TWI867755B - 用於低耗電設備之光電板電池盒套組 - Google Patents

Abstract

一種用於低耗電設備之光電板電池盒套組，其光電板電池盒包括安裝在殼體機構的發電模組與供電控制模組。該發電模組包括可感光發電的光電板單元，及用以儲存該光電板單元產生之電力的電池單元。該供電控制模組包括並聯接頭、供電接頭及供電控制單元。該並聯接頭可將該電池單元並聯於另一該光電板電池盒的該電池單元。該供電控制單元會於該供電接頭電連接該低耗電設備時，控制該電池單元經由該供電接頭對該低耗電設備供電。透過該光電板電池盒的設計，可以透過環境光發電以驅動該低耗電設備，使得該低耗電設備可方便設置任何有光的地方。

Description

用於低耗電設備之光電板電池盒套組

本發明是有關於一種電池裝置，特別是指一種用於低耗電設備且可感光發電之光電板電池盒。

隨著物聯網科技的發達，許多辦公室內的事務機器和住家中的家電都具備連網功能，為了使前述事務機器與家電連網以便進行管控，通常會在辦公室與住家中架設許多用以連結前述事務機器與家電的物聯網節點設備。目前這些物聯網節點設備架設時，通常都會安裝在方便取得電力的市電插座附近，或者是得另外佈設用以導接市電的電源線，所以安裝上仍有不便之處。此外，有些設備是透過一次性電池進行驅動，這類設備除了有需要經常更換電池之不便的缺點外，也會產生廢棄電池，較不環保。

節能減碳是目前全球致力推動的環境保護政策，由於辦公室與住家中通常會設置有電燈，或者是會有陽光可照入室內，而前述物聯網節點設備通常屬於低耗電設備，所以如果可以將室內光能轉換成用以驅動前述物聯網節點設備之電能，將有助於達到節能減碳需求。

因此，本發明的目的，即在提供一種能用於低耗電設備之光電板電池盒套組。

於是，本發明用於低耗電設備之光電板電池盒套組，包含至少一個光電板電池盒。該至少一光電板電池盒包括一個殼體機構，及彼此電連接地安裝在該殼體機構的一個發電模組與一個供電控制模組。

該發電模組包括一個可感光發電的光電板單元，及一個用以儲存該光電板單元產生電力的電池單元。該供電控制模組包括至少一個並聯接頭、一個供電接頭，及一個供電控制單元。該至少一並聯接頭可於被另一該光電板電池盒電連接時，將該電池單元並聯於另一該光電板電池盒的該電池單元。該供電控制單元會於該供電接頭電連接該低耗電設備時被觸發，而控制該電池單元經由該供電接頭對該低耗電設備供電。

本發明之功效在於：透過該光電板電池盒的該發電模組與該供電控制模組的結構設計，可以透過環境光發電以驅動該低耗電設備，使得該低耗電設備的設置位置不再受限於市電插座附近或得佈設電力延長線。

參閱圖1、2、3，本發明用於低耗電設備900之光電板電池盒套組100的一個實施例，適用於供所述低耗電設備900電連接安裝。所述低耗電設備900例如但不限於IOT節點設備，且所述低耗電設備900可以是傳統使用市電驅動之設備或使用一次電池驅動之設備。該光電板電池盒套組100包含兩個光電板電池盒2、一條將該等光電板電池盒2並聯的電連接線6、一個安裝在該等光電板電池盒2其中之一且用以固定在一壁面的支架機構7，及一個將該等光電板電池盒2併接在一起的併接機構8。

該電連接線6具有兩個可拆離地分別電連接安裝在該等光電板電池盒2的電連接端部61。

由於該等光電板電池盒2之結構相同，為方便說明，以下先以其中一個該光電板電池盒2為例進行結構說明。

該光電板電池盒2包括一個殼體機構3，及彼此電連接地安裝在該殼體機構3的一個發電模組4與一個供電控制模組5。

該殼體機構3包括一個供該發電模組4與該供電控制模組5安裝的殼本體31，及間隔設置在該殼本體31背面的多個連結件32與多個設備安裝件33。在本實施例中，該等連結件32與該等設備安裝件33都為嵌裝固定在該殼本體31的螺母柱，但實施時不以此為限。

參閱圖1、2、4，該發電模組4包括一個安裝外露在該殼本體31前側面的光電板單元41、一個電連接該光電板單元41的電池單元42，及一個電連接在該光電板單元41與該電池單元42間的保護單元43。該光電板單元41可感光發電，該電池單元42可儲存該光電板單元41產生之電力。該光電板單元41可以是例如但不限於矽晶太陽能板或染敏電池（dye-sensitized solar cell，DSSC），由於該光電板單元41可感光發電，而該電池單元42可用以儲存電力都為現有技術，且態樣眾多，因此不再詳述。

該保護單元43可防止該電池單元42逆向對該光電板單元41供電，可避免該光電板單元41故障而成為耗電元件。在本實施例中，該保護單元43是由二極體組成之反向電流保護電路，但因為該保護單元43為現有技術且類型眾多，因此不再詳述。

該供電控制模組5包括嵌裝固定在該殼本體31後側面的兩個並聯接頭51與一個供電接頭52、安裝外露在該殼本體31前側面的一個警示單元53與一個感光單元54，及設置在該殼本體31中的一個電壓量測單元55、一個電容量量測單元56、一個發電量量測單元57與一個供電控制單元58。實施時，該電壓量測單元55、該電容量量測單元56、該發電量量測單元57與該供電控制單元58可整合在一起。

該等並聯接頭51電連接於該光電板單元41與該電池單元42。每一該並聯接頭51可供該電連接線6之其中一個該電連接端部61電連接插設。當該電連接線6以該等電連接端部61分別電連接於該等光電板電池盒2的兩個該並聯接頭51時，會使該等光電板電池盒2的該等電池單元42經由該電連接線6並聯，以及使該等光電板電池盒2之該等光電板單元41經由電連接線6並聯。在本實施例中，該等並聯接頭51與該電連接線6之該等電連接端部61是採用可對應電連接插置的USB連接埠界面設計，但實施時不以此為限。

該供電接頭52可用以供該低耗電設備900經由一條電源線901電連接安裝，可用以輸出該低耗電設備900運作所需電力。在本實施例中，該供電接頭52同樣為USB連接埠界面設計，但實施時不以此為限。

該警示單元53為嵌裝外露在該殼本體31前側面的顯示器，可被驅動發出影像形式的警示訊息。但實施時，在本發明之其它實施態樣中，該警示單元53也可改為可發出聲音或亮光之警示訊息的類型、或者是可發出前述三種警示訊息之任一組合之警示訊息的類型，或者是可發出會被其它設備無線接收之訊號的類型。

該感光單元54可被該供電控制單元58控制啟動，而感測取得該殼本體31前側面的光照強度。在本實例中，該感光單元54是透過光敏電阻技術進行感光，但因為可感測取得所述光照強度的感測器類型眾多，因此不再詳述，且實施時不以上述態樣為限。

該電壓量測單元55可被該供電控制單元58控制啟動，而量測取得該電池單元42之電池電壓。但是當該電連接線6並聯該等電池單元42時，該電壓量測單元55則會量測相並聯之該等電池單元42的電池電壓。

該電容量量測單元56可被該供電控制單元58控制啟動，而量測取得該電池單元42之電池容量。但是當該電連接線6並聯該等電池單元42時，該電容量量測單元56則會量測相並聯之該等電池單元42加總後的電池容量。

該發電量量測單元57可被該供電控制單元58控制啟動，而量測取得該光電板單元41之發電量。但是當該電連接線6並聯該等光電板單元41時，該發電量量測單元57則會量測相並聯之該等光電板單元41的發電量。

該供電控制單元58訊號連接該警示單元53、該感光單元54、該電壓量測單元55、該電容量量測單元56、該發電量量測單元57與該供電接頭52。該供電控制單元58內建有可切換啟動的一個主控模式與一個從動模式，當該供電控制單元58切換至該從動模式時，不會控制啟動該感光單元54、該電壓量測單元55、該電容量量測單元56與該發電量量測單元57。當該供電控制單元58偵測到該供電接頭52電連接該低耗電設備900時，會從預設之該從動模式切換至該主控模式，並控制該電池單元42經由該供電接頭52對該低耗電設備900進行供電，且還會控制啟動該感光單元54、該電壓量測單元55、該電容量量測單元56與該發電量量測單元57。

該供電控制單元58切換至該主控模式時，會接收分析該感光單元54測得之所述光照強度、該電壓量測單元55測得之所述電池電壓、該電容量量測單元56測得之所述電池容量，以及該發電量量測單元57測得之所述發電量。該供電控制單元58會於判斷所述光照強度小於一預定光照強度值時，驅使該警示單元53發出一個代表低照度的警示訊息。該供電控制單元58會於分析判斷所述電池電壓小於一預定電壓值時，控制該警示單元53發出一個代表電池電壓過低的警示訊息。

該供電控制單元58於切換至該主控模式時，還會啟動一個能耗分析功能，會在一預定時間內持續接收分析該電容量量測單元56量測取得的所述電池容量，所述預定時間例如但不限於8小時、12小時或24小時。該供電控制單元58會於分析判斷在該預定時間內，所述電池容量未被充電達到一預定容量值以上時，控制該警示單元53發出一個代表發電量不足的警示訊息。

該供電控制單元58於控制該警示單元53發出代表電池容量不足的該警示訊息時，會進一步分析在該預定時間內的所述電池容量的變化，而取得該低耗電設備900在該預定時間內的總耗電量。該供電控制單元58還會統計取得該發電量量測單元57在該預定時間量測得到的所述發電量，而得到該光電板單元41在該預定時間的總發電量。然後，該供電控制單元58會根據預設之分析程式對該總耗電量與該總發電量進行分析演算，而得到一個光電板電池盒並聯需求量，並經由該警示單元53發出一個對應該光電板電池盒並聯需求量的警示訊息。

參閱圖1、2、3，該支架機構7包括一個可拆離地安裝在該等殼本體31其中之一的其中一個該連結件32的萬向接頭71，及一個可相對擺轉調整角度地安裝於該萬向接頭71並可用以安裝固定在壁面的固定座72。在本實施例中，由於該等連結件32為螺母柱，所以該萬向接頭71是透過螺鎖方式安裝固定在對應之該連結件32。

該併接機構8包括兩個相間隔地延伸跨置在該等殼本體31間之板片狀的跨接件81，及多個分別貫穿該等跨接件81兩端部且分別螺鎖固定在該等殼本體31之該等連結件32的設備固定件82。該等設備固定件82會將該等跨接件81鎖設固定在該等殼本體31，使該等光電板電池盒2牢固地併接在一起。在本實施例中，是將該等殼本體31上下併接在一起，但實施時，在本發明之其它實施態樣中，也可將該等殼本體31左右併接在一起。

參閱圖1、2、4，本發明用於低耗電設備900的光電板電池盒套組100使用時，可透過該併接機構8將該等殼體機構3併接在一起，並將該支架機構7安裝固定在中一個該光電板電池盒2的該殼體機構3，且透過螺栓將該低耗電設備900鎖設固定在其中一個該殼體機構3的該等設備固定件82，而安裝固定在該殼體機構3後側。

接著，將該電連接線6電連接插裝在該等光電板電池盒2的其中兩個該並聯接頭51，將該等光電板電池盒2並聯。然後，將該低耗電設備900的電源線901電連接插裝在其中一個該光電板電池盒2的該供電接頭52。

該光電板電池盒套組100供該低耗電設備900安裝架設使用時，該等光電板電池盒2之該等光電板單元41都會感光發電，並將產生之電力儲存於該等電池單元42。

被選定要啟動該主控模式的該光電板電池盒2電連接該低耗電設備900後，該光電板電池盒2的該供電控制單元58會切換至該主控模式，進而啟動該能耗分析功能，並控制該電池單元42經由該供電接頭52對該低耗電設備900供電，且控制啟動所屬之該光電板電池盒2的之該感光單元54、該電壓量測單元55、該電容量量測單元56與該發電量量測單元57，而開始接收分析所述光照度、所述電池電壓、所述電池容量與所述發電量，並於判斷所述光照度低於該預定光照度值時、所述電池電壓低於該預定電壓值時，或者是所述電池容量未在該預定時間內提升至該預定容量值時，控制該警示單元53發出對應的警示訊息。並於判斷所述電池容量不足時，分析演算得到該光電板電池盒並聯需求量，並驅使該警示單元53發出對應的警示訊息。

透過該光電板電池盒套組100可供該低耗電設備900安裝，且可感光發電的結構設計，可方便安裝在任何有光照的地方。

必須說明的是，本發明之該光電板電池盒套組100的每一個該光電板電池盒2都可獨立使用。當單一個該光電板電池盒2用以供該低耗電設備900安裝使用時，該供電控制模組5的該供電控制單元58同樣會被觸發切換至該主控模式，而啟動該能耗分析功能，而可進行低光照、低電池電壓與電池容量不足的警示，也會分析取得該光電板電池盒並聯需求量。當需要並聯其它光電板電池盒2時，則透過該併接機構8進行併接，以及透過該電連接線6進行並聯，進而組裝成該光電板電池盒套組100。

再者，在本實施例中，是以併接兩個光電板電池盒2為例進行說明，但實施時，該等光電板電池盒2的數量可再增加，並對應增加該併接機構8與該電連接線6的數量。

綜上所述，透過每一該光電板電池盒2的該發電模組4與該供電控制模組5的結構設計，方便透過並聯多個該光電板電池盒2的方式來增加發電量與電池容量，還使得該低耗電設備900的設置位置不再受限於市電插座附近或得佈設電力延長線。且每一該光電板電池盒2也可用以對使用一次性電池的低耗電設備900進行供電，可免除一次性電池的使用，更為環保。因此，本發明用於低耗電設備900之光電板電池盒套組100確實是種相當創新且方便實用的創作，故確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

100:光電板電池盒套組 2:光電板電池盒 3:殼體機構 31:殼本體 32:連結件 33:設備安裝件 4:發電模組 41:光電板單元 42:電池單元 43:保護單元 5:供電控制模組 51:並聯接頭 52:供電接頭 53:警示單元 54:感光單元 55:電壓量測單元 56:電容量量測單元 57:發電量量測單元 58:供電控制單元 6:電連接線 61:電連接端部 7:支架機構 71:萬向接頭 72:固定座 8:併接機構 81:跨接件 82:設備固定件 900:低耗電設備 901:電源線

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一個立體圖，說明本發明用於低耗電設備之光電板電池盒套組的一個實施例的結構； 圖2是一個立體分解圖，說明該實施例的結構； 圖3是一個立體分解圖，說明該實施例結構；及 圖4是一個功能方塊圖，說明該實施例的功能架構。

100:光電板電池盒套組

2:光電板電池盒

3:殼體機構

31:殼本體

4:發電模組

41:光電板單元

5:供電控制模組

53:警示單元

54:感光單元

7:支架機構

71:萬向接頭

72:固定座

900:低耗電設備

Claims (10)

1. 一種用於低耗電設備之光電板電池盒套組，適用於電連接所述低耗電設備，該光電板電池盒套組包含至少一個光電板電池盒，該至少一光電板電池盒包括： 一個殼體機構； 一個發電模組，安裝在該殼體機構，包括一個可感光發電的光電板單元，及一個用以儲存該光電板單元產生電力的電池單元；及 一個供電控制模組，安裝在該殼體機構，且訊號連接該發電模組，包括至少一個並聯接頭、一個供電接頭，及一個供電控制單元，該至少一並聯接頭可於被另一該光電板電池盒電連接時，將該電池單元並聯於另一該光電板電池盒的該電池單元，該供電控制單元會於該供電接頭電連接該低耗電設備時被觸發，而控制該電池單元經由該供電接頭對該低耗電設備供電。
2. 如請求項1所述的用於低耗電設備之光電板電池盒套組，其中，該供電控制模組還包括一個電容量量測單元，及一個警示單元，該電容量量測單元可被控制啟動而量測取得該電池單元的電池容量，該供電控制單元會於該供電接頭電連接該低耗電設備時被觸發啟動一個能耗分析功能，而會於一預定分析時間內分析判斷所述電池容量未提升至一預定容量值時，控制該警示單元發出一個代表發電量不足的警示訊息。
3. 如請求項2所述的用於低耗電設備之光電板電池盒套組，其中，該供電控制模組還包括一個可被控制啟動而量測取得該光電板單元之發電量的發電量量測單元，該供電控制單元還會於啟動該能耗分析功能時，統計取得該光電板單元在該預定時間內的一個總發電量，並分析在該預定分析時間內之該電池容量的變化，而取得一個總耗電量，且會於判斷該總耗電量大於該總發電量時，分析演算該總發電量與該總耗電量而得到一個光電板電池盒並聯需求量，並經由該警示單元發出一個對應該光電板電池盒並聯需求量的警示訊息。
4. 如請求項3所述的用於低耗電設備之光電板電池盒套組，包含兩個該光電板電池盒，及一個電連接於該等光電板電池盒的該等並聯接頭間的電連接線，該等電池單元會經由該等並聯接頭與該電連接線並聯，該等光電板單元會經由該等並聯接頭與該電連接線並聯，每一該供電控制單元內建有可切換啟動的一個主控模式與一個從動模式，會於對應之該供電接頭電連接該低耗電設備時被觸發而切換啟動該主控模式，並啟動該能耗分析功能，且控制啟動對應之該電容量量測單元與該發電量量測單元，該電容量量測單元會量測取得相並聯之該等電池單元的電池容量，該發電量量測單元會量測取得相並聯之該等光電板單元的發電量。
5. 如請求項4所述的用於低耗電設備之光電板電池盒套組，其中，每一該殼體機構包括一個殼本體，及一個設置在該殼本體的連結件，該光電板電池盒套組還包含一個併接機構，該併接機構包括一個跨置在該等殼本體間的跨接件，及多個連結於該跨接件與該等連結件而將該跨接件固定在該等殼本體的設備固定件。
6. 如請求項4所述的用於低耗電設備之光電板電池盒套組，其中，每一該供電控制模組還包括一個可被控制啟動而感測得到周遭之光照強度的感光單元，該供電控制單元會於切換啟動該主控模式時控制啟動該感光單元，且會於分析判斷所述光照強度低於一預定光照強度值時，控制對應之該警示單元發出一個代表低光照的警示訊息。
7. 如請求項4所述的用於低耗電設備之光電板電池盒套組，其中，每一該供電控制模組還包括一個可被控制啟動而量測取得該電池單元之電池電壓的電壓量測單元，該供電控制單元會於切換啟動該主控模式時控制啟動該電壓量測單元，且會於判斷所述電池電壓低於一預定電壓值時，控制對應之該警示單元發出一個代表低電壓的警示訊息。
8. 如請求項4所述的用於低耗電設備之光電板電池盒套組，其中，每一該供電控制模組包括多個設置在該殼體機構的該並聯接頭。
9. 如請求項1所述的用於低耗電設備之光電板電池盒套組，其中，該殼體機構包括一個供該發電模組與該供電控制模組安裝的殼本體，及一個設置在該殼本體的連結件，該光電板電池盒套組還包含一個支架機構，該支架機構包括一個可拆離地安裝在該連結件的萬向接頭，及一個可相對擺轉調整角度地安裝在該萬向接頭且可用以固定在壁面的固定座。
10. 如請求項1所述的用於低耗電設備之光電板電池盒套組，其中，該發電模組還包括一個電連接在該光電板單元與該電池單元間，且可防止該電池單元逆向對該光電板單元供電的保護單元。

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