TWI518963B - 電池管理系統 - Google Patents

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TWI518963B
TWI518963B TW100145734A TW100145734A TWI518963B TW I518963 B TWI518963 B TW I518963B TW 100145734 A TW100145734 A TW 100145734A TW 100145734 A TW100145734 A TW 100145734A TW I518963 B TWI518963 B TW I518963B
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蘿絲Ｇ 克羅格
詹姆士Ｐ 馬圖奇
傑佛瑞Ｄ 寇特基
米洛斯羅 葛雷策斯柴可斯基
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巴克斯特國際公司
巴克斯特保健公司
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Description

電池管理系統
本專利案關於一種電池管理系統，且明確地說，係關於一種用於醫療輸送(healthcare delivery)系統的電池管理系統，例如，包含注入幫浦與幫浦控制器的醫療輸送系統。
針對某種醫療狀況的療法或是處理的特徵可能係具有數種不同的方式。舉例來說，療法可以用於影響患者之狀況變化的媒介劑來論述，例如，藥物或放射。另一範例係，療法可以施行的模式或排程來論述。
注入式療法係本技術中眾所知悉的靜脈輸送療法，也就是，輸送至靜脈血管中。在最簡單的形式中，注入式療法可以利用透過一滴室(drip chamber)一施行組、以及一導管被連接至病患的一容器或袋狀物來實行。於此系統中且根據此方法，流體會在重力的影響下從該袋狀物通往該病患。在比較複雜的系統中，可能會使用一幫浦或袖套(cuff)來控制該流體流至該病患。
當使用一幫浦時，在習知的方式中，會利用市電供應器作為主要供應器來供電給該幫浦。該市電供應器通常不僅被用來供電給該幫浦，還會供電給和該幫浦相關聯的一幫浦控制器，該幫浦控制器可被程式化成用以提供個別性輸送，用以將醫用流體從該容器或袋狀物輸送至該病患。舉例來說，該幫浦控制器可被程式化成用以控制該幫浦，以便提供該流體一特殊的流速。
一般的情況還包含提供一電池電源供應器，用以在一段有限的時間週期中供電給該幫浦與幫浦控制器。該電池電源供應器可被併入以限制該市電供應器的故障造成中斷輸送流體給病患的可能性。該電池電源供應器亦可被併入以允許該幫浦與幫浦控制器可隨著病患移動，於此時間期間，並無法將該幫浦與幫浦控制器連接至該市電供應器或者將該幫浦與幫浦控制器連接至該市電供應器並不切實際，舉例來說，病患運送以進行測試程序、前往浴室、或是規定的下床走動以加強復健。經常發生的情況係，因為病患注入物的生命維持特性的關係，危急病患的病患運送需要非常高度的確保電池操作時間持續長度。於此等情況中，故障而無法滿足電池操作時間持續長度可能會導致威脅生命的情況，如在FDA製造商與使用者設施裝置使用經驗(Manufacturer and User Facility Device Eperience，MAUDE)資料庫中所觀察到的情況。
因為預期該電池電源供應器僅必須在該幫浦與幫浦控制器再次被耦接至該市電供應器之前的一段有限時間週期中供電給該幫浦與幫浦控制器，所以，此等電池電源供應器通常包含一或多個可充電電池。當該幫浦與幫浦控制器再次被耦接至該市電供應器時，一充電器會被啟動，用以將該等電池充電至它們的完全電量。使用可充電電池的其中一項優點係，醫療提供者不需要在每一次放電循環之後更換電池俾使得該電池電源供應器在後續的放電循環中會處於完全電量容量中。
雖然可充電電池的待機壽命比傳統非可充電電池更長；不過，可充電電池亦有預期的操作壽命，其可以年及/或充電/放電循環次數來預測。最後，該等可充電電池仍必須被替換。此外，超過該可充電電池的操作壽命，電池的電量容量便會下降。
下面將會更詳細提出，本揭示內容提出一種改良的裝配件，其會具現優於上面所討論之習知裝置與方法的替代例。明確地說，本發明可以解決在用於輸送重要療法之可攜式裝置的電池管理領域中明顯沒有滿足的需求。
根據本發明的一項觀點係為可耦接至一醫療輸送系統的一或多個電池提供一種電池管理系統，當該醫療輸送系統沒有被耦接至一替代的電源供應器時，該等一或多個電池便被耦接至該醫療輸送系統。該系統包含一顯示單元以及一控制器。該控制器被耦接至該顯示單元並且被程式化成：用以判斷該醫療輸送系統何時被耦接至該等一或多個電池；用以在該醫療輸送系統被耦接至該等一或多個電池時控制該顯示單元顯示一對應於電池殘餘時間(Time Remaining On Battery，TROB)的初始數值；用以判斷該TROB是否落在保留範圍(reserve range)裡面，該保留範圍延伸上達至一保留範圍最大值，該保留範圍最大值小於最大TROB；倘若該TROB大於該保留範圍最大值的話，用以根據該醫療輸送系統的操作狀態來改變該TROB；以及倘若該TROB小於該保留範圍最大值的話，不論該醫療輸送系統的操作狀態為何，用以縮減該TROB。
根據本發明的另一項觀點，一醫療輸送系統包含：一或多個電池；一可攜式幫浦，用於靜脈輸送醫用流體，該可攜式幫浦可耦接至該等一或多個電池；一顯示單元；一輸入單元；以及一幫浦控制器，其被耦接至該可攜式幫浦、該顯示單元、以及該輸入單元。該幫浦控制器被程式化成用以從該輸入單元處接收一輸入並且用以控制該可攜式幫浦以便根據所接收到的輸入進入一操作狀態。該醫療輸送系統還包含一顯示單元以及一控制器。該控制器被耦接至該顯示單元並且被程式化成：用以判斷該醫療輸送系統何時被耦接至該等一或多個電池；用以在該醫療輸送系統被耦接至該等一或多個電池時控制該顯示單元顯示一對應於電池殘餘時間(Time Remaining On Battery，TROB)的初始數值；用以判斷該TROB是否落在保留範圍裡面，該保留範圍會延伸上達至一保留範圍最大值，該保留範圍最大值小於最大TROB；倘若該TROB大於該保留範圍最大值的話，用以根據該醫療輸送系統的操作狀態來改變該TROB；以及倘若該TROB小於該保留範圍最大值的話，不論該醫療輸送系統的操作狀態為何，用以縮減該TROB。
雖然在下面的本文中提出本發明不同實施例的詳細說明；不過，應該瞭解的係，本發明的合法範疇係由本專利案末尾所提出的申請專利範圍的文字來定義。該詳細說明應僅被視為示範性而並非說明本發明的每一個可能實施例，因為說明每一個可能實施例即使並非全然不可能，也係不切實際的作法。利用目前的技術或是本專利案提申日期之後所開發的技術雖然可施行許多替代實施例；不過，它們仍落在用以定義本發明的申請專利範圍的範疇裡面。
還應該瞭解的係，除非本專利案中利用文句「本文中所使用的『...』一詞被定義為具有...之意」或雷同的文句來明確定義該用詞，否則，本文並沒有要超越其清楚或正常意義來明確或以暗喻的方式限制該用詞之意，而且此用詞的範疇亦不應該被解釋為受限在以本專利案任何段落(申請專利範圍語言以外的段落)中所作之任何陳述。本專利案末尾的申請專利範圍中所敘述的任何用詞某種程度上以單一意義的方式表示在本專利案中，此作法僅係為清楚起見，以免混淆讀者，而其並沒有隱含希望此申請專利範圍用詞受限於該單一意義的任何用意。最後，除非以「構件(means)」一詞及一沒有詳述任何結構的功能來定義某一申請專利範圍要件，否則，依照35 U.S.C.第112款，第6段，本發明並沒有要解釋任何申請專利範圍要件的意圖。
圖1所示的係根據本發明的一醫療輸送系統50。該醫療輸送系統50可能會透過一插頭54被耦接至一AC市電供應器52；或者，該醫療輸送系統50可被耦接至一或多個電池56。舉例來說，該醫療輸送系統50可能會在該系統50為靜止時被耦接至該市電供應器52，舉例來說，在病患的房間中。或者，該醫療輸送系統50可能會在該系統50隨著病患移動時或者當電源(例如，該市電供應器52)不可使用時(也就是，當該系統50並未被耦接至一替代電源時)被耦接至該等一或多個電池56。
該等電池56的形式可能係閥門穩壓式鉛酸電池(例如，可購自Yuasa的#MD12020)。因此，和運用智慧型電池規格的目前設計的電池不同，電池56的使用者並不容易判定或是取得電池56的充電狀態與健康狀態。沒有和電池56之狀態有關的資訊則要以比較複雜的方式來計算殘餘電量，因為不容易取得和該電池的充電狀態有關的資訊。雖然下面的系統與方法在配合此等電池來使用時可能會有特殊的優點；不過，應該理解的係，該系統與方法在配合其它類型的電池來使用時亦可能仍有優點。
和該等一或多個電池56相關聯的係一電池管理系統60。圖1中所示的電池管理系統60雖然被設置在一和該等電池56共用的殼體62之中；不過，這僅係根據本發明的其中一個實施例。舉例來說，該電池管理系統60可以被放置在一和該等電池56分離的殼體之中，並且接著該子裝配件可以連接該等電池56或是和該等電池56產生關聯。
如圖1與2中所示，該電池管理系統60包含一顯示單元64。於圖中所示的實施例中，該顯示單元64可能會被系統50運用並且用以顯示和該等電池56或是該電池管理系統60有關的資訊以外的資訊給醫療提供者。然而，根據其它實施例，該顯示單元64可能專屬於該電池管理系統60，並且僅會顯示和該電池管理系統60有關的資訊。
又，如圖2中所示，該電池管理系統60還包含一控制器66，其被耦接至該顯示單元64。該控制器66可能包含一處理器68、記憶體70、以及輸入/輸出介面72。該記憶體70的形式可能為唯讀記憶體(ROM)與隨機存取記憶體(RAM)。ROM可能具有許多不同的形式，其包含：可抹除可程式化ROM(EPROM)以及可電抹除可程式化ROM(EEPROM)。此外，為容易解釋，介面72表示一輸入/輸出介面；應該理解的係，介面72的形式可能係分離的裝置，其中一者專屬於輸入，而另一者專屬於輸出。
該控制器66被程式化成用以實行一種根據本發明的電池管理方法。明確地說，該控制器66可被程式化成用以在實行該等電池56的充電與放電時僅可取得和該等電池56之充電狀態與健康狀態有關的有限數量的資訊；不過，應該理解的係，其亦可使用在其它情況中。此種用於放電與充電該等電池56的方法可能會根據該等電池56與該醫療輸送裝置50的行為的保守模型(尤其是它的功率消耗)來操作；不過，即使沒有保守模型其亦可以操作。進一步言之，此方法可能會提供一本文已知的數值作為電池殘餘時間(TROB)，該數值和由與該控制器66相關聯的時脈或是由該控制器66實施的時脈函數所決定的經過時間直接相關聯。據此，TROB可被視為確定數值，因為其會使用一時脈來決定經過時間並且將由該時脈所測得的經過時間和該電池在一特殊時間數額中實施一特殊操作狀態的能力產生關聯；這可與使用該電池的一被感測參數(例如，電壓)來提供電池壽命之預測值的既有系統形成對比。再者，該用於放電與充電的方法還可能試圖以嚴謹的方式來鼓勵使用者行為，俾使得當以時間的單位(例如，時數、分鐘數、甚至是秒數)來為使用者提供TROB的視覺表示符時，該等電池56可以保有高信賴度(舉例來說，超過90%，且根據特定實施例，超過95%)的方式被放電與充電。因此，應該理解的係，根據特定實施例，TROB可以配合保守模型來使用；而根據其它實施例，則可以和該保守模型分開使用。
也就是，根據並入電池管理的習知醫療輸送裝置，可能會提供一指示符給該醫療輸送裝置的使用者，用以表示三種既存狀態中其中一者，例如，利用綠光、黃光、以及紅光。此等三種狀態可以在該醫療輸送系統50由該等電池來供電時根據被感測到之跨越該等電池的電壓位準來決定。因此，使用者雖然能夠區分具有完全充電電池的輸送裝置和具有部分或完全放電電池的輸送裝置；但是此系統卻不允許使用者以任何信賴度來決定該醫療輸送裝置可利用相關聯電池被操作的時間數額。事實上，因為習知的方法係使用被感測的電壓而且因為該等電壓相依於該相關連醫療輸送系統的輸送速率(舉例來說，當該系統包含單一或多通道幫浦時的流速)、電池溫度、以及該電池已經實施的充電/放電循環的次數，所以，在該電池的壽命中各種警示被提供的時間可能並不相同。於此等情況下，其可能無法判斷殘餘電力是否允許該病患與該相關聯醫療輸送系統(舉例來說，一幫浦與一幫浦控制器)從該病患的房間移動到該醫療設施的另一個區域(舉例來說，用以施行醫學測試)，於此段時間期間，該醫療輸送系統必須利用該等相關聯的電池來操作。
為達此目的，該電池管理系統60(且明確地說，該控制器66)被程式化成用以讓一顯示器在一顯示器上提供該TROB的視覺指示符，俾使得該使用者能夠比較該TROB與用於運送該病患所需要的時間，舉例來說，並且判斷利用既有的儀器是否能夠試圖進行該運送或者是否需要其它儀器。再者，該電池管理系統60還可能會使用一種方法讓使用者使用該等電池時避免發生將該等電池56加壓至使得向該使用者顯示的TROB無法被高信賴度地依賴。
接著，根據本發明的特定實施例，一控制器66可被程式化成用以實行一種可能包含下面動作的方法；不過，如下面的解釋，該方法亦可能包含其它動作。明確地說，該控制器66可被程式化成：用以判斷該醫療輸送系統何時被耦接至該等一或多個電池；用以在該醫療輸送系統被耦接至該等一或多個電池時控制該顯示單元顯示一對應於TROB的初始數值，該TROB係根據該等一或多個電池與該系統的保守模型來決定；以及用以判斷該TROB是否落在保留範圍裡面，該保留範圍延伸上達至一保留範圍最大值，該保留範圍最大值小於最大TROB。該控制器可能還被程式化成：倘若該TROB大於該保留範圍最大值的話，用以根據該醫療輸送系統的操作狀態來改變該TROB；以及倘若該TROB小於該保留範圍最大值的話，不論該醫療輸送系統的操作狀態為何，用以縮減該TROB。
藉由根據保守模型來放電該等電池，尤其是針對電池循環(循環的次數)、放電的溫度、以及放電電壓為保守的模型，該系統60可提供下面好處中的一或多項。舉例來說，一保守模型可幫助提供高信賴度的TROB。再者，相較於允許該等電池56被放電至習知系統所允許之位準點的系統60，藉由限制放電電壓，可以避免對電池造成可能的破壞，或者至少為有限的破壞。
再者，該電池管理系統60可能還包含充電器單元80，其被耦接至該控制器66並且可耦接至該等一或多個電池56。該控制器66可能還會進一步被程式化成用以在該醫療系統被耦接至一市電電壓時啟動該充電器，以便充電該等一或多個電池，並且根據該等一或多個電池的再充電狀態來將該TROB提高第一遞增額或者提高至TROB最大值。
藉由實行該充電(或再充電，除非內文另外建議，否則，兩種用詞可在本文中交換使用)用以為該TROB提供有限次數的分離遞增，該系統60可提供下面好處中的一或多項。有限次數的遞增(或者回復(giveback))TROB可幫助該再充電過程的每一個階段與高信賴度產生結合。藉由僅提供有限次數的回復，該系統還可以限制使用者連續放電與再充電該等電池的能力，因為使用者除了在該系統60所允許的有限次數的分離回復處之外並無法精確地預測TROB。因此，本方法不鼓勵使用者在再充電期間的最終充電電流為高位準的充電/放電操作範圍中使用該等電池56。取而代之的係，其會鼓勵使用者盡可能經常讓該醫療輸送系統保持被耦接至該市電供應器。事實上，咸信，當結合因使用保守模型所造成的電池放電電壓的限制時，限制使用高充電電流可以大幅降低電池破壞，舉例來說，降低75%。
因此，本文已經以一般的措詞解釋過該醫療輸送系統50、該電池管理系統60、它們的相互作用、以及該電池管理系統60的操作，現在將參考圖1與2以及參考圖3與4來更詳細地討論該等系統50、60的圖解實施例的結構與操作。明確地說，圖3所示的係用於管理和系統50相關聯的該等一或多個電池56之放電的方法150的實施例；而圖4所示的則係用於管理充電該等一或多個電池56的方法250的實施例。
方法150從方塊152處開始，控制器66會判定該醫療輸送系統50被耦接至該等電池56。該控制器66接著會在方塊154處進行初始判斷，判斷TROB是否等於最小TROB。根據特定的實施例，該最小TROB可能為零分鐘。根據其它實施例，該最小TROB可被設為一非零數額。然而，倘若在方塊154處判斷TROB等於最小TROB的話，該方法便會前往方塊158與160，其中，該控制器66會啟動一可聽見的警報訊號82，用以通知使用者TROB等於最小TROB，並且控制該顯示器64顯示一視覺警報訊息，用以通知使用者TROB等於最小TROB。該控制器66可能會根據方塊156與158(它們可以同時被實施，而非如圖所示的序列方式)操作一段時間週期，該段時間週期可以事先被設定或決定，舉例來說，10秒。在經過該段時間週期之後，該控制器66可能會讓該醫療輸送系統50關閉或關機。
取而代之的係，倘若該控制器66在方塊154處判斷TROB不等於最小TROB的話，該控制器66則可能會實施一或多項判斷，其中，該TROB會與一或多個範圍或臨界數值作比較。一旦該控制器66判定之後，該控制器66便可能會允許(或是限制)在不同的操作狀態之間改變該系統50，以便導致該TROB改變；可能會讓一可聽見的或是視覺警示被提供給該使用者；或者甚至讓系統50關閉或關機。雖然圖3中所示的方法的實施例可能提供四個此種範圍或臨界值判斷；不過，應該明白的係，並非根據本發明的每一個實施例都包含每一個此種判斷。
舉例來說，倘若TROB大於針對一特殊範圍(在本文中其可能會被稱為保留範圍)的數值所設定之最大數值的話，根據方法150來操作的控制器66則允許改變系統50的操作狀態，用以影響該TROB。在此範圍以上(或是在此臨界數值、該保留範圍最大值以上)，該方法150可能會作進一步的判斷用以規定要被顯示的資訊的特性或是影響該系統50之操作的其它特點，但是，該電池管理系統60將會根據系統50的操作狀態來改變該TROB。同樣地，在此範圍裡面(或是在該保留範圍最大值以下)，該方法150可能會作進一步的判斷用以規定要被提供的警示或是要被顯示的資訊，但是，不論該醫療輸送系統的操作狀態為何，該電池管理系統60都會縮減該TROB。然而，圖中所示的實施例雖然可提供多次臨界值判斷，但是根據其它實施例，取而代之的係，亦可針對該保留範圍僅作一次臨界值判斷。
根據本發明的系統60的特定實施例，會參考和下面有關的一或多道公式來決定該TROB：有效的電池容量；估算的TROB(或是PTROB)；以及具有一或多個表格的保留範圍最大值，該等表格為該等電池56與該系統50的保守模型的乘積。舉例來說，該控制器66可被程式化成用以根據下面的公式(Eqn.1)來決定每一秒的有效電池容量(百分比)：
CAP=CAP-PCF*(1/3600)，其中
CAP為有效電池容量(超過用以提供該保留範圍容量所需要的數額)；以及PCF為有效功率消耗係數。
該有效容量剛開始會針對完全充電電池被設為等於100%。該有效功率消耗係數係基於該等電池56與該醫療輸送系統50的保守模型來決定。雖然該有效功率消耗係數可以數種形式來表示；不過，根據特定的實施例，該係數會以表格的形式來提供，其會針對有限數量的輸送範圍中的每一者決定一不同的係數。舉例來說，當該系統50係一注入幫浦與幫浦控制器時，下面的表格可以用於單一通道幫浦：
或者，下面的表格可以用於多通道幫浦：
在準備此表格時，該模型包含下面和該等電池56與該系統50的操作有關的假設，其中，功率消耗會被最大化，而電池容量則被最小化：
1.習知的低環境溫度(15C)假設為用以最大化消耗；
2.電池的習知低操作溫度(38C)假設為用以最小化容量；
3.習知高次數的充電/放電循環(舉例來說，50至70次)假設為用以最小化容量；
4.每一個範圍中的最高流速假設為用以最大化消耗；以及
5.最終放電電壓為11V的充電/放電循環假設為用以最小化容量。
此外，該模型還假設有足夠的電池容量會被保留，以便提供該系統50在先前被稱為保留範圍的時間週期期間進行操作。在此週期中還進行額外假設以便最大化消耗，其包含：
1.所有通道(若為多通道的話)操作在最高輸送(流動)速率處；以及
2.該顯示單元64操作在50%的背光處(通常假設為操作在10%的背光處)。
基於該有效電池容量(CAP)，利用下面的公式(Eqn.2)便可以決定目前的TROB：
CTROB=PTROB*CAP+RRM，其中
CTROB為目前的TROB；PTROB為根據系統50所提供的輸送速率(也就是，流動速率)從上面提供的表格處所取得的估算TROB；CAP為有效電池容量；以及RRM為保留範圍最大值(於本案例中為30分鐘)。
接著，假設該控制器66在方塊154處判斷TROB不等於最小TROB(舉例來說，零分鐘)的話，那麼，該方法150可能會繼續前往方塊162，於該處，該控制器66會判斷該TROB是否超過第一臨界值數額。倘若該TROB超過此第一臨界值數額的話，那麼，該方法150便會前往方塊164，而且該控制器66會讓該顯示單元64顯示一視覺警告訊號給使用者，用以表示該系統50正在以電池電力進行操作。根據特定的實施例，這亦可能會伴隨一可聽見的警示。接著，該方法150會前往方塊166，於該處，該控制器66會讓該顯示單元64提供一數值的視覺表示符，用以表示殘餘電池壽命的時數。雖然此視覺表示符可以每秒鐘或每分鐘遞減；不過，取而代之的係，該控制器66亦可以決定該指示符應該每個小時才會改變一次。
在實施方塊166之後，根據方法150被程式化的控制器66可能會在方塊168處判斷該系統50是否已經從該使用者處接收一用以表示改變該系統50之操作狀態的決定的輸入。舉例來說，當該系統50係一包含一幫浦與一幫浦控制器的醫用流體輸送系統時，使用者可能會進入注入速率高於系統50目前所提供之注入速率的一新的注入程式。倘若在方塊168處判斷該輸入已經被接收的話，該系統60可能會在方塊170處接收和該操作狀態變化有關的資料，並且可能會在方塊172處改變該TROB以便和該操作狀態變化相符。也就是，倘若被程式化成改變至較高流速的話，那麼，該TROB便可能會縮減；而改變至較低流速則可能會導致TROB提高。
另一方面，倘若該控制器66在方塊162處判斷該TROB小於該第一臨界值數額(舉例來說，一小時)的話，那麼，該控制器66便會在方塊174處判斷該TROB是否小於一第二臨界值數額，明確地說，其為該保留範圍最大值。舉例來說，該保留範圍最大值可能會被設為三十分鐘。倘若該控制器66判斷該TROB沒有小於該保留範圍最大值的話，那麼，該控制器66便會繼續前往方塊176。
在方塊176處，該控制器66會讓該顯示單元64顯示一視覺警告訊號給使用者，用以表示該系統50已經進入有限電池電力的範圍(舉例來說，TROB介於一小時與三十分鐘之間)。根據特定的實施例，這亦可能會伴隨一可聽見的警示。接著，該方法150會前往方塊178，於該處，該控制器66會讓該顯示單元64提供一數值的視覺表示符，用以表示殘餘電池壽命的時數(舉例來說，一個小時)。雖然此視覺表示符可以每秒鐘或每分鐘遞減；不過，取而代之的係，該控制器66亦可以決定該指示符應該每個小時才會被顯示一次。
在實施方塊178之後，根據方法150被程式化的控制器66可能會在方塊180處判斷該系統50是否已經從該使用者處接收一用以表示改變該系統50之操作狀態的決定的輸入，雷同於方塊168。倘若在方塊180處判斷該輸入已經被接收的話，該系統60便可能會在方塊182處接收和該操作狀態變化有關的資料，並且可能會在方塊184處改變該TROB以便和該操作狀態變化相符。
進一步繼續進行，倘若該控制器66在方塊174處判斷該TROB小於該保留範圍最大值的話，那麼，該方法150便會繼續前往方塊186，其中，其會參考一第三臨界值數額(舉例來說，五分鐘)來進行判斷。此比較會允許分段式發出警示給使用者；根據替代實施例，其可能並不希望或者不需要進行該第三臨界值比較，或者圖中同樣有顯示的後續第四次比較。然而，為提供該使用者分段式發出的警示以便限制發生意外的機會，可能會建立多個臨界值。
倘若該控制器在方塊186處判斷該TROB落在五至三十分鐘的範圍裡面的話，那麼，該方法150便會繼續前往方塊188，於該處，該控制器66會讓該顯示單元64顯示一視覺警告訊號給使用者，用以表示該系統50已經進入低電池電力的範圍(舉例來說，TROB介於五分鐘與三十分鐘之間)。根據特定的實施例，這亦可能會伴隨一可聽見的警示。接著，該方法150會前往方塊190，於該處，該控制器66會讓該顯示單元64提供一數值的視覺表示符，用以表示殘餘電池壽命的分鐘數(舉例來說，三十分鐘)。雖然此視覺表示符可以每分鐘遞減；不過，取而代之的係，該控制器66亦可以決定該指示符應該僅以五分鐘遞增的方式被顯示。
在實施方塊190之後，根據方法150被程式化的控制器66可能會在方塊192處判斷該系統50是否已經從該使用者處接收一用以表示改變該系統50之操作狀態的決定的輸入，雷同於方塊168。倘若在方塊192處判斷該輸入已經被接收的話，該系統60便可能會在方塊194處接收和該操作狀態變化有關的資料。然而，因為該醫療輸送系統50操作在保留範圍之中，所以，該控制器66並不會在方塊196處改變該TROB用以和該操作狀態變化相符。取而代之的係，不論該醫療輸送系統的操作狀態為何，該控制器66都會繼續遞減該TROB。當該TROB落在該保留範圍裡面時，不論該醫療輸送系統50的操作狀態為何，該控制器66都會繼續提供TROB給該使用者。
倘若在方塊186處判斷該TROB小於該第三臨界值的話，該方法150便會在方塊198處以第四臨界值為基準繼續進行判斷。於此時點處，該控制器66會判斷該TROB是否大於一保留範圍最小值，其可如圖所示般地被設為零分鐘。倘若該TROB大於該保留範圍最小值的話，那麼，該方法150便會繼續前往方塊200。
在方塊200處，該控制器66會讓該顯示單元64顯示一視覺警告訊號給使用者，用以表示該系統50已經進入空乏電池的範圍(舉例來說，TROB介於零分鐘與五分鐘之間)。根據特定的實施例，這亦可能會伴隨一可聽見的警示。接著，該方法150會前往方塊202，於該處，該控制器66會讓該顯示單元64提供一數值的視覺表示符，用以表示殘餘電池壽命的分鐘數(舉例來說，五分鐘)。雖然此視覺表示符可以小於一分鐘(舉例來說，數秒鐘)的數額遞減；不過，取而代之的係，該控制器66亦可以決定該指示符應該僅以一分鐘遞增的方式被顯示。
在實施方塊202之後，根據方法150被程式化的控制器66可能會在方塊204處判斷該系統50是否已經從該使用者處接收一用以表示改變該系統50之操作狀態的決定的輸入，雷同於方塊168。倘若在方塊202處判斷該輸入已經被接收的話，該系統60便可能仍會在方塊206處接收和該操作狀態變化有關的資料。然而，因為該醫療輸送系統50操作在保留範圍之中，所以，該控制器66並不會在方塊208處改變該TROB用以和該操作狀態變化相符。取而代之的係，不論該醫療輸送系統的操作狀態為何，該控制器66都會繼續遞減該TROB。當該TROB落在該保留範圍裡面時，不論該醫療輸送系統50的操作狀態為何，該控制器66都會繼續提供TROB給該使用者。
當在方塊198處判斷符合該保留範圍最小值時(舉例來說，該TROB等於零分鐘)，該方法150會繼續前往方塊210。於此情況中，該控制器66可能會逕自開始關閉或是關機該醫療輸送系統50。然而，根據圖中所示的實施例，取而代之的係，根據方法150來操作的控制器66可被程式化成用以在該醫療輸送系統50之最終關機之前提供一最終五分鐘週期。
據此，該控制器66會控制該顯示單元64用以顯示一視覺警告訊號給使用者，用以表示該系統50已經進入關機週期(舉例來說，TROB已經抵達零分鐘)。根據特定的實施例，這亦可能會伴隨一可聽見的警示。該控制器66可能還會讓該顯示單元64提供一數值的視覺表示符，用以表示殘餘電池壽命的分鐘數(舉例來說，五分鐘)。雖然此視覺表示符可以小於一分鐘的數額遞減；不過，取而代之的係，該控制器66亦可以決定該指示符應該僅以一分鐘遞增的方式被顯示。該控制器66可能還會在方塊214處停止任何目前正在進行的注入動作。
根據該方法150被程式化的控制器66接著可能會在方塊216處判斷該系統50是否已經從該使用者處接收一用以表示改變該系統50之操作狀態的決定的輸入，雷同於方塊168。倘若在方塊216處判斷該輸入已經被接收的話，該系統60便可能仍會在方塊218處接收和該操作狀態變化有關的資料。然而，因為該醫療輸送系統50操作在關機範圍之中，所以，該控制器66會防止該系統50實行該已程式化的變化。取而代之的係，不論該醫療輸送系統的操作狀態為何，該控制器66都會繼續遞減該TROB，並且禁止該醫療輸送系統50的操作。當該TROB落在該關機範圍裡面時，不論該醫療輸送系統50的操作狀態為何，該控制器66都會繼續提供TROB給該使用者。
一旦該控制器66在方塊222處判斷已經抵達關機範圍的終點時(舉例來說，已經過五分鐘)，該控制器66便會繼續在方塊224處關機該醫療輸送系統50。
接著參考圖4，用於充電該等電池56的方法250係從方塊252處開始。在方塊252處，該控制器66會判斷該醫療輸送系統50是否由該市電供應器來供電。倘若該控制器66判斷該醫療輸送系統50並非由該市電供應器來供電的話(舉例來說，該系統50被耦接至該等電池56，或者，該等電池已經放電且該系統50被關機)，那麼，該控制器66便不會繼續進行該方法250。然而，倘若該控制器66判斷該系統50被耦接至該市電供應器的話，那麼，根據該方法250被程式化的控制器66便會繼續前往方塊254。
在方塊254處，該控制器66會判斷TROB是否大於該保留範圍最大值(舉例來說，三十分鐘)。倘若TROB沒有大於該保留範圍最大值的話，那麼，該方法250便會繼續前往方塊256；倘若TROB大於該保留範圍最大值的話，那麼，該方法250便會繼續前往方塊258。
接著，繼續前往方塊256，首先要預防的係，該控制器66會在方塊256處判斷該等電池56的電壓是否下降至11V以下。若是的話，那麼，在方塊258處判斷該電池完全充電之前，該控制器66將不會改變該TROB。屆時，即使該等電池56仍利用充電器80繼續進行充電，該顯示單元64將不會根據該等電池56的再充電的狀態而改變。倘若該控制器66在方塊256處判斷電壓56並沒有下降至11V以下的話，那麼，該方法250便會繼續前往方塊260。
其次要預防的係，該控制器66會在方塊260處判斷該充電器80是否已經被耦接至該市電供應器超過一段連續時間的臨界週期，舉例來說，連續三十分鐘。倘若該充電器80並沒有被耦接至該市電供應器超過連續三十分鐘的話，該方法250便不會繼續前往方塊262，在方塊262處會判斷流經該等電池56的充電電流是否在第一電流臨界值以下。事實上，倘若該充電器80在連續三十分鐘經過之前便與該市電供應器解除耦接的話，該控制器66在偵測到該充電器80再次被耦接至該市電供應器時便可以在方塊252處重新開始充電方法250。當該控制器66判斷該充電器80已經被耦接至該市電供應器超過三十分鐘時，那麼，該方法便會繼續前往方塊262。
在方塊262處，該控制器66會判斷該充電電流是否在第一電流臨界值以下。該第一電流臨界值代表該等電池56中的第一充電條件。在流經該等電池56的充電電流下降至該第一電流臨界值以下之前該方法250並不會繼續。一旦該充電電流下降至該第一電流臨界值以下，該控制器66便會在方塊264處控制該顯示單元64，用以顯示代表第一再充電數額的一或多個數值，根據包含圖4中所示之實施例在內的特定實施例，其可能等於該保留範圍最大值。接著，該方法250會繼續前往方塊258。
該控制器66會在方塊258處判斷該充電電流是否在第二電流臨界值以下。該第二電流臨界值代表該等電池56中的第二充電條件。根據圖中所示的實施例，該第二充電條件可能對應於該等電池56的完全充電條件；不過，根據其它實施例，並未必為此情況。一旦該充電電流下降至該第二電流臨界值以下，接著，該方法250便會繼續前往方塊266，並且該控制器66會在方塊266處控制該顯示單元64，用以顯示代表第二再充電數額的一或多個數值，根據包含圖4中所示之實施例在內的特定實施例，其可能等於該完全充電條件。接著，根據該方法250被程式化的控制器66便可能會將該有效電池容量設為100%。
系統60以及方法150、250除了可以提供上面詳述的優點以外，還可以提供其它優點。
50．．．醫療輸送系統
52．．．AC市電供應器
54．．．插頭
56．．．電池
60．．．電池管理系統
62．．．殼體
64．．．顯示單元
66．．．控制器
68．．．處理器
70．．．記憶體
72．．．輸入/輸出介面
80．．．充電器單元
82．．．可聽見的警報訊號
150．．．方法
250．．．方法
咸信，從下面配合隨附圖式所進行的說明中會更完全瞭解本發明。為達更清楚顯示其它元件的目的，某些圖式可能已經藉由省略選定的元件而被簡化。除了在對應的書面說明中有明確描述之外，在某些圖式中省略特殊的元件未必表示在任何該等示範性實施例中存在或不存在此等元件。該等圖式並未依照比例繪製。
圖1所示的係根據本發明的一醫療輸送系統與一電池管理系統的略圖；
圖2所示的係圖1的電池管理系統的方塊圖；
圖3所示的係圖2的電池管理系統所使用之用於管理放電的方法的流程圖；以及
圖4所示的係圖2的電池管理系統所使用之用於管理放電的方法的方塊圖。
50．．．醫療輸送系統
52．．．AC市電供應器
56．．．電池
60．．．電池管理系統
64．．．顯示單元
66．．．控制器
68．．．處理器
70．．．記憶體
72．．．輸入/輸出介面
80．．．充電器單元
82．．．可聽見的警報訊號

Claims (24)

  1. 一種用於可耦接至一醫療輸送系統之一或多個電池的電池管理系統，當該系統沒有被耦接至一替代電源供應器時，該等一或多個電池係被耦接至該醫療輸送系統，該系統包括：一顯示單元；一控制器，其被耦接至該顯示單元並且被程式化成：用以判斷該醫療輸送系統何時被耦接至該等一或多個電池，用以在該醫療輸送系統被耦接至該等一或多個電池時控制該顯示單元顯示一對應於電池殘餘時間(TROB)的初始數值，用以判斷該TROB是否落在保留範圍裡面，該保留範圍延伸上達至一保留範圍最大值，該保留範圍最大值係小於一最大TROB，倘若該TROB大於該保留範圍最大值的話，用以根據該醫療輸送系統的操作狀態來改變該TROB，以及倘若該TROB小於該保留範圍最大值的話，不論該醫療輸送系統的操作狀態為何，用以縮減該TROB。
  2. 如申請專利範圍第1項的系統，其中，該TROB係根據該等一或多個電池與該醫療系統的保守模型來決定。
  3. 如申請專利範圍第1或2項的系統，其中，該TROB、該最大TROB、以及該保留範圍預測值係基於該等一或多個電池與該醫療輸送系統的模擬行為而定。
  4. 如申請專利範圍第1項的系統，其中，該TROB係基於該等一或多個電池的能量容量而定，其係相依於該等一或多個電池的電池循環與最終放電電壓。
  5. 如申請專利範圍第1項的系統，其中，該保留範圍係基於該等一或多個電池的能量容量而定，其係相依於該等一或多個電池的電池循環、電池溫度、以及最終放電電壓以及該醫療輸送系統的極限操作時間持續長度。
  6. 如申請專利範圍第1項的系統，其中，倘若該TROB大於該保留範圍最大值的話，該控制器被程式化成：用以根據該醫療輸送系統的第一操作狀態來決定一第一估算TROB；用以判斷該醫療輸送系統是否已經從該第一操作狀態改變為第二操作狀態；以及用以根據該醫療輸送系統的第二操作狀態來決定第二估算TROB。
  7. 如申請專利範圍第6項的系統，其中，該控制器被程式化成用以將該保留範圍最大值加入該第一估算TROB或該第二估算TROB，以便決定該TROB。
  8. 如申請專利範圍第6項的系統，其中，該控制器被程式化成用以根據一有效電池容量與一第一電池壽命估算值來決定該第一估算TROB，並且用以根據該有效電池容量與一第二電池壽命估算值來決定該第二估算TROB。
  9. 如申請專利範圍第1項的系統，其中，該系統進一步包括一充電器單元，其可耦接至該等一或多個電池，該控制器被耦接至該充電器單元並且進一步被程式化成：在該醫療系統被耦接至一市電電壓時用以啟動該充電器，以便充電該等一或多個電池；以及根據該等一或多個電池的再充電狀態來將該TROB提高一第一遞增額或者提高至該TROB最大值。
  10. 如申請專利範圍第9項的系統，其中，該再充電狀態係相依於流經該等一或多個電池的充電電流。
  11. 如申請專利範圍第10項的系統，其中，該TROB係根據和一第一充電電流測量值相關聯的一第一再充電狀態被提高該第一遞增額，並且該TROB係根據和一第二充電電流測量值相關聯的一第二再充電狀態被提高至該最大TROB，該第二充電電流測量值小於該第一充電電流測量值。
  12. 如申請專利範圍第9項的系統，其中，該系統進一步包括一充電器單元，其可耦接至該等一或多個電池，該控制器被耦接至該充電器單元並且進一步被程式化成：在該醫療系統被耦接至一市電電壓時用以啟動該充電器，以便充電該等一或多個電池；以及根據該等一或多個電池的再充電狀態來將該TROB提高第一遞增額、提高第二遞增額、或者提高至TROB最大值。
  13. 一種醫療輸送系統，其包括：一或多個電池；一可攜式幫浦，用於靜脈輸送醫用流體，該可攜式幫浦可耦接至該等一或多個電池；一顯示單元；一輸入單元；一幫浦控制器，其被耦接至該可攜式幫浦、該顯示單元、以及該輸入單元，該幫浦控制器被程式化成用以從該輸入單元處接收一輸入並且用以控制該可攜式幫浦以便根據所接收到的輸入進入一操作狀態；以及電池管理系統，其包括一被耦接至該等一或多個電池的充電器以及一被耦接至該顯示單元的控制器，其中，該控制器被程式化成：用以判斷該可攜式幫浦何時被耦接至該等一或多個電池，用以在該可攜式幫浦被耦接至該等一或多個電池時控制該顯示單元顯示一對應於TROB的初始數值，用以判斷該TROB是否落在保留範圍裡面，該保留範圍會延伸上達至一保留範圍最大值，該保留範圍最大值小於一最大TROB，倘若該TROB大於該保留範圍最大值的話，用以根據該醫療輸送系統的操作狀態來改變該TROB，倘若該TROB小於該保留範圍最大值的話，不論該醫療輸送系統的操作狀態為何，用以縮減該TROB，當該可攜式幫浦被耦接至該市電電壓時啟動該充電器，用以充電該等一或多個電池，以及根據該等一或多個電池的再充電狀態來將該TROB提高一第一遞增額或者提高至TROB最大值。
  14. 如申請專利範圍第13項的系統，其中，該TROB係根據該等一或多個電池與該醫療系統的保守模型來決定。
  15. 如申請專利範圍第13或14項的系統，其中，該TROB、該最大TROB、以及該保留範圍預測值係基於該等一或多個電池與該醫療輸送系統的模擬行為而定。
  16. 如申請專利範圍第13項的系統，其中，該TROB係基於該等一或多個電池的能量容量而定，其係相依於該等一或多個電池的電池循環與最終放電電壓。
  17. 如申請專利範圍第13項的系統，其中，該保留範圍係基於該等一或多個電池的能量容量而定，其係相依於該等一或多個電池的電池循環、電池溫度、以及最終放電電壓以及該醫療輸送系統的極限操作時間持續長度。
  18. 如申請專利範圍第13項的系統，其中，倘若該TROB大於該保留範圍最大值的話，該控制器被程式化成：用以根據該醫療輸送系統的第一操作狀態來決定一第一估算TROB；用以判斷該醫療輸送系統是否已經從該第一操作狀態改變為第二操作狀態；以及用以根據該醫療輸送系統的第二操作狀態來決定一第二估算TROB。
  19. 如申請專利範圍第18項的系統，其中，該控制器被程式化成用以將該保留範圍最大值加入該第一估算TROB或該第二估算TROB，以便決定該TROB。
  20. 如申請專利範圍第18項的系統，其中，該控制器被程式化成用以根據一有效電池容量與一第一電池壽命估算值來決定該第一估算TROB，並且用以根據該有效電池容量與一第二電池壽命估算值來決定該第二估算TROB。
  21. 如申請專利範圍第13項的系統，其中，該系統進一步包括一充電器單元，其可耦接至該等一或多個電池，該控制器被耦接至該充電器單元並且進一步被程式化成：在該醫療系統被耦接至一市電電壓時用以啟動該充電器，以便充電該等一或多個電池；以及根據該等一或多個電池的再充電狀態來將該TROB提高第一遞增額或者提高至TROB最大值。
  22. 如申請專利範圍第21項的系統，其中，該再充電狀態係相依於流經該等一或多個電池的充電電流。
  23. 如申請專利範圍第22項的系統，其中，該TROB係根據和一第一充電電流測量值相關聯的一第一再充電狀態被提高該第一遞增額，並且該TROB係根據和一第二充電電流測量值相關聯的一第二再充電狀態被提高至該最大TROB，該第二充電電流測量值小於該第一電量電流測量值。
  24. 如申請專利範圍第21項的系統，其中，該系統進一步包括一充電器單元，其可耦接至該等一或多個電池，該控制器被耦接至該充電器單元並且進一步被程式化成：在該醫療系統被耦接至一市電電壓時用以啟動該充電器，以便充電該等一或多個電池；以及根據該等一或多個電池的再充電狀態來將該TROB提高第一遞增額、提高第二遞增額、或者提高至TROB最大值。
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