里将它引入作为参考。以上系统的一个缺点是它需要给手术室增加无线通信系统。提供这种系统的成本限制了安装它们的范围。 

于1999年11月2日授权的本申请人的受让人的第5,977,746号美国专利RECHARGEABLE BATTERY PACK AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME公开了专门设计成承受严酷的高压锅消毒环境的一种可再充电电池，在这里将它引入作为参考。本发明的这一电池包括一簇电池单元，它们用上下塑料捆绑件捆绑在一起。在捆绑件中形成的孔之间延伸的导电带将这些电池单元连接起来。这些导电带中有一根是熔断带，当过大电流流过时会开路。更加具体地说，流经熔断带的电流加热形成熔断带的材料，使得熔断带的一段气化。熔断带段的气化将熔断带分成两段。 

可以将以上电池组用于储存给无绳手术器械供电的电荷。但是，电池组内部的电池单元会产生大量热量。这些热量会导致电池单元的温度上升。有时，这些电池单元之间的温度上升程度不均匀。电池单元这种不均匀的热量会导致电气不平衡。如果电池单元如此不平衡，就无法在特定时间立即供电，也会缩短寿命。 

发明内容

本发明涉及一种新的、有用的电池和电池充电系统。这种电池被设计成用于恶劣环境，例如要用高压锅对电池消毒的医院。本发明的电池和电池充电系统还被设计成记录和发射用电池供电的装置的数据。 

本发明的电池包括一组可充电电池单元。电池内部还有数据记录单元和温度传感器。数据记录单元和温度传感器都由电池电池单元供电，因此它们总是开着的，而不管电池是在给装置供电还是正在充电。数据记录单元和温度传感器用于记录电池的温度数据。 

本发明的电池充电器包括给电池充电的电流源。电池充电器内部还有处理器和负载电阻。处理器调节电流源的激励和电池到负载电阻的连接。 

处理器还读取电池数据记录单元中储存的数据。根据表明电池历史的数据，处理器对电池进行健康状况评估。例如，如果数据记录单元中的数据表明电池连续处于高于门限的温度超过给定时间长度，就进行健康状况评估。为了进行健康状况评估，处理器测量电池的负载电压，以及输入电池的能量。后一评估常常是通过首先将电池放完电来进行的。健康状况评估的结果被显示出来。 

本发明的另一个特点是用电池给装置供电时，装置将数据写入数据记录单元。当电池连接到充电器时，数据记录单元将储存的装置数据写出到充电器处理器。充电器处理器则将这些数据转发给另一个装置。因此，负责维护装置的人能够获得电池供电的装置的工作状况信息。跟这些装置即使没有任何有线链路或RF/IR/超声无线通信链路也能获得这些信息。 

本发明的电池还能够均匀地散发电池组内部电池单元产生的热量。这样能够使电池单元的温度不平衡最小。电池单元的温度不平衡最小能够减少电池单元之间的电气不平衡。减少这种电气不平衡能够减少电池因为电气不平衡而给电池性能带来的不利影响。本发明的电池还有熔断带，当超过规定量的电流流过熔断带时，熔断带开路。本发明的电池制作起来经济，占用的表面面积较小。 

附图说明

用权利要求中的特征来表征本发明。通过以下详细说明，同时参考附图，会更加了解本发明中的电池、电池充电器以及对电池充电方法的上述和其它特征和优点，在这些附图中： 

图1是本发明中电池和电池充电器的透视图； 

图2是电池的透视图； 

图3是本发明中电池的展开图； 

图4是电池外壳的透视图； 

图5是电池外壳的剖视图； 

图5A是电池外壳顶部边缘放大了的剖视图； 

图6是电池内部电池单元簇的展开图； 

图7是电池单元簇中捆绑件装置(在这里是顶部捆绑件装置)的展开图； 

图8是顶部捆绑件装置内部热熔断带的平面图； 

图9是电池帽的剖视图； 

图10是电池帽下表面的平面图； 

图11是电池帽底部唇缘放大后的剖视图； 

图12是电池内部电气组件的示意图； 

图13是电池微控制器内部一些子电路的框图； 

图14说明电池微控制器中集成的存储器里储存的一些数据类型； 

图15A是说明固定件之一的平面图，在这些固定件中将形成电池单元族的组件放置在其中以便简化族装置； 

图15B是说明如何将形成电池单元簇的组件装配到一对固定件中去的侧视图； 

图16说明用于完成电池单元簇组装的焊接过程； 

图17是将电池外壳和电池帽焊接在一起之前，这些组件交界面的剖视图； 

图18说明如何将电池外壳和电池帽焊接在一起； 

图19是焊接过程以后电池外壳和电池帽交界面的剖视图； 

图20是说明充电器底座和充电器外壳关系的展开图； 

图20A是说明放电器电阻和辅助散热器如何固定到充电器底座的透视图； 

图21是充电器内部一些组件的剖视图； 

图22是充电器内部子电路和附在充电器上的模块的框图； 

图23A和23B一起形成电池微控制器监视电池高压锅灭菌过程的流程图； 

图24A、24B和24C一起形成充电器按照本发明的过程对电池进行充电所执行的处理步骤的流程图； 

图25是充电器内部的处理器确保充电器温度不上升到潜在不安全程度所执行的处理步骤的流程图； 

图26是说明本发明中器械通信系统的框图，其中电池和充电器用于支持手术器械和其它组件之间数据的交换； 

图27是本发明中系统器械组件的框图； 

图28是电池微控制器内部器械历史文件里储存的数据的框图；以及 

图29是本发明中器械通信系统里执行的处理步骤的流程图。 

具体实施方式

I.综述

图1说明按照本发明构造的电池40和电池充电器42。电池40包括一组可再充电电池单元44(图3)、微控制器46和温度传感器48(图12)。电池充电器42包括有多个舱52(图20)的外壳50。每个舱52都以能够拆卸的方式接受与特定电池类型相联系的模块54。模块54的形状是一个辅助插座56，用于接受相联系的电池40的头端。电池充电器42内部是用于读取电池微控制器46内部储存的数据并用于给电池的电池单元44充电的组件。多个I/O单元58附着到充电器42。每个I/O单元58充当子装置，通过这些子装置输入指令，并呈现关于附着到充电器42的电池40之一的充电状态信息。 

II.电池和电池组装方法

如图2和3所示，本发明的电池40包括外壳60。可再充电电池单元44排列成外壳60中的簇62。盖子66在外壳60的开口顶端上放置并被密封。盖子66具有头68。盖子66是安装微控制器46和温度传感器48的电池结构组件。在本发明的图示版本中，盖子头68的尺寸刚好适合于由电池40供电的用电器械522(图22)中形成的辅助插座。盖子头68具有两个接触件70和单个接触件72。接触件70是导电部件，通过这些导电部件，充电器42给电池单元44施加充电电流，并且用电器械522(图23)从中拉出激励电流。接触件72是将数据和指令写入微控制器46以及从微控制器46读出所用的接触件。因此，利用单线信号交换协议在充电器42和电池微控制器46之间交换数据。一个这种协议是Dallas半导体单线协议。 

电池外壳60是用单块塑料形成的，这种塑料对于980纳米的光能发射是透明的。用“透明”这个词表示塑料至少是“部分”透明的。在本发明的多数版本中，塑料至少是55％透明的。在更多的优选版本中，塑料 至少是75％透明的。在本发明的一个版本中，用聚苯砜(polyphenylsulfone)塑料形成外壳60。形成外壳60的这种塑料之一可以买到，品牌为美国乔治亚Alpharetta的Solvay Advanced Polymers的RADEL。这种塑料是部分透明的。由于审美方面的原因，可以将形成外壳60的塑料染成在可见波长范围不透明。如果这样对外壳60染色，应当选择染料，这种染料不明显影响980纳米范围光能的透射。如同下面讨论的一样，这是一个处理中用激光将盖子66焊接到外壳60上去的波长。 

如图4、5和5A所示，外壳60具有总体来说矩形的底座76。四个互联壁78从底座76的周边边缘向上延伸。由于审美方面的原因，底座76的角落以及壁78邻接的角落都是圆角。外壳60的形状还使得壁78从底座76向外倾斜。外壳60的形状还使得肋条80从壁78的内表面从底座76的顶部表面向内延伸。每个壁78都可以有一个、两个或多个肋条80。肋条80为壁提供结构刚性，并使电池单元簇62在外壳60内的移动最少。 

每个外壳壁78都具有内部垂直表面86。(在图5所示的剖视图中，在内表面86的顶部以下能够看见肋条50。)在内部垂直表面86以上，有一个楔形面88，相对于垂直表面86以一定角度向外。壁沿(reveal)90形成每个唇缘78的最顶部。壁沿90具有总体来说是方形的剖面。壁沿90的宽度小于在唇缘外表面85的顶部边缘和楔形内部面88的顶部边缘之间延伸的垂直表面91的宽度。这样就形成外壳60，使得壁沿90位于唇缘外表面的顶部边缘和楔形内部面88的顶部边缘以内。 

如图6所示，电池单元簇62包括多个可再充电电池单元44。从这里结合进来作为参考的上述美国专利5,977,746可知，每个电池单元44充当电池单元地的外部圆柱形表面由聚酰亚胺带(没有画出)覆盖。 

将电池单元44排列成三个邻接的行92、94和96，使得一行中的电池单元和相邻行中的电池单元邻接。在每一行92～94中，相邻的电池单元44邻接。将电池单元44排列成在外面的行(行92和96)具有三个电池单元，在中心行(行94)具有两个电池单元。这种排列能够保证每个电池单元都有至少10％，最好是至少20％的外部周边段既不邻接相邻电池单元，也不会隐藏在相邻行电池单元后面。于是，每个电池单元44的至少10％，最好是至少20％的周边段形成构成电池簇62的电池单元阵列的外部周边的 一部分。 

根据是将电池单元串联还是并联来排列电池单元44的顶部和底部方向，也就是正、负端子的方向，以便提供特定的电压和电流。 

分别用顶部和底部捆绑件装置102和104将电池单元44保持在一起，形成簇62。每个捆绑件装置102和104都包括多个薄金属带形状的多个导电带106。图7说明捆绑件装置102，如图7所示，每个捆绑件装置都分别包括内部和外部捆绑件108和110。(作为参考，“内部”捆绑件是指最接近电池单元44的捆绑件；“外部”捆绑件和所述电池单元隔开。)每个捆绑件108和110都是用柔性塑料材料(例如DuPont商标MYLAR下销售的聚酯)形成。每个捆绑件108和110分别有多个孔112和114。形成上部捆绑件装置102的捆绑件108和110还用来沿着它的外部周边分别形成对准凹口116和117。 

导电带106夹在捆绑件108和110之间。每条导电带106都有一端延伸到对准的一对捆绑件孔112和114对着的空间。一些导电带106的位置使得这些导电带的第二端延伸到对准的一对捆绑件孔112和114之一。这些导电带106电气连接相邻电池单元44的端子。两条导电带106的第二端从捆绑件108和110的周边向上伸出来。这两条导电带106，如图6所示，充当在电池单元簇62和接触件70之间提供电气连接的部件。 

在形成顶部捆绑件装置102的捆绑件108和110之间还放置有熔断带118。如图8所示，熔断带118由导电金属形成，电流流过的时候，会将材料加热到金属气化的温度。在本发明的一个版本中，用镍或镍合金形成熔断带118。熔断带118一般都是平面带的形式。熔断带118还有凹口120从形成熔断带的金属带纵向侧边边缘之一向内延伸。(图7所示熔断带和图8所示熔断带118的凹口120的几何形状略有不同。)在图8中，熔断带118的段119是最窄的段，也是凹口120最宽的部分。 

通过首先将捆绑件108和110之一放置在夹具中来组装本发明的捆绑件装置102或104。具体地说，夹具有一个凹进部分，可以将捆绑件108和110精确地放进去。相互隔开的手指从夹具底座向凹进部分延伸。这些手指延伸到捆绑件孔112和114对着的空间。这些手指互相隔开，在它们之间留出空间，可以将导电带106和熔断带118放进其中。 

夹具凹进部分里放置的捆绑件108或110的外露表面有粘合剂。在本发明的一些版本中，事先将粘合剂涂在捆绑件108或110上。在制造过程中，去掉覆盖粘合剂的保护片。在图7中，用内捆绑件108上的点124表示粘合剂。 

一旦将第一捆绑件108或110放置在夹具上，就将导电带106和熔断带118放在捆绑件上。更加具体地说，将导电带106和熔断带118放置在通过捆绑件孔112或114延伸的手指之间。然后将第二捆绑件110或108放置在部分组装好的单元中。在本发明的一些版本中，还可以将粘合剂材料放置在和第一捆绑件邻接的第二捆绑件的表面。 

作为捆绑件108和110的组装结果，每个内捆绑件孔112都和上捆绑件孔114中相联系的一个对准。内、外捆绑件凹口116和117也对准。还要明白，在捆绑件装置102的组装过程中，熔断带118的位置使得熔断带凹口120在捆绑件108和110夹在一起的区域内。熔断带118的熔断带凹口120那一部分在捆绑件凹口116和117对着的空间。在本发明的更多优选版本中，熔断带的位置使得熔断带最细的段，也就是熔断带凹口120最宽段那一部分，跟捆绑件108和110隔开。 

下面参考图2、9和10描述电池盖子66。在本发明的一个版本中，盖子66是利用RADEL R塑料这种聚苯砜塑料形成的单个组件。由于审美方面的原因，可以将形成盖子的塑料染成在可见光波长上不透明。如果要按照下面讨论的激光焊接工艺将盖子66固定到外壳60上，就应该用吸收激光对应波长的光能的材料形成盖子。美观的染料可以充当这种材料。因此，在本发明的这个版本中，染料吸收980纳米范围的能量。盖子66具有总体上矩形的底座126，其几何形状对着外壳壁78的顶部边缘。四块板128、130、132和134从底座126的侧边向内向上延伸。这些板128～134在电池头68从中向上伸出的平面水平表面136会合。板128和132是侧板，互相对称。板130是前板，板134是后板。相对于水平平面，前板130具有陡峭的向上斜面；后板134的斜面较浅。 

电池头68有一个槽136和两个槽138。每个槽136和138都向头68的正面开口。槽136以电池40的纵向中心线为中心。槽138平行于槽138的两个侧边之一并位于其上。用来跟微控制器46交换信号的接触件72 延伸到槽136中。用来储存电荷并从电池单元44拉出电荷的接触件70位于槽138中。 

用轴将闩锁140安装到电池头上。闩锁140将电池40保持在连接电池的用电设备上。将压力释放阀142安装到闩锁140下面的水平表面。没有说明的有安装闩锁140和阀142的孔，以及用轴将闩锁保持在电池盖子66上的装置。 

多根肋条146和148从盖子板128～134的内表面向内延伸。肋条146和148的形状总体上是矩形的，延伸到水平表面135下面的盖子的内表面。肋条146相对较高，肋条148较短。两根肋条146从板128、132和134向内延伸。单根肋条148从前板130向内延伸。另外一根肋条148从紧紧接邻前板的侧板128和132中的每一个向内延伸。每根肋条148还使得外端相对于肋条紧紧接邻肋条从中延伸的板的那一部分，有一个向下的台阶。肋条146和148能够使电池单元簇62的垂直位移最小，如果不能完全阻止的话。 

电池盖子66还有从盖子周边的底座126向下延伸的唇缘152。如图11所示，唇缘152在底座126外部垂直表面的里面。盖子66的形状使得唇缘152内部垂直表面154与底座126的相邻内部表面齐平。唇缘152具有在底座126外部周边的里面的外部垂直表面156。唇缘152还具有在垂直表面154下面延伸的楔形表面158。表面158向盖子66的中心向内倾斜。矩形法兰160形成唇缘152的最底部，也就是电池盖子66的最底部结构特征。内部垂直表面154的最底部形成法兰160的内表面。相对于相邻表面158向内有一个台阶的平行垂直表面164形成法兰160的外壁。 

电池盖子66还有矩形凹口166从底座126的底部表面向上延伸。底座126使得凹口166就在唇缘外部垂直表面156的前面，并部分地由唇缘外部垂直表面156限定。在本发明的一些版本中，盖子66没有凹口。 

回到图3，可以看到，印刷电路板170安装在电池盖子66中。印刷电路板170是安装电池微控制器46和温度传感器48(没有画出)的组件。电路板170装配在盖子66中，面对肋条148向内的有台阶的边缘。柱子172从印刷电路板170向上延伸。穿过盖子水平表面135进入柱子172的螺丝174将电路板170保持在盖子上。 

有两个导体176从电路板170延伸。导体176在电池单元44和电路板170上的组件之间提供电气连接。如同下面将更加详细地讨论的一样，将激励信号连续不断地施加到电池40的微控制器46和温度传感器48上，而不考虑电池是不是正在进行充电、放电、高压锅消毒还是仅仅在储存中。 

图3中还能看到导线装置177从电池单元簇向接触件70延伸。图中还能看到将接触件70和72保持在位置上的按钮头紧固件178和锁紧垫圈179，在其它地方不再对它们进行介绍。图中还能够看到在柱子172周围放置的O形环180。 

图12是电池40中电路组件的示意图。电压调节器182连接到电池单元簇62输出端子的正极。在本发明的一个版本中，电压调节器产生3.3伏直流信号，在点183处有这个信号。在存在3.3伏直流信号的电压变换器182的插针和地之间的电容器184用于对3.3伏直流信号进行滤波。 

施加了3.3伏直流信号的组件之一是微控制器46。能够用作微控制器46的一种合适的单元是荷兰Philips Electronics N.V.制造的P89LPC925 8比特微控制器。微控制器46具有多个不同的子电路，将参考图13来描述它们中的多个。中央处理单元(CPU)185控制着微控制器46以及连接到微控制器的组件的大部分操作。非易失性闪存187储存CPU 185执行的指令。如同下面将讨论的一样，存储器187还储存：用于调节电池充电过程的指令；描述电池使用历史的数据；以及描述电池连接的器械522的使用历史的数据。 

随机存取存储器188充当微控制器46读取和产生的数据的临时缓存器。CPU时钟189提供时钟信号用来调节CPU 185的操作。尽管为了简单起见只画出了一个块，但是应该明白CPU时钟189还可以包括片上振荡器以及将来自振荡器的输出信号转换成CPU时钟信号的子电路。实时时钟190以固定的间隔产生时钟信号，下面将对此进行说明。 

将来自温度传感器的输出信号施加给模拟比较器191和模数转换器192。在图13中，上述子电路用单条总线193互连。应当明白这是为了简单。实际上，可以用专用线路将特定的子电路连接在一起。同样应该明白，微控制器46还有其它子电路。这些子电路和本发明不是特别相关，因此不详细描述。 

图14说明除了微控制器46执行的指令以外，闪存187中储存的数据的类型。这些数据包括字段或文件194中标识电池的数据。除了序列号、批号和制造商标识以外，这些数据可以包括鉴权码这样的数据。这个码子由电池连接的器械522或充电器42读取，以确定是电池给器械供电还是由充电器给电池再充电。电池标识数据可以包括表明电池使用寿命的数据。使用寿命数据是以下数据类型中的一种或多种：电池有效期数据、充电次数和高压锅消毒次数。标识文件194中的其它数据可以表明电池产生的信号的标称开路电压，电池能够产生的电流，以及可用能量的焦耳数。 

电池的充电指令储存在文件195中。这些数据可以是美国专利6,018,227和6,184,655公开的电池存储器中的数据类型，在这里将它们引入作为参考。闪存187还包含描述电池充电和高压锅消毒历史的数据。在字段196中储存了表明电池充电次数的数据。测量得到的充电后电压文件197包含一些数据，这些数据表明每次充电以后测量得到的电池负载电压。在本发明的一些版本中，文件197只包括最后1～10次充电后的测量结果。在文件198中储存了一些数据，这些数据表明在它以前的充电过程中测量得到的最高电池温度。同样，文件198可以只包含表明电池最后1～10次充电过程中测量得到的最高温度的数据。 

字段199储存表明电池经过高压锅消毒总次数的数据。高压锅消毒累计时间字段200，如同其名字所暗示的一样，用于储存一些数据，这些数据表明电池处于看作高压锅消毒温度的门限温度或门限温度以上温度的总时间。 

字段201包含一些数据，这些数据表明电池暴露于有可能过量高压锅消毒的次数。表明电池有可能过量高压锅消毒的累计时间的数据储存在字段202中。峰值高压锅消毒温度字段203包含表明最高高压锅消毒温度的数据。字段204包含每次高压锅消毒时电池在高压锅消毒中的时间的记录。在本发明的一些版本中，高压锅消毒文件204中的时间只包含表明电池最后5～100次高压锅消毒的时间的数据。文件205包含一些数据，这些数据表明在最后5～100次高压锅消毒过程中测量得到的电池的峰值温度。在本发明的大多数版本中，存储器187为完全是相同次数的高压锅消毒储存高压锅消毒时间和温度数据。字段206包含一些数据，这些数据表明对 电池进行高压锅消毒单次最长的时间周期。 

存储器187还包含器械历史文件229。如同下面讨论的一样，器械历史文件229储存从电池40供电的器械522获得的数据。 

回到图12，现在描述电池40内部的其它电路组件。温度传感器48是能够检测电池40是否暴露于高压锅消毒温度的合适的任何温度传感设备。在这里描述的本发明的这个版本中，温度传感器48是热敏电阻。将3.3伏直流施加到温度传感器的一端。温度传感器48的相对端通过电阻207连接到地。在电阻207两端跨接电容器208。将温度传感器48和电阻207连接点的电压用作微控制器比较器191的同相输入，作为T_SENSE信号，表示检测到的温度(没有专门画出连接)。 

将基准电压V_{TEMP_REF}施加到比较器191的反相输入端(没有专门画出连接。)这个基准电压是串联电阻209和210连接点上的信号。电阻209的相对端接受来自微控制器46内部的源的基准电压。电阻210的相对端通过微控制器46内部的开关选择性地连接到地(没有画出开关)。 

微控制器48由导体211连接到电池接触件72。一对串联的相对二极管212连接在导体211和地之间。 

作为组装电池40的工艺的一部分，要组装电池单元簇62。一开始，按照上述方法制造捆绑件装置102和104。然后，将第一捆绑件装置102或104放置在固定件213a或213b中，图15A说明固定件213a，它是顶部捆绑件装置102所在的固定件。每个固定件213a和213b包括用多个孔215形成的底板214。块216从固定件底板向上延伸。块216有一个凹进部分223，它的尺寸使得它能构滑动配合接受捆绑件装置102或104和电池单元44。块216具有行92、94和96的图形，在其中放置电池单元。图中所示的固定件213a还有和凹进部分223邻近的两个相对的槽224。槽224接受充当电气连接的顶部捆绑件装置导电带106的自由端。因此，固定件213a具有和块216隔开的辅助块216a，从而在其间形成槽224。 

在固定件底板214中形成固定件孔215，和捆绑件孔112和114同心。将电池单元装配到固定件213a或213b中去的时候，应当明白电池单元和捆绑件孔112和114以及相联系的固定件孔215在中心。 

然后将第二捆绑件装置102或104分别放置在与它相联系的固定件 213b或213a中。如图15B所示，随后将第二固定件和装配好的捆绑件装置装配在上面已经放置了捆绑件装置102或104和电池单元44的固定件装置上。 

图16所示的机器人焊接单元218将导电带106和熔断带118焊接到电池单元44上。具体地说，机器人焊接单元218具有底座237，上面附着有臂232。臂232包括两个相对的手指233，拢在一起的时候，在它们之间钳住电池单元44和固定件213a和213b。驱动机构(没有画出)在X平面(图16中的左右)和Y平面(图16中的平面内外)移动臂232和它们抓住的组件。 

机器人焊接单元218还包括焊接头230。头230附着到轨道234上，从而能够在Z平面内移动(图16中垂直方向)。两个相对的电极235和236附着到头230并从头230向下延伸。 

焊接过程开始于将夹在固定件之间的电池单元44和捆绑件102和104放置在臂232的手指233之间。移动臂232，使得固定件孔215的第一个在电极235和236下面露出来。焊接头230降下来，使得电极235和236通过固定件孔215和对准的捆绑件孔114到达露出的导电带106(或熔断带118)的表面。电流流过电极235和236，将带106(或熔断带118)焊接到下面的电池单元114的表面。这个焊接过程一完成，就升起头230。臂232略微重新定位，从而当头230再次降下的时候，电极235和260能够在同一条带106(或熔断带118)和电池单元44之间形成第二个焊接点。 

完成了第一条带(或熔断带)电池单元界面的两个焊接连接以后，头230再次升起。臂232再次定位，从而用类似方式焊接每一条带(或熔断带)和电池单元的界面。 

电池40的最后组装开始于在外壳60的底座上落下图3所示的冲击吸收器217。冲击吸收器217用硅橡胶这种可压缩材料形成。冲击吸收器217对着电池单元簇62对着的区域。在本发明的一些版本中，冲击吸收器217在早一些的一个步骤中键合到底部捆绑件装置104露出的面。将电池单元簇62放置在外壳中。连接电池单元簇62和导体176和导线装置177。 

然后将盖子66焊接到外壳60上，完成电池40的组装。在这个过程中，将盖子66坐落在外壳上，使得盖子的楔形表面158和外壳楔形面88 邻接。如图17所示，此时，由于外壳60和盖子66的尺寸方面的原因，盖子的位置使得盖子底座126的底部水平表面在外壳壁沿90上面隔开。 

通过在盖子66上施加向下的力，使得盖子承载外壳60来完成焊接过程。在图18中，用箭头225来表示这一步骤。更加具体地说，由于外壳楔形表面88和盖子楔形表面158有角度的轮廓，这些表面88和158邻接。在向下施加力的同时，将980纳米的相干光(激光)同时施加到外壳对着外壳楔形面88和盖子楔形面158之间接口的横断面。如同多个箭头219所示，将这一光能同时施加到外部外壳的整个周边。适合于进行这一焊接的系统可以从康涅狄格州的Branson Ultrasonics of Danbury获得。 

由于形成外壳60的材料对这个波长的光能的透射率方面的原因，能量基本上会通过外壳唇缘84，如同图17中的虚线箭头220所示。这一能量由形成盖子唇缘152的材料吸收。于是，形成盖子唇缘152的材料被加热到其熔点。这包括形成盖子楔形表面158的材料。由于施加在盖子66上的向下的力的原因，盖子因此向下放进外壳60的开口空间。放进盖子66由面对外壳壁沿90的盖子底座126的底部表面的邻接停止。 

此外，热能从盖子楔形表面158传递到相邻的邻接外壳楔形表面88。如图19所示，这样做导致形成外壳楔形面88的材料同样熔化。算在一起，形成相对的外壳楔形面88和盖子楔形表面158的材料形成沿着电池外壳60和盖子66界面和这个界面周围的密封焊接关节(221)。 

要明白，作为以上过程的一部分，形成外壳楔形面88和盖子楔形表面158的材料中的少部分从这两个表面散开。这一材料的一些，也就是图19中的流出的材料239，流进紧接外壳壁沿90和邻近的盖子凹口166内侧的空间。这一材料的其余部分，也就是流出的材料222，流进外壳垂直表面86和盖子唇缘外部垂直表面164之间的空间。 

III.充电器

下面参考图20、20A和21说明电池充电器42的基本结构。在充电器外壳50的前面平坦部分形成舱52(没有画出平坦部分)。充电器外壳50还具有后段242，相对于形成舱52的段较高。后壁244形成段242的后端，从而形成充电器外壳50的后端。外壳后壁244有一组下部和上部肋条 246和248。肋条246和248都是垂直延伸。作为外壳后壁244一部分的连接板250将肋条246和248互相分开。肋条246互相隔开，在它们之间形成垂直通风孔252。肋条248互相隔开，在它们之间形成垂直通风孔254。 

电池充电器42还具有金属的板形底座256。在本发明的一个版本中，用弹簧钢形成底座256。底座256在外壳50的开口端。底座256上有许多孔258。底座256是充电器内部的结构组件，大多数其它充电器组件附着在上面。图中看不见把外壳50和底座256保持在一起的结构组件和紧固件。 

附着到底座256的一个组件是散热器264。在本发明的一个版本中，用铝或者具有良好导热特性的其它材料形成散热器264。散热器264具有平面底座266。多个散热片268从底座266垂直向外延伸。散热片268横向延伸跨过底座266。 

用托座265将散热器264安装到底座256。具体地说，将散热器264安装到底座256，使得散热器在外壳后段242内部的空间里露出来。更加具体地说，散热器264的位置使得散热片268外部边缘和外壳通风孔252和254之间存在自由空间。 

一组放电电阻272安装在散热器底座266上和散热片268相对的那一面。如同下面讨论的一样，在对电池42进行充电或评估的特定过程中，需要首先对电池中储存的能量完全放电。这个步骤是通过将电池连接到放电电阻272来执行的。在本发明的图示版本中，每个放电电阻272都与充电器舱52中不同的一个相联系。在电池40的放电过程中，每个电池都连接到与电池耦合的模块54所座落的舱相联系的特定放电电阻272。 

每个放电电阻272一般都具有15欧姆或更小的电阻值。在本发明的其它版本中，每个放电电阻272都具有10欧姆或更小的电阻值。每个放电电阻272常常嵌在它自己的散热器中(没有画出)。这个电阻散热器是实际邻接散热器底座266的电阻组件。 

散热器底座266上还附着有温度传感器274。能够看到充电器42内部没有任何风扇或其它设备用来将空气从外壳50带走或者让空气从散热器264流过。 

从图1可以看出，每个I/O单元58都包括一个LCD显示器278和 两个LED 280和282。本发明中充电器40的每个I/O单元58还包括两个膜片开关284和286。 

图22是充电器42内部电路装置的框图。电源288将线路电流转换成能够用来激励充电器42内部其它组件的信号。电源288还产生通过模块54施加到电池40对电池单元44充电的信号。 

由电流源290将充电电流施加到电池。实际上，充电器42有多个电流源290；一个用于通过每个模块54将电流施加到电池。这样就能够给分别附着的电池同时施加不同的充电信号。为了简单起见，只画出了一个电流源290。在每个电流源290的内部有一个电阻292。当电池40坐落在模块54中时，电阻292建立电池正极和地之间的连接。每个放电电阻272和电流源中单独的一个相联系。这样，在图22中，将放电电阻272画在电流源290的内部。每个放电电阻272还有选择性地连接到地的一端。电阻272的相对端通过通常是FET的开关(没有画出开关)选择性地连接到电池正极。 

图18中画成块元件的模块54还包括电阻294。电阻294选择性地连接在连接电池接触件70的端子之间。用开关，通常是FET来(没有画出)实现这一连接。因此，用电阻294来测量电池40负载上的电压。 

模块54还包含NOVRAM 296。NAVRAM 296包含充电顺序和充电参数数据，用来调节通过模块充电的电池40的充电过程。也在充电器42内部的主处理器298控制电池40的充电过程。主处理器298还判断是否需要对电池进行健康状况检查，是否需要进行评估，并且基于评估过程中产生的数据，产生电池健康状况的指示。主处理器298还产生读/写指令，从电池微控制器46和模块NOVRAM 296集成的存储器获得数据，并将数据载入其中。在本发明的一个版本中，能够从加利福尼亚San Jose的Atmel买到的AT91SAM7X256/128充当主处理器298。 

更加具体地说，主处理器298通过一起表示为总线304的多个导体连接到电流源290。主处理器298输出可变CURRENT_CONTROL信号给电流源290。响应这个CURRENT_CONTROL信号，电流源290以选定电流通过模块54输出充电电流给电池电池单元44。将电阻292上的电压通过总线304输出给主处理器298作为MEASURED_VOLTAGE信号。这个 MEASURED_VOLTAGE信号代表电池40上的电压。从主处理器298通过总线304还输出信号给开关，选择性地将电阻272连接到电池40。这一连接导致电池40中储存的电荷被电阻272放电。 

主处理器298通过表示为单线总线260的多个导体连接到模块54。主处理器298选择性地产生控制信号，将电阻294连接在电池40的正极和负极端子之间。这样连接电阻294时，电阻294连接到电阻292。于是，来自电流源290的MEASURED_VOLTAGE信号成为电池40负载上电压的度量。 

总线260还充当将模块NOVRAM 296的内容写给主处理器298的链路。还通过总线260将数据从电池微控制器46读出并将数据写入其中。 

将温度传感器274产生的输出信号施加给主处理器298。 

主处理器298还连接到数据收发器头301。收发器头301是充电器内部连接到总线586的接口(图26)。 

美国专利6,018,227给出了模块54内部组件和电流源290以及电池据以充电的处理器的更加详细的描述，在这里将它引入作为参考。给多个电池充电的过程和替换充电装置的其它描述可以在本申请人的受让人的美国专利6,184,655中找到：Battery Charging System with Internal Power Manager，2001年2月6日授权，在这里将其内容引入作为参考。 

电池充电器42还包含I/O处理器299。基于从主处理器298输出的信号，I/O处理器299产生信号，引起LCD显示器278产生适当的图像。I/O处理器60还调节LED 280和282的动作。膜片开关284和286也连接到I/O处理器299。基于作为开关284和286的打开和闭合的结果而产生的信号，I/O处理器299产生适当的命令给主处理器298。 

IV.操作

A.电池

电池微控制器46按照三种不同模式工作。这是为了使电池40内部的组件加在电池单元44上的负荷最小。在正常模式中，给微控制器46内部的所有子电路供电。在本发明的一个版本中，当微控制器46处于这种状态时，它拉出大约6毫安。微控制器46还具有断电、时钟打开状态。当微 控制器46处于这种状态时，CPU 185、模拟比较器191和模数电路192停止工作。当微控制器46处于断电、时钟打开状态时，CPU时钟189和实时时钟190都打开。当微控制器46处于断电、时钟打开状态时，微控制器拉出大约3毫安电流。 

断电、时钟关闭状态是微控制器46工作的最低功耗状态。在这种状态下，CPU 185、CPU时钟189、实时时钟190和模数电路192停止工作。当微控制器46处于这种状态时，模拟比较器191工作。当微控制器46处于断电、时钟关闭状态时，它拉出大约120～150微安电流。 

还应当明白，在模拟比较器191打开的状态期间，将控制器46的内部开关置位，因此有电流通过电阻209和210流向地。这样做导致比较器反相输入端出现V_{TEMP_REF}信号。当模拟比较器191被关闭时，当电池微控制器46处于断电、时钟打开状态时，将微控制器开关置位，使得电阻209和210被拉向高电平。这样就能够消除这些电阻的电流拉出。 

下面参考图23A和23B的流程图来说明微控制器46的工作过程。对于大多数时间，电池微控制器46处于断电、时钟关闭状态。在图21A中用步骤390表示，微控制器进入断电、时钟关闭状态。当微控制器46处于这种状态时，模拟比较器191连续比较V_TEMP和V_{TEMP_REF}，步骤392。只要这个比较结果表明来自温度传感器48的信号表明电池不是在进行高压锅消毒，微控制器46就维持断电、时钟关闭状态。 

应当明白，基准信号V_{TEMP_REF}可能并不是对应于高压锅内实际温度的信号。代替补偿电池外壳60和盖子66的热绝缘，V_{TEMP_REF}可能对应于低于实际高压锅温度的温度。在本发明的一些版本中，将V_{TEMP_REF}信号设置成代表至少100摄氏度的高压锅温度，一般情况下这是环境温度。这常常是100和150摄氏度之间的环境温度。在本发明的替换版本中，可能需要这样设置V_{TEMP_REF}信号，使得处于至少70摄氏度的环境温度中时就认为电池处于恶劣环境。V_{TEMP_REF}信号的实际值可以根据热模拟和/或经验分析来确定。 

如果在步骤392中，比较结果表明V_TEMP高于V_{TEMP_REF}，微控制器46就将V_TEMP信号解释为表明电池正在进行高压锅消毒。响应这一事件，微控制器46在步骤394中进入断电、时钟打开模式。 

作为微控制器46进入断电、时钟打开模式的结果，实时时钟190向下计数30秒，步骤396。在这个计数完成的时候，微控制器46过渡到正常模式，步骤398。一处于正常模式，在步骤402中，再次利用比较器191比较V_TEMP和V_{TEMP_REF}。 

如果步骤402的比较结果表明电池仍在进行高压锅消毒，CPU 185就进行数据更新，步骤404。在步骤404中，更新RAM 188中储存的数据。这些数据包括表明电池处于高压锅消毒温度的总时间的字段。在本发明的一些版本中，这个字段中的数据仅仅是每次增加一个单位计数(一个单位等于30秒)。还可以更新RAM字段中表明当前高压锅消毒周期中最高温度的数据。在步骤402的这一部分中，将来自模数转换器192，代表V_{TEMP_REF}的数字信号和RAM 188中储存的温度进行比较。如果来自转换器192的数据代表比储存的测量结果还要高的温度，就用这些数据覆盖RAM字段。 

一执行完步骤404，微控制器46就重新进入断电、时钟打开模式。于是重新执行步骤394、396和402。 

完成高压锅消毒过程时，电池温度会下降到低于高压锅消毒温度。步骤402的比较中的不同结果表明这一事件。电池微控制器46于是更新存储器187中储存的数据。这个过程包括存储器187中储存的基本历史数据的更新，步骤408。作为步骤408的一部分，随后将电池已经进行高压锅消毒的次数的计数，字段199中的数据加1。基于RAM 188中表明电池进行高压锅消毒总时间的数据，同样更新累计高压锅消毒时间字段200中的数据。也是在步骤408中，更新字段204中的数据来表明这最后一次高压锅消毒过程中电池进行高压锅消毒的时间。 

在步骤408中，基于表明电池处于这一高压锅消毒过程中的总时间的RAM数据，更新存储器187中的数据。具体而言，将表明电池这一次高压锅消毒总时间的数据写入字段205。如果需要，同样重写字段206中表明峰值单次高压锅消毒时间的数据。在本发明的一些版本中，首先将这些数据写入RAM。 

在步骤410中，微控制器CPU 185判断电池是否经历过可能过度的高压锅消毒。这一步骤从RAM 188将电池进行高压锅消毒的时间和边界时间进行比较。这个边界时间是电池能够进行高压锅消毒，并且对其内部 组件没有任何潜在损伤的可接受时间极限。在本发明的一些版本中，这个边界时间是3和60分钟之间。在本发明的另一些优选版本中，这个边界时间在5和30分钟之间。 

如果电池没有经历有可能过度的高压锅消毒，微控制器就返回断电、时钟关闭模式。重新执行步骤390。 

但是，如果步骤410的比较表明电池有可能经历过可能过度的高压锅消毒，那么在步骤412中需要对数据进行进一步修订。在步骤412中，字段201中表明电池可能过度高压锅消毒次数的数据加1。在本发明的一些版本中，首先将这些数据写入RAM 188。然后，在单次写入闪存步骤中(图中没有画出)，将步骤408和412中写入RAM 188的所有数据写入闪存187。 

也是在步骤412中，更新电池暴露于有可能过度高压锅消毒的累计时间。首先从电池经历高压锅消毒的总时间减去边界时间来调整这个时间计数。于是，如果电池进行高压锅消毒12分钟，边界时间是10分钟，通过进行减法运算，CPU 185确定对于这次高压锅消毒，电池有2分钟时间可能过度消毒。这是加到字段202中储存的累计数据去的值。然后执行步骤390，让电池微控制器46返回断电、时钟关闭状态。 

B.充电器

下面参考图24A、24B和24C中的流程图说明充电器42给电池40充电的过程。尽管图中没有画出，但是应该明白这里描述的过程中假设模块54坐落在充电器舱52中。将每个模块54坐落在舱52中时，将模块NOVRAM 296中的数据读入充电器主处理器298(没有画出这一步骤)。在步骤452中，主处理器298进行连续测试来确定电池42是否坐落在模块54中。这一测试是通过监视电流源MEASURED_VOLTAGE信号的电平来进行的。具体地说，如果电池没有坐落在模块54中，MEASURED_VOLTAGE信号就是电流源输出的充电信号的开路电压。在本发明的一些实施例中，这个电压是20伏直流。只要MEASURED_VOLTAGE信号维持这个开路电压，主处理器298就继续重新执行步骤452。 

将电池40坐落在模块54中引起MEASURED_VOLTAGE信号电压下降。响应这个信号电平的下降(将电池坐落于模块中)，在步骤453中， 主处理器298引起电池微控制器46从断电、时钟关闭模式过渡到正常模式。在本发明的一个版本中，这一过渡是通过将电池接触件70连接到地达到给定时间周期来进行的。这样会将连接到微控制器46的一线通信线路拉到地电位。电池微控制器46内部的中断电路(没有画出这个电路)连续不断地监视这条通信线路。中断电路将这条通信线路上延伸的低状态信号解释为表明应当将微控制器46从通电时钟关闭状态过渡到正常状态。 

电池微控制器46一处于正常模式，主处理器298就通过模块54产生指令，引起电池微控制器46向主处理器298写出相联系的存储器187的内容。将这些数据写出到主处理器298中。写到充电器处理器298的数据包括充电顺序指令和描述电池使用历史和高压锅消毒历史的数据。将这个读请求和数据写出一起用步骤456表示。 

主处理器298随后判断从存储器187提取的数据是否表明电池需要进行全面健康状况(S_O_H)评估。用来确定是否应该对电池40进行这一评估的一项测试是在步骤458中，基于来自存储器文件204提取的数据所进行的判断。文件204中的最后一个条目表明上次高压锅消毒过程中对电池进行高压锅消毒的总时间。主处理器298在步骤458中将这个值和边界时间进行比较。如果上次高压锅消毒的时间比边界时间长，主处理器298就认为电池处于适合进行健康状况评估的状态。 

如同步骤460所述，还要测试从电池存储器187读取的其它数据，以判断是否需要进行健康状况评估。例如，在步骤460中，读取字段196和199中的数据来分别判断电池是否已经进行了多于P次再充电或者Q次高压锅消毒。在步骤460中还读取字段202中的数据，来判断从制造开始，电池可能过度高压锅消毒的总时间是否已经经历了R。要明白，在步骤460中，如果电池经历了P次再充电，Q次高压锅消毒，或者总时间为R的可能过度高压锅消毒，处理器298确定需要进行完整的健康状况评估。 

同样，充电处理器298一检测到电池被放置在模块舱56中，处理器就可以将一则消息呈现给辅助显示器278，询问是否想要进行健康状况评估(没有画出这一步骤)。负责给电池40充电的人通过按下膜片开关284或286中适当的一个来表明是否需要评估，步骤462。 

如果不需要健康状况评估，充电器就为电池执行标准充电顺序，步 骤464。在步骤464中，基于从电池微控制器存储器187或模块NOVRAM296收到的顺序指令，充电器主处理器298让连接的电流源290施加适当的充电电流顺序给电池电池单元64。要明白，充电电流也是基于从电流源290获得的MEASURED_VOLTAGE信号。 

充电过程一完成，充电器42就对电池进行负载电压测试，步骤466。一般情况下，负载电压测试是通过测量电池40上的负载电压来进行的。充电器主处理器298通过以下方式来进行这一评估：向集成于电阻294附着的模块的FET施加适当的门信号(没有画出FET)。这样就导致将模块电阻294跨接在电池的正极和负极端子之间。作为电阻294这样连接到电池的结果，来自电流源290的MEASURED_VOLTAGE信号成为电池的负载电压度量。可以将执行电池状态的这一单一测试看作对电池42进行部分健康状况评估。 

在步骤468中，主处理器298通过I/O处理器299引起在显示器278上呈现图像，表明电池的负载电压。有时将这一数据叫做电池基本健康状况的表示。如果电池的负载电压(基本健康状况)处于或高于可接受程度，主处理器298就再一次通过I/O处理器299让LED 280或282中适当的一个点亮，来表明电池已经可用，这也是步骤468的一部分。 

在步骤470中，主处理器298将关于充电情况的数据写入电池存储器187。具体地说，在步骤470中，将存储器字段196中储存的充电次数的计数加1。还将数据增加到文件197来表明充电后测量得到的负载电压。 

最后，从充电器42取下电池40，步骤471。作为这个步骤的结果，电池40内部的单线线路上没有任何通信信号。这条线路上的信号过渡到连续高电平状态。如同上面针对步骤453所描述的一样，由中断电路监视这条通信线路上的信号电平。这个中断电路将这条通信线路的信号电平是高电平的时间达到一个延伸时间期间解释为执行过步骤271的表示。因此，在步骤472中，中断电路将电池微控制器从正常状态过渡回断电、时钟关闭状态。充电器42回到步骤452。 

尽管没有说明，应当明白在完成充电过程以后，主处理器298还引起LED之一适当地点亮，表明电池已经可以使用。 

如同步骤478所示，电池完整的健康状况评估开始于电池放完电。 主处理器298执行步骤478，施加适当的门信号将电池正极端子连接到电阻272。周期性地测量电池电压，步骤480。执行这个步骤，直到确定电池已经放完电。 

电池40一放完电，充电器42就开始给电池充电，步骤484。步骤484本质上跟步骤464相同。作为这一评估的一部分，主处理器298在步骤484中还监视电池内部的电池单元64完全充电所花的时间。如同本领域里公知的一样，主处理器通常是通过确定在一段时间内电压变化下降到小于0(负斜率)来确定电池单元已经充满电。于是，在电池40的主要或主状态充电的步骤486中，主处理器298监视ΔV_BATTERY/ΔTime以及从主状态充电开始这个斜率变成负斜率所花的时间。这个时间是T_{FULL_CHARGE}。 

电池的主状态充电一完成，充电器42就进行负载电压测试，步骤488。步骤488本质上和步骤466的负载电压测试相同。 

基于在步骤486和488中获得的数据，主处理器298判断电池的健康是否能够提供足够的电力来给用电手术器械供电。在步骤490中，主处理器298通过确定电池完全充电所花的总时间T_{FULL_CHARGE}是否等于或大于门限时间T_THRESHOLD来进行这一判断。这一评估的基础是T_{FULL_CHARGE}时间正比于储存在电池中的电荷量。因此，如果T_{FULL_CHARGE}＞T_THRESHOLD，那么电池中的电荷量大于在手术器械需要电力的总时间内给手术器械供电所需要的量。于是，当上述判断测试的结果为真时，主处理器298认识到电池已经处于很可能能够根据需要给手术器械供电的状态。 

如果步骤490的测试判断结果是假，主处理器298就认为电池处于相反状态。在这种情况下，主处理器298让I/O处理器299在显示器278上产生关于电池40的适当的故障状态消息，步骤492。这样就给出电池可能无法正常工作的通知。 

作为健康状况评估的一部分，主处理器298判断负载电压是否高于最小电压值，步骤494。如果电池的负载电压不超过这个最小值，就认为电池的内阻如此之高，以至于不能给它连接的器械正常供电。因此，如果在步骤494中判断测试结果是假，就执行步骤492。 

作为健康状况评估的一部分，主处理器298还基于T_{FULL_CHARGE}和测量得到的负载电压判断电池是否能够提供足够的电荷。具体地说，将 T_{FULL_CHARGE}和测量得到的负载电压值归一化，步骤496。在本发明的一些版本中，通过将这些值中的每一个量化到例如0.0和1.0之间的范围来对它们进行归一化。 

然后，在步骤498中，将归一化的T_FULLCHARGE和V_ATLOAD值用作公式的输入变量。这个公式可以是简单的相加。 

S_H_R＝T_FULLCHARGE+V_ATLOAD          (1)

在这里，S_H_R是健康状况结果。也可以换成将归一化值乘以系数：

S_H_R＝A(T_FULLCHARGE)+B(V_ATLOAD)    (1a)

在这里，A和B都是常数。在本发明的一些版本中，将变量乘在一起：

S_H_R＝C(T_FULLCHARGE)(V_ATLOAD)+D    (1b)

在这里，C和D都是常数。

一计算出S_H_R，在步骤502中，就将它和截止值S_H_R_CUTOFF进行比较。如果S_H_R大于或等于S_H_R_CUTOFF，充电器主处理器298就认为电池已经处于能够提供适当电荷给手术器械的状态。因此，执行步骤504在显示器282上显示适当的图像，点亮LED来表明电池已经可以使用。在步骤504中充电器还在显示器278上显示计算出来的上述S_H_R结果。这些数据叫做经过校准的电池健康状况指示。如果在步骤502中确定计算出来的S_H_R值小于S_H_R_CUTOFF，就执行步骤492。 

在执行了步骤492或504以后，执行步骤470来完成充电过程(没有画出回到步骤470的循环)。 

给本发明的充电器42供电时，温度传感器274还提供表示散热器264的温度的信号给主处理器298。如同图25的步骤508所表示的一样，主处理器298监视散热器温度T_{H_S}。如同步骤510所表示的一样，主处理器将散热器温度和极限温度T_{H_S_LMT}进行比较。 

作为充电过程或健康状况评估的一部分，需要本发明的充电器42给电池40放电时，通过电阻272之一给电池放电。将这个电阻产生的热量传递给散热器272。多数时候空气通过底座孔258流入充电器外壳，外壳通风孔252具有足够的热容量来吸收散热器272发出的热量。通过外壳通风孔254释放加热的空气。在这一段时间内，散热器温度保持低于散热器极限温度。 

但是，有可能经过散热器264的空气流不能带走散热器264产生的全部热量。如果充电器同时给多个电池大电流放电就有可能发生这种情况。如果出现这种情况，测量到的散热器温度就会上升。如果散热器温度上升到高于极限温度T_{H_S_LMT}，进一步的温度上升就有可能导致充电器外壳52被加热到触摸充电器42会不舒服甚至更严重的温度。要知道，常常由经验分析确定极限温度T_{H_S_LMT}。 

因此，如果步骤510的比较表明散热器温度高于极限温度，主处理器298就执行步骤510表示的电池放电中断序列。在这个序列中，充电器中断连接的一个或多个电池40的放电过程。于是，在步骤510中，中断一个或多个电池的放电步骤478。同样，如果作为电池正常充电过程的一部分对电池之一进行放电，同样中断放电步骤。 

继续执行步骤510，直到作为散热器温度的后续测量结果(没有画出这一步骤)，确定散热器温度下降到了重新开始温度T_{H_S_RSTRT}以下，步骤512。散热器温度一下降到这个温度以下，就可以输出放电电阻272释放的附加热能，而不会因为这些热量使充电器处于不希望的状态。于是，散热器温度一降下来，就终止步骤510。 

本发明的电池40提供其电池单元是否损坏的指示。如果电池40可能处于这种状态，充电器42就对电池进行健康状况评估。本发明的一个直接优点就是，如果电池电池单元可能已经损坏，就进行健康状况评估。这样就能够充分减少有人试图用损坏了的电池给手术器械供电的可能性。 

在电池40的充电或放电过程中，电池单元44的温度不可避免地上升。在本发明中，每个电池单元都有一些表面区域跟相邻电池单元分开。这样就能够使热耗散不均匀程度和温度上升不均匀程度最小。减小这一温度不平衡能够降低各个电池单元44电气不平衡的程度。减小电池单元的电气不平衡能够降低电池单元的这种不平衡影响电池的使用率或使用寿命的程度。 

本发明的电池40中熔断带118的窄段119与相邻的捆绑件108和110隔开。段119是通过熔断带的电流大于所选电流时，熔断带118发生气化的那一段。由于熔断带段119不和电池的另一段实际接触，因此电池没有任何其它段(例如捆绑件)充当电流热量的散热器。因此，当规定的电 流流经熔断带118时，熔断带段119附近产生的热能保留在段内。因此，这一热能引起熔断带段119温度上升到发生气化的程度。因此，本发明中电池的这一设计特点能够提高规定电流流经熔断带时熔断带开路的可能性。 

充电器42还可以不总是进行健康状况评估，这种评估需要花费时间。取而代之，本发明的充电器只在电池中储存的环境历史信息表明需要进行评估时才进行这一评估。通过使电池健康状况评估的次数最少，能够将充电器给电池充电所需要的时间保持在合理的时间范围内。 

充电器42的另一个特征是作为充电过程或健康状况评估的一部分，充电器给电池放电，但它没有风扇或其它用电通风单元来将这一放电过程加热的空气排出。在充电器中没有风扇能够减少工作时充电器产生的噪声。在产生的热量太多时，限制进一步的电池放电，直到热量被散掉。 

本发明的电池40还储存关于电池所处环境的数据。可以用这一信息来帮助评估电池为什么性能太差，提供关于电池所经历的充电和消毒过程的反馈信息。 

此外，电池盖子60到下面的外壳66的激光焊接组装能够避免使用紧固件来完成这一连接。这一工艺形成的焊接关节221同样能够避免提供单独的密封在这些组件之间形成气密密封屏障。 

C.器械通信

如图26所示，在本发明的系统520中，用电池40来给无绳用电手术器械522供电。所描述的器械522是手术矢状锯。当然，应当认识到，本发明的系统不限于这种器械或者只是有马达的器械。图27是与本发明的系统520有关的器械522的组件框图。器械522具有功率发生器524。功率发生器524是驱动手术附件526的组件内部器械522。在图示实施例中，功率发生器524是马达；手术附件526是锯片。耦合装置528以能够拆除的方式将手术附件保持到器械522。在附件内部有标识组件530，例如RFID。附件读取器532，器械522的一部分，读取标识组件530储存的数据。 

稳压器534选择性地将电池40输出的能量施加给功率发生器524。稳压器534基于收自控制处理器536的指令，将电力施加给功率发生器524。 控制处理器536部分地基于器械上集成的控制部件的按下，产生指令给稳压器534(没有画出控制部件)。控制处理器536从附件读取器532接收读自组件530上附件标识的数据。 

器械522内部还有监视器械工作过程的一个或多个传感器。为了简单起见，只画出了一个温度传感器538。当器械522包括马达作为功率产生单元时，温度传感器538常常非常接近马达上集成的轴承装置。将温度传感器538产生的输出信号施加给器械控制处理器536。 

器械522还具有数据收发器头535。可以用硬件或软件实现的头535用于和电池微控制器46通信。在本发明的一个版本中，数据收发器头535包括器械控制器536执行以便和电池微控制器46交换信号的软件，以及器械522上集成的用于和电池接触件72建立导电连接的接触件。 

系统520中集成的器械522更加详细的结构描述在本申请人的受让人2005年6月28日递交的第60/694,592号美国专利申请POWERED SURGICAL TOOL WITH SEALED CONTROL MODULE，该申请的内容是以美国专利号US 7,638,958公布的，现在这里将它引入作为参考。 

在使用本发明的器械522和电池40的过程中，关于器械使用情况的数据储存在电池存储器187中。具体而言，这些数据储存在存储器器械历史文件229里。图23更加详细地说明器械历史文件229中储存的数据的类型。文件229中的第一文件是器械标识文件542。文件542包含附着电池40的器械522的数据。 

关于器械工作总时间的数据包含在运转总时间里程表字段544中。表明功率发生器524高于或低于具体工作状态的运转时间的数据储存在一个或多个工作模式运转时间里程表字段546中。例如，如果器械功率发生器524是马达，第一字段546可以储存表明马达在特定速度下运转总时间的数据。第二字段546用于储存表明马达在负载下运转的总时间的数据。器械控制处理器536基于马达拉出的电流判断马达是否运转在负载下。如果器械功率发生器524是切除器械的一部分，工作模式运转时间功率发生器字段546就储存表明器械用于将组织加热到特定温度的总时间的数据。 

器械历史文件229还包含传感器输出记录文件548。文件548用于基于与器械相联系的传感器产生的信号储存数据。在本发明的一些版本中， 字段548中储存的数据是代表传感器检测到的实际参数的信号。例如，如果一个传感器是温度传感器，文件548中的数据可以包括表明传感器检测到的峰值温度的数据。文件548也可以包括根据器械功能或传感器检测到的环境状态设置的标志。因此，本发明的系统520被设置成如果传感器538检测到温度高于门限水平，就设置表明器械达到这一温度的标志。 

器械历史文件229中还有附着件记录文件550。附件记录文件550包含标识附着到器械520的具体附着件526的数据。这些数据建立在器械附着件读取器532采集的数据的基础之上。在本发明的一些版本中，每个附着件文件都为每个附着件包含总运转时间里程表数据、工作模式运转时间和在附着件使用过程中建立于传感器输出基础之上的数据。 

下面参考图29来描述将数据载入电池微控制器存储器187以及从中提取出来的过程。在步骤560中，将电池连接到器械。作为这一步骤的结果，立即有电流流向器械以及随后开动器械控制处理器536，步骤562。作为初始开动序列的一部分，器械控制处理器536将电池内部的单线通信线路拉到低电平，引起电池微控制器46从断电、时钟关闭状态过渡到正常状态，步骤564。在步骤566中，器械控制处理器536随后将标识器械的数据写入电池微控制器存储器文件187。 

步骤568代表器械的开动。此时，器械控制处理器536开始对关于器械工作情况的数据的初始采集，步骤570。在步骤570中，从附着件读取器532确定连接到器械的具体附着件526的标识。作为这一步骤的一部分，将在步骤570中获得的数据储存在和器械控制处理器536相联系的RAM(没有画出RAM)中。 

只要器械继续开动，器械控制处理器536就在步骤572中获得和储存关于器械开动的数据。例如，这些数据包括总的运转时间里程表数据，以及表明一种或多种状态中运转时间的数据，例如，速度、负载运转或者在特定温度下工作。这些数据同样储存在微控制器RAM中。 

在步骤574中，器械退动。在紧接着的下一步骤576中，器械控制处理器536通过数据收发器头535更新电池微控制器存储器器械文件229中器械使用情况的数据记录。于是，在每次分别开动器械以后，更新里程表记录字段544和546中记录的数据。要明白不是更新所有数据。例如， 如果在器械的第一次开动过程中测量出峰值温度，就不记录任何后续开动中达到的温度。 

一用完器械522，就断开电池40，步骤578。这样就使得电池单线通信线路变成高电平。这一过渡被微控制器46内部的中断电路检测到。这个信号维持高电平达到扩展的时间周期，微控制器就将它解释为表明已经从器械522断开电池。因此，在步骤580中，微控制器将电池返回低功耗、断电、时钟关闭状态。 

如同上面针对图24A所讨论的一样，电池一附着到充电器，在步骤456中，就将电池微控制器存储器187中的数据写出到充电器主处理器298。作为这一过程的一部分，将器械历史文件中的数据读出，图29中的步骤582。 

返回图26，可以看见充电器42通过总线586连接到安装系统520的医疗设施处的其它组件。这一连接通过了充电器收发器头301。收发器头301是充电器内部允许充电器处理器298和连接到总线586的其它组件交换数据和指令的子电路。 

连接到总线586的其它组件包括，例如，个人计算机588。因此，在步骤590中，充电器主处理器298将电池存储器器械历史字段229中的数据转发给附着的网络上的另一组件，例如个人计算机588。总线586甚至可以有电信头(没有标出)。电信经过总线上的信号与外部网络(例如PSTN或外部网络)上的信号进行交换。 

这一布局将系统520的无绳手术器械522的使用记录提供给负责维护器械的人。例如，器械历史文件中的数据可以表明器械曾经达到过特定工作温度。这种情况的出现被看作是器械可能需要维护的指示。在这种情况下，可以由外部网络将关于器械状态的消息传递给非现场维修设施。收到这一通知时，维修设施可以在器械无法工作之前安排维修或者替换这一器械。从器械历史文件229提取的数据同样可以用于提供用于保证目的的信息或者用来确保如果器械接近使用寿命结束，有关人员接收关于这一事实的通知。 

V.替换实施例 

应当明白，上述描述针对的是本发明中电池的一个特殊版本以及系统的有关组件。本发明的其它版本可能有替换特征、构造和执行方法。 

因此，没有必要在本发明的所有实施例中都有本发明的上述特征中的每一个特征。

例如，在本发明的一些版本中，可以不密封电池将它从外界环境分开。在本发明的这些和其它版本中，电池内部的传感器可以是用于确定暴露于会影响电池单元44的电荷存储的环境代理而不是温度。因此，电池内部的传感器能够检测湿度。如果传感器检测到电池内的大气湿度较高，就将记录这一事件的数据储存在电池存储器中。另一种替换传感器是加速度计。如果电池掉落，这样的设备会记录下电池的快速减速。同样，这样的事件将被记录在电池存储器中。于是，如果在读取储存的数据时，充电器42认识到电池曾经暴露于反常环境，充电器就会对电池进行完整的健康状况评估。 

也可以采用加速度计或其它传感器来检测电池是否经历过过渡振动。关于过度振动的数据同样储存在电池存储器中。 

关于以上内容，应该明白，发生上述环境事件之一可能是引起电池从断电模式过渡到正常模式的触发因素。 

此外，还应当明白，可以将多个这种环境传感器安装到电池。 

类似地，在本发明的范围内还有其它替换结构。因此，电池中的电池单元可能是少于或多于图6所示的8个。例如，为了提供具有本发明的热耗散电池单元布局的10个电池单元的电池，可以提供多个中间行电池单元，每一行不多于两个电池单元。根据阵列将具有的电池单元的数量，还可以提供少于或多于3个电池单元的外部行。在本发明的一些版本中，电池单元阵列可以是一个叠在另一个的上面。 

同样，没有必要在本发明的所有版本中都利用发射980纳米光能的激光器来进行激光焊接。例如，在本发明的一些版本中，激光焊接可以利用发射808纳米相干光能的激光器来进行。同样，这也是示例性的，不是限制性的。同样应当明白，可以利用本发明的工艺对其它医疗设备而不仅仅是电池进行激光焊接。 

在这种情况下，还要明白不需要在本发明的所有版本中，总是将外 壳顶部用作坐落于底座中的组件并且用光能加热。在本发明的其它版本中，这种关系可以反过来。很清楚，可以将激光焊接用于组装形成外壳的其它组件。因此，可以将这种方法用于将多个板固定在一起。 

同样，不要求形成电池外壳的组件碰到一起的几何形状具有前面所公开的几何形状。在本发明的一些版本中，形成焊接缝的表面中没有一个，或者只有一个具有楔形轮廓。 

同样，在本发明的一些版本中，电池可以只有非易失性存储器。当电池附着到器械时，器械将数据写入存储器。然后，当电池附着到充电器时，充电器读出器械写入存储器中的数据，因此能够将数据转发到适当的目的地。 

很清楚，并不要求本发明的所有版本都为用电手术器械供电并且与用电手术器械通信。所以，本发明的电池能够用来给手术器械以外的耗电设备供电。可以用本发明的通信系统来从无绳手术器械以外的设备获得数据。 

同样应当明白，本发明的组件和工艺步骤只是示例性的而不是限制性的。例如，在本发明的一些版本中，电池内部的多个组件可以用作储存数据的存储器，以及从存储器读取数据并将数据写入其中的设备。同样，在本发明的一些版本中，在开动的时候，器械控制处理器536可以同时将数据记录到电池存储器。 

电路还会有一些变化。因此，在本发明的一些版本中，电阻209和V_{TEMP_REF}接头相对的那端可以连接到电压变换器182的输出针。在本发明的这个版本中，电阻210和V_{TEMP_REF}接头相对的那端连接到V_SS或BATT端。本发明这个版本的一些好处是V_{TEMP_REF}信号不随着微控制器46中的制造工艺差而发生改变。 

不要求本发明的所有充电器能够同时给多个电池充电。不要求充电器接受不同的模块，因此充电器能够给不同类型的电池充电。 

还有，应当认识到，功率发生器524不必总是马达。功率发生器可以是产生电能、RF能、超声能、热能或光能的设备。 

返回图12，可以发现电池还可以具有无线收发器602。这个收发器可以是RF或IR单元。在本发明的一些版本中，收发器可以是蓝牙收发器。 当电池连接到器械时，收发器602与附着到总线586的辅助收发器604交换信号。因此，本发明的这个版本允许在无绳器械522和其它手术室设备之间通过电池40进行实时通信。例如，利用这一布局，可以用语音开动的控制头606来调节器械开动。因此，将通过控制头606输入的命令打包，在总线586上发送到收发器604。收发器604广播命令给电池收发器602。命令从电池收发器传递给电池微控制器46。微控制器46则将命令通过器械收发器头535转发给器械处理器530。器械处理器530则产生适当的命令给稳压器534，引起功率发生器524所希望的开动。 

类似地，手术导航系统610可以通过收发器602和604连接到器械。手术导航系统跟踪器械520和附着件526相对于应用附着件的手术场地的位置。如果导航系统确定附着件处于应该使用它的位置，附着件就产生停止命令。这个命令通过收发器604发射到收发器602，从收发器602发射到器械控制处理器536。收到命令时，器械控制处理器536至少临时让器械522退动或减缓器械522的工作速度。 

同样应该明白，不是本发明的所有电池都可以被设计成承受消毒的严酷环境。也可以将本发明的特征结合进无菌电池组。这种电池组包括可消毒外壳，它提供一个空间用于接受可拆卸电池单元簇。外壳的可密封盖子允许插入和拆除电池单元簇。利用这一电池组，在消毒之前，将电池单元簇从外壳中拆除。因此，无菌电池组的电池单元能够避免高压锅消毒的严酷考验。2006年1月27日递交的本申请人的受让人第11/341,064号美国专利申请ASEPTIC BATTERY WITH REMOVABLE CELL CLUSTER，该申请的内容是以美国专利号US 7,705,559公开的，公开了这样一种无菌电池组，现在这里将它们引入作为参考。还可以将本发明的特征用于无菌电池组的外壳和电池单元簇。 

因此，后面的权利要求的目的是覆盖本发明的真实实质和范围之内的所有变化和改进。 

Claims (44)

1.一种电池(40)，所述电池包括：

外壳(60，62)；

至少一个可再充电电池单元(44)，放置在所述外壳中；

端子装置(70)，附着到所述外壳，并连接到所述至少一个可再充电电池单元，用于将电荷储存在所述电池单元中，并使电流从所述电池单元中拉出；

温度传感器(48)，放置在所述外壳中，产生代表电池温度的温度信号；以及

微控制器(46)，放置在所述外壳中，用来接收所述温度信号，并且包括存储器(187)，所述微控制器被配置用于在所述存储器中储存代表所述温度传感器测量得到的电池温度的数据，其中所述微控制器连接到所述至少一个可再充电电池单元，以便由该电池单元供电；

其特征在于：

所述微控制器还被配置用于工作在第一模式(390)，在此期间所述微控制器从所述至少一个可再充电电池单元拉出电流，以及监视所述温度信号以确定温度是否超过门限温度；以及

当所述温度信号表明温度超过所述门限温度，转变为工作在第二模式(394，398)，并向所述存储器(187)写入表明所述电池温度超过所述门限温度的时间的数据，其中，当所述微控制器处于所述第二模式时，所述微控制器从所述至少一个可再充电电池单元中拉出比处于第一模式时更多的电流。

2.如权利要求1所述的电池(40)，其中，所述微控制器(46)持续地接收表明所述温度传感器(48)检测的温度是否高于所述门限温度的温度信号。

3.如权利要求1或2所述的电池(40)，其中，当所述微控制器(46)还被配置时，使得在所述第二模式时，所述微控制器被配置用于：

初始进入时钟打开模式(394)，在所述时钟打开模式中，所述微控制器启动时钟(396)，以确定所述温度传感器指示所述电池温度高于所述门限温度的时间量；以及

然后进入正常模式(398)，在所述正常模式中，所述微控制器(46)向所述存储器(187)写入表明所述电池温度高于所述门限温度的时间的数据(408)，其中，当所述微控制器(46)处于所述正常模式时，所述微控制器从所述至少一个可再充电电池单元(44)拉出比在所述时钟打开模式时更多的电流。

4.如权利要求1或2所述的电池(40)，其中，所述微控制器(46)还被配置为使得：

一旦将所述电池(40)连接到器械(522)并且向所述器械提供电流，所述微控制器(46)从所述第一模式转变为正常模式(564)，其中，当所述微控制器处于所述正常模式时，所述微控制器比处于所述第一模式时拉出更多电流；

在被连接到手术器械(522)时，所述微控制器(46)将关于所述器械(522)的操作的数据记录到所述电池的存储器(187)中(576)；以及

一旦断开所述电池(40)与所述器械(522)的连接，所述微控制器(46)返回到所述第一模式(580)。

5.如权利要求4所述的电池(40)，其中，所述微控制器(46)被配置为使得第二模式是正常模式。

6.如权利要求1或2所述的电池(40)，其中，所述微控制器(46)还被配置为使得：

一旦将所述电池安装到充电器(42)上，所述微控制器(46)转变为正常模式(453)，并且能够向所述充电器写入被存入所述电池的存储器(187)的数据(456)；其中，当所述微控制器处于所述正常模式时，所述微控制器从所述至少一个可再充电电池单元(44)拉出比在处于所述第一模式时更多的电流；

一旦将所述电池(40)与所述充电器(42)分离，所述微控制器(46)返回以工作在所述第一模式(472)。

7.如权利要求6所述的电池(40)，其中，所述微控制器(46)被配置为使得第二模式是正常模式。

8.如权利要求1或2所述的电池(40)，其中，所述微控制器(46)还被配置用于：

确定高于所述门限温度的最高电池温度(402)；以及

当所述温度下降而低于所述门限温度之后，向所述电池的存储器(187)写入所述最高温度(408)。

9.如权利要求1或2所述的电池(40)，其中，所述微控制器(46)还被配置为使得当所述温度传感器(48)指示所述电池(40)的温度高于所述门限温度时，所述微控制器(46)将所述电池温度高于所述门限温度的时间与边界时间进行比较(410)；以及

如果所述电池温度高于所述门限温度的时间大于所述边界时间，所述微控制器向所述电池的存储器(187)写入指示在多于所述边界时间的时间内所述电池温度高于所述门限温度的时间的数据(412)。

10.如权利要求9所述的电池(40)，其中，所述微控制器(46)还被配置为使得当所述微控制器(46)向所述电池的存储器(187)写入关于所述电池温度高出所述门限温度的时间大于所述边界时间的数据时，向所述电池的存储器(187)写入指示所述电池温度已高于所述门限温度的时间超出边界时间的数据(202)。

11.如权利要求9所述的电池(40)，其中，所述微控制器(46)还被配置为使得当所述微控制器(46)向所述电池的存储器(187)写入关于在大于所述边界时间的时间内所述电池温度高出所述门限温度的数据时，向所述电池的存储器(187)写入指示所述电池温度已高于所述门限温度的时间超出边界时间的次数的数据(203)。

12.如权利要求1或2所述的电池(40)，其中，所述温度传感器(48)输入的信号被施加到比较器(119)，从所述比较器(119)输出的信号被施加到与所述微控制器(46)集成的中央处理单元(185)，以使所述微控制器在所述第一模式的操作与所述第二模式的操作之间转变。

13.如权利要求1或2所述的电池(40)，还包括：

非易失性存储器(187)以及随机访问存储器(188)，都被设置在所述外壳(60，62)中；以及

所述微控制器(46)还被配置用于当所述电池的温度高于所述门限温度时，所述微控制器(46)向所述随机访问存储器(188)写入关于所述电池高于所述门限温度的时间的数据(404)；并且当所述温度传感器(48)指示所述电池温度低于所述门限温度时，向非易失性存储器(187)写入关于电池温度高于所述门限温度的时间的数据。

14.一种用于对可消毒电池(40)进行消毒的方法，所述电池(40)具有：至少一个可再充电电池(44)、微控制器(46)和温度传感器(48)，所述微控制器(46)从所述至少一个可再充电电池(44)拉出电能；所述方法包括以下步骤：

将所述微控制器(46)设置在第一模式(390)，在所述第一模式中，所述微控制器(46)从所述至少一个可再充电电池(44)拉出第一电量；

当所述微控制器(46)处于所述第一模式时，使用所述温度传感器(48)来监视所述电池(40)的温度；

将所述电池放置在消毒装置中，以对所述电池进行消毒；

当所述温度传感器(48)指示所述电池(40)的温度高于门限温度时，将所述微控制器(46)设置在第二模式(394，398)，在所述第二模式中，所述微控制器(46)监视所述电池的温度高于所述门限温度的时间量(396，402)，并在所述电池(40)内部的存储器(187)中记录(404，408)指示所述电池的温度高于门限温度的时间量的数据(204)，其中，当所述微控制器(46)处于所述第二模式时，所述微控制器比在所述第一模式时拉出更多的电流；以及

当所述温度传感器(48)指示所述电池温度低于所述门限温度时，再将所述微控制器(46)设置回到所述第一模式(390)。

15.如权利要求14所述的方法，其中，当所述微控制器(46)处于所述第一模式时，持续向所述微控制器(46)提供是否所述温度传感器(48)指示所述电池温度高于所述门限温度的指示。

16.如权利要求14或15所述的方法，其中，当所述微控制器(46)进入所述第二模式时，所述微控制器(46)：

初始进入时钟打开模式(394)，在所述时钟打开模式中，所述微控制器启动时钟(396)，以确定所述温度传感器指示所述电池温度高于所述门限温度的时间量；以及

然后进入正常模式(398)，在所述正常模式中，所述微控制器(46)向所述存储器(187)写入指示所述电池温度高于所述门限温度的时间的数据(408)，其中，当所述微控制器(46)处于所述正常模式时，所述微控制器拉出比在所述时钟打开模式时更多的电流。

17.如权利要求14或15所述的方法，还包括以下步骤：

将所述电池(40)连接到手术器械(522)(560)，使得所述电池能够向所述手术器械提供电流；

一旦电流被提供到所述手术器械(522)，所述手术器械使得所述微控制器(46)从所述第一模式转变为正常模式(564)，其中，当所述微控制器处于所述正常模式时，所述微控制器比处于所述第一模式时拉出更多电流；

使用所述微控制器(46)来记录关于所述手术器械(522)的操作的数据(576)；

断开所述电池(40)与所述手术器械(522)的连接(578)；以及

一旦断开所述电池(40)与所述手术器械(522)的连接，使所述微控制器(46)返回到所述第一模式(580)。

18.如权利要求17所述的方法，其中，所述微控制器(46)的第二模式是所述正常模式。

19.如权利要求14或15所述的方法，还包括以下步骤：

将所述电池(40)安装到充电器(42)上(452)，使得所述电池能够被充电；

一旦将所述电池安装到充电器上，将所述微控制器(46)设置为正常模式(453)；

从所述电池的存储器(187)向所述充电器写入被存入所述存储器的数据(456)；

向所述电池充电(464，484)，并将所述电池与所述充电器分离(471)；以及

一旦将所述电池(40)与所述充电器(42)分离，使所述微控制器(46)返回到所述第一模式(472)。

20.如权利要求19所述的方法，其中，所述微控制器的第二模式是所述正常模式。

21.如权利要求14或15所述的方法，其中，当所述温度传感器(48)指示所述电池(40)的温度高于所述门限温度时，还包括以下步骤：

确定高于所述门限温度的最高温度(402)；以及

当所述温度下降而低于所述门限温度之后，利用所述微控制器(46)，向所述电池的存储器(187)写入所述最高温度(408)。

22.如权利要求14或15所述的方法，其中，当所述温度传感器(48)指示所述电池(40)的温度高于所述门限温度时，还包括以下步骤：

利用所述微控制器(46)，将所述电池温度高于所述门限温度的时间与边界时间进行比较(410)；以及

如果所述电池温度高于所述门限温度的时间大于所述边界时间，向所述电池的存储器(187)写入指示所述电池温度高于所述门限温度的时间已超出所述边界时间的数据(412)。

23.如权利要求22所述的方法，其中，当所述微控制器(46)向所述电池的存储器(187)写入关于所述电池温度超出所述门限温度的时间大于所述边界时间的数据时，向所述存储器(187)写入指示所述电池温度已超过所述门限温度的时间量超出边界时间的数据(202)。

24.如权利要求22所述的方法，其中，当所述微控制器(46)向所述电池的存储器(187)写入关于所述电池温度超出所述门限温度的时间大于所述边界时间的数据时，向所述存储器(187)写入指示所述电池温度已超过所述门限温度的时间超出边界时间的次数的数据(203)。

25.如权利要求14或15所述的方法，其中：

当所述电池的温度高于所述门限温度时，所述微控制器(46)向随机访问存储器(188)写入关于所述电池高于所述门限温度的时间的数据；以及

当所述温度传感器(48)指示所述电池温度低于所述门限温度时，所述微控制器(46)向非易失性存储器(187)写入关于所述电池高于所述门限温度的时间的数据。

26.如权利要求14或15所述的方法，其中：

所述温度信号(48)输出表示所述电池温度的信号给比较器(191)；以及

所述比较器(191)将所述温度传感器输出的信号与参考信号相比较，基于所述比较向所述微控制器输出表示所述电池温度是否高于所述门限温度的信号。

27.如权利要求14或15所述的方法，其中，通过将所述电池放置在高压锅中来进行所述电池的消毒。

28.一种用电手术器械系统，所述系统包括：

用电手术器械(522)，具有功率产生单元(524)；手术附件(526)，由所述功率产生单元驱动，用于执行手术/医疗程序；以及控制电路(534、536)，用于调节所述功率产生单元的驱动；

电池(40)，能够以可拆卸方式附着到所述用电手术器械，所述电池具有至少一个可再充电电池单元(44)，用于给所述器械的功率产生单元和在其中储存数据的存储器(188)供电；

其特征在于：

所述用电手术器械还包括连接到所述控制电路的数据发射头(535)，所述控制电路还用于通过所述数据发射头输出关于所述用电手术器械工作情况的数据；

所述电池还用于建立从所述器械的数据收发器头到所述电池存储器的连接，将收自所述器械的数据收发器头的数据写入所述存储器；以及

提供静态单元，用于以可拆卸的方式接受所述电池，所述静态单元具有用于从所述电池的存储器中读取数据的设备(298)，所读取的数据包括储存的关于所述用电器械工作情况的数据。

29.如权利要求28所述的用电手术器械系统，还包括以可拆卸的方式接受所述电池的充电器(42)，所述充电器包括电流源(290)，用于对所述至少一个可再充电电池单元施加充电电流，并且所述充电器包括用于读取所述电池的存储器中的数据的所述设备(298)。

30.如权利要求28或29所述的用电手术器械系统，其中所述静态单元通过数据收发器头连接到通信总线(586)，所述数据收发器头用来在所述通信总线上输出从已储存的关于所述用电器械工作情况的数据中读取的数据。

31.一种用于同时给多个电池(40)再充电的充电器(42)，所述充电器包括：

至少一个电流源(290)，用于给所述电池再充电；

多个放电电阻(292)；

散热器(264)；

处理器(298)，用于选择性地将所述电池连接到所述放电电阻和所述至少一个电流源，

其特征在于：

提供温度传感器(274)，用于产生代表所述散热器附近温度的温度信号；以及

所述处理器接收所述温度信号，将所述温度信号和门限温度进行比较，当所述温度信号表明所述散热器温度高于所述门限温度时，将至少一个电池从所述电池连接的放电电阻断开。

32.如权利要求31所述的充电器，其中所述放电电阻连接到所述散热器。

33.如权利要求31或32所述的充电器，其中：

所述电流源、所述放电电阻和所述散热器都包含在外壳(50)中；以及

所述外壳不包括通风扇。

34.一种可再充电电池(40)，所述电池包括：

外壳(60、62)；

至少一个可再充电电池单元(44)，放置在所述外壳中；

端子装置(70)，附着到所述外壳，并连接到所述至少一个可再充电电池单元，用于将电荷储存在所述电池单元中，并从所述电池单元拉出电流；

温度传感器，放置在所述外壳中，产生代表所述外壳中温度的温度信号；

处理器(46)，放置在用来接受所述温度传感器的所述外壳中，包括存储器(187)，所述处理器被配置用于在所述存储器中储存代表所述温度传感器测量得到的电池温度的数据，

其特征在于所述处理器还用于：

根据所述温度信号确定什么时候所述电池温度上升到高于门限；

监视所述电池温度高于所述门限的时间；以及

在所述存储器中记录所述电池温度高于所述门限的时间。

35.一种电池(40)，所述电池包括：

外壳(60、62)；

多个电池单元(44)，放置在所述外壳中，所述电池单元排列在一起，形成具有相对端的电池单元阵列；

捆绑件装置(102、104)，放置在所述电池单元阵列的至少一端上，从而将所述电池单元固定在一起；

至少一个导电带(106)，附着到所述捆绑件装置，连接在两个电池单元之间，以便将所述电池单元电气连接起来；以及

熔断带(118)，附着到所述捆绑件装置，并具有连接到不同电池单元的相对端，所述熔断带是用过电流流过时会气化的导电材料形成的，

其特征在于：

所述熔断带是利用过电流流过时会气化的气化段(119)形成的，所述气化段位于所述熔断带的两端之间，和所述捆绑件装置隔开。

36.如权利要求35所述的电池，其中所述熔断带被形成为在所述两端之间具有间隙(120)，所述熔断带中给出所述间隙的段是所述熔断带的气化段。

37.如权利要求35或36所述的电池，其中：

所述捆绑件装置被形成为沿着其外部周边具有凹口(117)；以及

所述熔断带延伸通过所述捆绑件装置凹口，并且其位置进一步使得所述气化段位于所述凹口中。

38.一种电池(40)，所述电池包括：

外壳(60、62)；

多个电池单元(44)，放置在所述外壳中，所述电池单元排列在一起，形成电池单元阵列(62)，每个电池单元具有外部周围表面；

装置(102、104)，用于将所述电池单元保持在一起，使所述电池单元邻接，

其特征在于：

具有至少七个电池单元，所述电池单元排列成至少三行(92、94、96)，它们相对于彼此排列，使得每个电池单元邻接另一个电池单元，并进一步形成所述电池单元阵列的外部周边。

39.如权利要求38所述的电池，其中所述电池单元被排列成具有两个外部行的电池单元，以及至少一个中间行的电池单元，其中所述外部行的电池单元中的电池单元邻接所述中间行的电池单元的相对侧，并且在所述至少一个中间行的电池单元中有最多两个电池单元。

40.如权利要求38或39所述的电池，其中所述电池单元被排列成每个电池单元的外部周边表面的至少10％形成所述电池单元阵列的外部周边的一部分。

41.如权利要求38或39所述的电池，其中用于将所述电池单元保持在一起的所述装置包括固定在所述电池单元一端上的捆绑件装置。

42.一种组装电池的方法，该方法包括以下步骤：

提供至少一个可再充电电池单元(44)；

提供外壳，该外壳包括第一(60)和第二(66)组件，放置在一起时，它们形成封装；

将所述至少一个可再充电电池单元放在所述外壳组件之一中；

将所述外壳组件配合在一起并将所述外壳组件密封在一起，形成密封封装，

其特征在于：

所述第一外壳组件(60)是利用在选定波长上至少部分透光的材料形成的，并且被形成为具有露出的边缘，该边缘具有内表面(88)；

所述第二外壳组件(66)是利用在所述选定波长上吸收光的材料形成的，其形状为具有露出的唇缘(152)，该唇缘(152)具有相对于所述第二外壳组件的外表面凹进去的表面(158)，其尺寸使得在外壳组件配合时，处于内侧，和所述第一外壳组件的内表面相邻，所述第一外壳组件相对于所述第一外壳内表面凹进去；

在所述外壳组件配合后，引导所述选定波长的光通过所述第一外壳组件到达所述第二外壳组件的唇缘，使得所述唇缘吸收所述光，与所述第一外壳组件的内表面形成焊接接头。

43.如权利要求42所述的组装电池的方法，其中：

所述外壳第一组件内表面(88)或所述外壳第二组件露出的唇缘表面(152)中的至少一个具有楔子的形状；

在施加光到所述外壳第二组件的步骤同时，将压力施加到所述外壳组件中的至少一个上，使得所述外壳第一组件内表面(88)和所述外壳第二组件露出的唇缘表面(152)邻接，因此热能从所述露出的唇缘传送到所述外壳第一组件，从而由所述外壳第一和第二组件一起形成焊接。

44.一种电池(40)，所述电池包括：

外壳(60，62)；

至少一个可再充电电池单元(44)，放置在所述外壳中；

端子装置(70)，附着到所述外壳，并连接到所述至少一个可再充电电池单元，用于将电荷储存在所述电池单元中，并使电流从所述电池单元中拉出，以及与所述电池连接的器械和充电器交换数据信号；

微控制器(46)，放置在所述外壳中，其中所述微控制器连接到所述至少一个可再充电电池单元，以便由该电池单元供电，并且所述微控制器能够与所述电池连接的所述器械和充电器交换数据信号；

非易失性存储器(187)，连接所述微控制器；

其特征在于：

所述微控制器还被配置用于：

工作在断电状态，在所述断电状态中，所述微控制器从所述至少一个可再充电电池单元拉出电流；

响应于来自处理器(536)的信号，转变为正常状态，在所述正常状态中，所述微控制器从所述至少一个可再充电电池单元中拉出的电流大于所述微控制器在断电状态时拉出的电流；其中所述处理器与所述电池连接的器械相集成；

当处于所述正常状态时，从所述器械接收关于所述器械的操作的数据，并将所述数据存入所述非易失性存储器(187)；

监视所述电池是否保持连接到所述器械；以及

当所述电池与所述器械断开连接时，返回所述断电状态。

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