專利名稱：具有基于電池溫度拉出不同電流的內(nèi)部控制器的電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對電池進(jìn)行再充電的系統(tǒng)和方法。具體而言，本發(fā)明涉及用于對電池充電并評估電池健康狀況的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明還涉及用于從電池連接的用電設(shè)備獲得數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
常常用電池給手術(shù)室里使用的電力手術(shù)器械供電來進(jìn)行手術(shù)。用電池就不需要用電線連接到外部電源。跟要用電線的手術(shù)器械相比，沒有電線有很多優(yōu)點(diǎn)。使用這種器械的手術(shù)人員不必考慮給電線消毒，就能夠?qū)⑺鼈儙У交颊咚闹艿臒o菌手術(shù)區(qū)，或者確保在手術(shù)過程中不會不小心將未經(jīng)消毒的電線帶到手術(shù)區(qū)。此外，沒有電線同樣能夠消除電線給手術(shù)過程造成的混亂和視場障礙。在手術(shù)室里，還將電池用于給手術(shù)器械以外的器械供電。還用電池來給進(jìn)行手術(shù)時(shí)手術(shù)人員有時(shí)穿戴的個(gè)人保護(hù)系統(tǒng)中集成的用電部件供電。典型情況下，這種系統(tǒng)包括某種帶頭盔的外衣。在外衣里頭有在外衣內(nèi)用于空氣循環(huán)的通風(fēng)單元。一些這種系統(tǒng)還擁有燈光用來給手術(shù)場地照明，或者有無線電用來跟手術(shù)中的其它人員進(jìn)行正常通話。通風(fēng)單元、照明單元和無線電這些單元中的每一個(gè)都需要電源。通過用電池供電，就不需要給穿戴這種單元的每個(gè)人連接電線。這樣就能夠減少手術(shù)室人員需要避開的電線的數(shù)量。此外，不用電線還能夠解除對使用這些系統(tǒng)的個(gè)人的行動(dòng)限制。很自然，任何電池供電設(shè)備的一個(gè)組成部分是電池。手術(shù)室里使用的大多數(shù)電池供電的手術(shù)設(shè)備都使用可再充電電池。這些可再充電電池通常包括一個(gè)或多個(gè)鎳鎘電池單元。電池一放完電，就將它連接到輔助充電器。充電器給電池的電池單元提供電流，讓電池單元儲存能量。跟其它可再充電電池不同，手術(shù)器械中使用的可再充電電池必須能夠進(jìn)行消毒，從而能夠?qū)⑺旁谑中g(shù)場地靠近患者的地方。常常把這些電池放在高壓鍋里來對它們消毒，在高壓鍋內(nèi)，充滿飽和水汽(蒸汽)，溫度接近270華氏度(132攝氏度)，氣壓大約為30psi (儀表讀數(shù))(1552毫米汞柱)。反復(fù)暴露在這種環(huán)境中會導(dǎo)致電池的電池單元儲存電荷的能力下降。常常將這種情況叫做電池的“健康狀況”變差。2000年I月25日授權(quán)的本申請人的第6，018, 227號美國專利BATTERY CHARGERESPECIALLY USEFUL WITH STERILIZABLE RECHARGEABLE BATTERY PACKS，公開了確定電池負(fù)載電壓的一種方法，在這里將這一專利引入作為參考?？梢酝茰y，這是電池內(nèi)阻的一種度量。可惜，這一信息不能單獨(dú)提供電池健康狀況的完整度量。例如，這一信息不能單獨(dú)說明儲存的能量是否足以在完成手術(shù)所必需的這一段時(shí)間內(nèi)給電池連接的設(shè)備供電。這就意味著如果在手術(shù)過程中電池電力耗盡，就必須中斷手術(shù)來更換電池。這樣就會延長總的手術(shù)時(shí)間。這種中斷跟現(xiàn)代手術(shù)盡快完成手術(shù)，縮短患者內(nèi)部器官暴露從而容易感染的時(shí)間，以及患者處于麻醉狀態(tài)的時(shí)間這一目標(biāo)背道而馳。此外，讓手術(shù)設(shè)備提供其自身工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)給醫(yī)院的其它設(shè)備也是很有意義的。例如，一些機(jī)械化手術(shù)器械配備了內(nèi)部溫度傳感器。當(dāng)這種器械內(nèi)部的軸承裝置發(fā)生故障時(shí)，器械溫度會開始上升。輔助傳感器檢測這種溫度上升。于是可以由醫(yī)院的遠(yuǎn)程設(shè)備讀取從傳感器輸出的信號。這樣就能夠告訴醫(yī)院工作人員這一器械已經(jīng)快要發(fā)生故障，應(yīng)該維修或更換。 有電線的手術(shù)設(shè)備能夠提供這種工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。這些通信系統(tǒng)技術(shù)上比較簡單，也很經(jīng)濟(jì)，因?yàn)榭梢酝ㄟ^給這些設(shè)備供電的電線將這些信號轉(zhuǎn)發(fā)到輔助控制臺。也可以通過無線通信系統(tǒng)從這些設(shè)備提供數(shù)據(jù)。本申請人于2005年6月28日遞交的第60/694，592號美國專利申請POWERED SURGICAL TOOL WITH SEALED CONTROL MODULE 公開了一種系統(tǒng)，該申請的內(nèi)容是以美國專利號US 7，638，958公開的，現(xiàn)在這里將它引入作為參考。以上系統(tǒng)的一個(gè)缺點(diǎn)是它需要給手術(shù)室增加無線通信系統(tǒng)。提供這種系統(tǒng)的成本限制了安裝它們的范圍。于1999年11月2日授權(quán)的本申請人的受讓人的第5，977，746號美國專利RECHARGEABLE BATTERY PACK AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME 公開了專門設(shè)計(jì)成承受嚴(yán)酷的高壓鍋消毒環(huán)境的一種可再充電電池，在這里將它引入作為參考。本發(fā)明的這一電池包括一簇電池單元，它們用上下塑料捆綁件捆綁在一起。在捆綁件中形成的孔之間延伸的導(dǎo)電帶將這些電池單元連接起來。這些導(dǎo)電帶中有一根是熔斷帶，當(dāng)過大電流流過時(shí)會開路。更加具體地說，流經(jīng)熔斷帶的電流加熱形成熔斷帶的材料，使得熔斷帶的一段氣化。熔斷帶段的氣化將熔斷帶分成兩段。可以將以上電池組用于儲存給無繩手術(shù)器械供電的電荷。但是，電池組內(nèi)部的電池單元會產(chǎn)生大量熱量。這些熱量會導(dǎo)致電池單元的溫度上升。有時(shí)，這些電池單元之間的溫度上升程度不均勻。電池單元這種不均勻的熱量會導(dǎo)致電氣不平衡。如果電池單元如此不平衡，就無法在特定時(shí)間立即供電，也會縮短壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種新的、有用的電池和電池充電系統(tǒng)。這種電池被設(shè)計(jì)成用于惡劣環(huán)境，例如要用高壓鍋對電池消毒的醫(yī)院。本發(fā)明的電池和電池充電系統(tǒng)還被設(shè)計(jì)成記錄和發(fā)射用電池供電的裝置的數(shù)據(jù)。本發(fā)明的電池包括一組可充電電池單元。電池內(nèi)部還有數(shù)據(jù)記錄單元和溫度傳感器。數(shù)據(jù)記錄單元和溫度傳感器都由電池電池單元供電，因此它們總是開著的，而不管電池是在給裝置供電還是正在充電。數(shù)據(jù)記錄單元和溫度傳感器用于記錄電池的溫度數(shù)據(jù)。本發(fā)明的電池充電器包括給電池充電的電流源。電池充電器內(nèi)部還有處理器和負(fù)載電阻。處理器調(diào)節(jié)電流源的激勵(lì)和電池到負(fù)載電阻的連接。處理器還讀取電池?cái)?shù)據(jù)記錄單元中儲存的數(shù)據(jù)。根據(jù)表明電池歷史的數(shù)據(jù)，處理器對電池進(jìn)行健康狀況評估。例如，如果數(shù)據(jù)記錄單元中的數(shù)據(jù)表明電池連續(xù)處于高于門限的溫度超過給定時(shí)間長度，就進(jìn)行健康狀況評估。為了進(jìn)行健康狀況評估，處理器測量電池的負(fù)載電壓，以及輸入電池的能量。后一評估常常是通過首先將電池放完電來進(jìn)行的。健康狀況評估的結(jié)果被顯示出來。本發(fā)明的另一個(gè)特點(diǎn)是用電池給裝置供電時(shí)，裝置將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)記錄單元。當(dāng)電池連接到充電器時(shí)，數(shù)據(jù)記錄單元將儲存的裝置數(shù)據(jù)寫出到充電器處理器。充電器處理器則將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給另一個(gè)裝置。因此，負(fù)責(zé)維護(hù)裝置的人能夠獲得電池供電的裝置的工作狀況信息。跟這些裝置即使沒有任何有線鏈路或RF/IR/超聲無線通信鏈路也能獲得這些信息。本發(fā)明的電池還能夠均勻地散發(fā)電池組內(nèi)部電池單元產(chǎn)生的熱量。這樣能夠使電池單元的溫度不平衡最小。電池單元的溫度不平衡最小能夠減少電池單元之間的電氣不平衡。減少這種電氣不平衡能夠減少電池因?yàn)殡姎獠黄胶舛o電池性能帶來的不利影響。本發(fā)明的電池還有熔斷帶，當(dāng)超過規(guī)定量的電流流過熔斷帶時(shí)，熔斷帶開路。本發(fā)明的電池制作起來經(jīng)濟(jì)，占用的表面面積較小。


用權(quán)利要求中的特征來表征本發(fā)明。通過以下詳細(xì)說明，同時(shí)參考附圖，會更加了解本發(fā)明中的電池、電池充電器以及對電池充電方法的上述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)，在這些附圖中圖I是本發(fā)明中電池和電池充電器的透視圖；圖2是電池的透視圖；圖3是本發(fā)明中電池的展開圖；圖4是電池外殼的透視圖；圖5是電池外殼的剖視圖；圖5A是電池外殼頂部邊緣放大了的剖視圖；圖6是電池內(nèi)部電池單元簇的展開圖；圖7是電池單元簇中捆綁件裝置(在這里是頂部捆綁件裝置)的展開圖；圖8是頂部捆綁件裝置內(nèi)部熱熔斷帶的平面圖；圖9是電池帽的剖視圖；圖10是電池帽下表面的平面圖；圖11是電池帽底部唇緣放大后的剖視圖；圖12是電池內(nèi)部電氣組件的示意圖；圖13是電池微控制器內(nèi)部一些子電路的框圖；圖14說明電池微控制器中集成的存儲器里儲存的一些數(shù)據(jù)類型；圖15A是說明固定件之一的平面圖，在這些固定件中將形成電池單元族的組件放置在其中以便簡化族裝置；圖15B是說明如何將形成電池單元簇的組件裝配到一對固定件中去的側(cè)視圖；圖16說明用于完成電池單元簇組裝的焊接過程；圖17是將電池外殼和電池帽焊接在一起之前，這些組件交界面的剖視圖；圖18說明如何將電池外殼和電池帽焊接在一起；
圖19是焊接過程以后電池外殼和電池帽交界面的剖視圖；圖20是說明充電器底座和充電器外殼關(guān)系的展開圖20A是說明放電器電阻和輔助散熱器如何固定到充電器底座的透視圖；圖21是充電器內(nèi)部一些組件的剖視圖；
圖22是充電器內(nèi)部子電路和附在充電器上的模塊的框圖；圖23A和23B —起形成電池微控制器監(jiān)視電池高壓鍋滅菌過程的流程圖；圖24A、24B和24C—起形成充電器按照本發(fā)明的過程對電池進(jìn)行充電所執(zhí)行的處理步驟的流程圖；圖25是充電器內(nèi)部的處理器確保充電器溫度不上升到潛在不安全程度所執(zhí)行的處理步驟的流程圖；圖26是說明本發(fā)明中器械通信系統(tǒng)的框圖，其中電池和充電器用于支持手術(shù)器械和其它組件之間數(shù)據(jù)的交換；圖27是本發(fā)明中系統(tǒng)器械組件的框圖；圖28是電池微控制器內(nèi)部器械歷史文件里儲存的數(shù)據(jù)的框圖；以及圖29是本發(fā)明中器械通信系統(tǒng)里執(zhí)行的處理步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式 I.綜述圖I說明按照本發(fā)明構(gòu)造的電池40和電池充電器42。電池40包括一組可再充電電池單元44 (圖3)、微控制器46和溫度傳感器48 (圖12)。電池充電器42包括有多個(gè)艙52(圖20)的外殼50。每個(gè)艙52都以能夠拆卸的方式接受與特定電池類型相聯(lián)系的模塊54。模塊54的形狀是一個(gè)輔助插座56,用于接受相聯(lián)系的電池40的頭端。電池充電器42內(nèi)部是用于讀取電池微控制器46內(nèi)部儲存的數(shù)據(jù)并用于給電池的電池單元44充電的組件。多個(gè)I/O單元58附著到充電器42。每個(gè)I/O單元58充當(dāng)子裝置，通過這些子裝置輸入指令，并呈現(xiàn)關(guān)于附著到充電器42的電池40之一的充電狀態(tài)信息。
II.電池和電池組裝方法如圖2和3所示，本發(fā)明的電池40包括外殼60?？稍俪潆婋姵貑卧?4排列成外殼60中的簇62。蓋子66在外殼60的開口頂端上放置并被密封。蓋子66具有頭68。蓋子66是安裝微控制器46和溫度傳感器48的電池結(jié)構(gòu)組件。在本發(fā)明的圖示版本中，蓋子頭68的尺寸剛好適合于由電池40供電的用電器械522(圖22)中形成的輔助插座。蓋子頭68具有兩個(gè)接觸件70和單個(gè)接觸件72。接觸件70是導(dǎo)電部件，通過這些導(dǎo)電部件，充電器42給電池單元44施加充電電流，并且用電器械522 (圖23)從中拉出激勵(lì)電流。接觸件72是將數(shù)據(jù)和指令寫入微控制器46以及從微控制器46讀出所用的接觸件。因此，利用單線信號交換協(xié)議在充電器42和電池微控制器46之間交換數(shù)據(jù)。一個(gè)這種協(xié)議是Dallas半導(dǎo)體單線協(xié)議。電池外殼60是用單塊塑料形成的，這種塑料對于980納米的光能發(fā)射是透明的。用“透明”這個(gè)詞表示塑料至少是“部分”透明的。在本發(fā)明的多數(shù)版本中，塑料至少是55%透明的。在更多的優(yōu)選版本中，塑料至少是75%透明的。在本發(fā)明的一個(gè)版本中，用聚苯砜(polyphenylsulfone)塑料形成外殼60。形成外殼60的這種塑料之一可以買到，品牌為美國喬治亞Alpharetta的Solvay Advanced Polymers的RADEL。這種塑料是部分透明的。由于審美方面的原因，可以將形成外殼60的塑料染成在可見波長范圍不透明。如果這樣對外殼60染色,應(yīng)當(dāng)選擇染料,這種染料不明顯影響980納米范圍光能的透射。如同下面討論的一樣，這是一個(gè)處理中用激光將蓋子66焊接到外殼60上去的波長。如圖4、5和5A所示，外殼60具有總體來說矩形的底座76。四個(gè)互聯(lián)壁78從底座76的周邊邊緣向上延伸。由于審美方面的原因，底座76的角落以及壁78鄰接的角落都是圓角。外殼60的形狀還使得壁78從底座76向外傾斜。外殼60的形狀還使得肋條80從壁78的內(nèi)表面從底座76的頂部表面向內(nèi)延伸。每個(gè)壁78都可以有一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)肋條80。肋條80為壁提供結(jié)構(gòu)剛性，并使電池單元簇62在外殼60內(nèi)的移動(dòng)最少。每個(gè)外殼壁78都具有內(nèi)部垂直表面86。(在圖5所不的剖視圖中，在內(nèi)表面86的頂部以下能夠看見肋條50。)在內(nèi)部垂直表面86以上，有一個(gè)楔形面88，相對于垂直表面86以一定角度向外。壁沿(reveal)90形成每個(gè)唇緣78的最頂部。壁沿90具有總體來說是方形的剖面。壁沿90的寬度小于在唇緣外表面85的頂部邊緣和楔形內(nèi)部面88的頂 部邊緣之間延伸的垂直表面91的寬度。這樣就形成外殼60，使得壁沿90位于唇緣外表面的頂部邊緣和楔形內(nèi)部面88的頂部邊緣以內(nèi)。如圖6所示，電池單元簇62包括多個(gè)可再充電電池單元44。從這里結(jié)合進(jìn)來作為參考的上述美國專利5，977，746可知，每個(gè)電池單元44充當(dāng)電池單元地的外部圓柱形表面由聚酰亞胺帶(沒有畫出)覆蓋。將電池單元44排列成三個(gè)鄰接的行92、94和96，使得一行中的電池單元和相鄰行中的電池單元鄰接。在每一行92 94中，相鄰的電池單元44鄰接。將電池單元44排列成在外面的行(行92和96)具有三個(gè)電池單元，在中心行(行94)具有兩個(gè)電池單元。這種排列能夠保證每個(gè)電池單元都有至少10%，最好是至少20%的外部周邊段既不鄰接相鄰電池單元，也不會隱藏在相鄰行電池單元后面。于是，每個(gè)電池單元44的至少10%，最好是至少20%的周邊段形成構(gòu)成電池簇62的電池單元陣列的外部周邊的一部分。根據(jù)是將電池單元串聯(lián)還是并聯(lián)來排列電池單元44的頂部和底部方向，也就是正、負(fù)端子的方向，以便提供特定的電壓和電流。分別用頂部和底部捆綁件裝置102和104將電池單元44保持在一起，形成簇62。每個(gè)捆綁件裝置102和104都包括多個(gè)薄金屬帶形狀的多個(gè)導(dǎo)電帶106。圖7說明捆綁件裝置102，如圖7所示，每個(gè)捆綁件裝置都分別包括內(nèi)部和外部捆綁件108和110。(作為參考，“內(nèi)部”捆綁件是指最接近電池單元44的捆綁件；“外部”捆綁件和所述電池單元隔開。)每個(gè)捆綁件108和110都是用柔性塑料材料(例如DuPont商標(biāo)MYLAR下銷售的聚酯)形成。每個(gè)捆綁件108和110分別有多個(gè)孔112和114。形成上部捆綁件裝置102的捆綁件108和110還用來沿著它的外部周邊分別形成對準(zhǔn)凹口 116和117。導(dǎo)電帶106夾在捆綁件108和110之間。每條導(dǎo)電帶106都有一端延伸到對準(zhǔn)的一對捆綁件孔112和114對著的空間。一些導(dǎo)電帶106的位置使得這些導(dǎo)電帶的第二端延伸到對準(zhǔn)的一對捆綁件孔112和114之一。這些導(dǎo)電帶106電氣連接相鄰電池單元44的端子。兩條導(dǎo)電帶106的第二端從捆綁件108和110的周邊向上伸出來。這兩條導(dǎo)電帶106，如圖6所示，充當(dāng)在電池單元簇62和接觸件70之間提供電氣連接的部件。在形成頂部捆綁件裝置102的捆綁件108和110之間還放置有熔斷帶118。如圖8所示，熔斷帶118由導(dǎo)電金屬形成，電流流過的時(shí)候，會將材料加熱到金屬氣化的溫度。在本發(fā)明的一個(gè)版本中，用鎳或鎳合金形成熔斷帶118。熔斷帶118—般都是平面帶的形式。熔斷帶118還有凹口 120從形成熔斷帶的金屬帶縱向側(cè)邊邊緣之一向內(nèi)延伸。(圖7所示熔斷帶和圖8所示熔斷帶118的凹口 120的幾何形狀略有不同。)在圖8中，熔斷帶118的段119是最窄的段，也是凹口 120最寬的部分通過首先將捆綁件108和110之一放置在夾具中來組裝本發(fā)明的捆綁件裝置102或104。具體地說，夾具有一個(gè)凹進(jìn)部分，可以將捆綁件108和110精確地放進(jìn)去。相互隔開的手指從夾具底座向凹進(jìn)部分延伸。這些手指延伸到捆綁件孔112和114對著的空間。這些手指互相隔開，在它們之間留出空間，可以將導(dǎo)電帶106和熔斷帶118放進(jìn)其中。夾具凹進(jìn)部分里放置的捆綁件108或110的外露表面有粘合劑。在本發(fā)明的一些版本中，事先將粘合劑涂在捆綁件108或110上。在制造過程中，去掉覆蓋粘合劑的保護(hù)片。在圖7中，用內(nèi)捆綁件108上的點(diǎn)124表示粘合劑。一旦將第一捆綁件108或110放置在夾具上，就將導(dǎo)電帶106和熔斷帶118放在捆綁件上。更加具體地說，將導(dǎo)電帶106和熔斷帶118放置在通過捆綁件孔112或114延伸的手指之間。然后將第二捆綁件110或108放置在部分組裝好的單元中。在本發(fā)明的一些版本中，還可以將粘合劑材料放置在和第一捆綁件鄰接的第二捆綁件的表面。作為捆綁件108和110的組裝結(jié)果，每個(gè)內(nèi)捆綁件孔112都和上捆綁件孔114中相聯(lián)系的一個(gè)對準(zhǔn)。內(nèi)、外捆綁件凹口 116和117也對準(zhǔn)。還要明白，在捆綁件裝置102的組裝過程中，熔斷帶118的位置使得熔斷帶凹口 120在捆綁件108和110夾在一起的區(qū)域內(nèi)。熔斷帶118的熔斷帶凹口 120那一部分在捆綁件凹口 116和117對著的空間。在本發(fā)明的更多優(yōu)選版本中，熔斷帶的位置使得熔斷帶最細(xì)的段，也就是熔斷帶凹口 120最寬段那一部分，跟捆綁件108和110隔開。下面參考圖2、9和10描述電池蓋子66。在本發(fā)明的一個(gè)版本中，蓋子66是利用RADEL R塑料這種聚苯砜塑料形成的單個(gè)組件。由于審美方面的原因，可以將形成蓋子的塑料染成在可見光波長上不透明。如果要按照下面討論的激光焊接工藝將蓋子66固定到外殼60上，就應(yīng)該用吸收激光對應(yīng)波長的光能的材料形成蓋子。美觀的染料可以充當(dāng)這種材料。因此，在本發(fā)明的這個(gè)版本中，染料吸收980納米范圍的能量。蓋子66具有總體上矩形的底座126，其幾何形狀對著外殼壁78的頂部邊緣。四塊板128、130、132和134從底座126的側(cè)邊向內(nèi)向上延伸。這些板128 134在電池頭68從中向上伸出的平面水平表面136會合。板128和132是側(cè)板，互相對稱。板130是如板，板134是后板。相對于水平平面，前板130具有陡峭的向上斜面；后板134的斜面較淺。電池頭68有一個(gè)槽136和兩個(gè)槽138。每個(gè)槽136和138都向頭68的正面開口。槽136以電池40的縱向中心線為中心。槽138平行于槽138的兩個(gè)側(cè)邊之一并位于其上。用來跟微控制器46交換信號的接觸件72延伸到槽136中。用來儲存電荷并從電池單元44拉出電荷的接觸件70位于槽138中。用軸將閂鎖140安裝到電池頭上。閂鎖140將電池40保持在連接電池的用電設(shè)備上。將壓力釋放閥142安裝到閂鎖140下面的水平表面。沒有說明的有安裝閂鎖140和閥142的孔，以及用軸將閂鎖保持在電池蓋子66上的裝置。多根肋條146和148從蓋子板128 134的內(nèi)表面向內(nèi)延伸。肋條146和148的形狀總體上是矩形的，延伸到水平表面135下面的蓋子的內(nèi)表面。肋條146相對較高，肋條148較短。兩根肋條146從板128、132和134向內(nèi)延伸。單根肋條148從前板130向內(nèi)延伸。另外一根肋條148從緊緊接鄰前板的側(cè)板128和132中的每一個(gè)向內(nèi)延伸。每根肋條148還使得外端相對于肋條緊緊接鄰肋條從中延伸的板的那一部分，有一個(gè)向下的臺階。肋條146和148能夠使電池單元簇62的垂直位移最小，如果不能完全阻止的話。電池蓋子66還有從蓋子周邊的底座126向下延伸的唇緣152。如圖11所示，唇緣152在底座126外部垂直表面的里面。蓋子66的形狀使得唇緣152內(nèi)部垂直表面154與底座126的相鄰內(nèi)部表面齊平。唇緣152具有在底座126外部周邊的里面的外部垂直表面156。唇緣152還具有在垂直表面154下面延伸的楔形表面158。表面158向蓋子66的中心向內(nèi)傾斜。矩形法蘭160形成唇緣152的最底部，也就是電池蓋子66的最底部結(jié)構(gòu)特 征。內(nèi)部垂直表面154的最底部形成法蘭160的內(nèi)表面。相對于相鄰表面158向內(nèi)有一個(gè)臺階的平行垂直表面164形成法蘭160的外壁。電池蓋子66還有矩形凹口 166從底座126的底部表面向上延伸。底座126使得凹口 166就在唇緣外部垂直表面156的前面,并部分地由唇緣外部垂直表面156限定。在本發(fā)明的一些版本中，蓋子66沒有凹口?；氐綀D3，可以看到，印刷電路板170安裝在電池蓋子66中。印刷電路板170是安裝電池微控制器46和溫度傳感器48(沒有畫出)的組件。電路板170裝配在蓋子66中，面對肋條148向內(nèi)的有臺階的邊緣。柱子172從印刷電路板170向上延伸。穿過蓋子水平表面135進(jìn)入柱子172的螺絲174將電路板170保持在蓋子上。有兩個(gè)導(dǎo)體176從電路板170延伸。導(dǎo)體176在電池單元44和電路板170上的組件之間提供電氣連接。如同下面將更加詳細(xì)地討論的一樣，將激勵(lì)信號連續(xù)不斷地施加到電池40的微控制器46和溫度傳感器48上，而不考慮電池是不是正在進(jìn)行充電、放電、高壓鍋消毒還是僅僅在儲存中。圖3中還能看到導(dǎo)線裝置177從電池單元簇向接觸件70延伸。圖中還能看到將接觸件70和72保持在位置上的按鈕頭緊固件178和鎖緊墊圈179，在其它地方不再對它們進(jìn)行介紹。圖中還能夠看到在柱子172周圍放置的O形環(huán)180。圖12是電池40中電路組件的示意圖。電壓調(diào)節(jié)器182連接到電池單元簇62輸出端子的正極。在本發(fā)明的一個(gè)版本中，電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生3. 3伏直流信號，在點(diǎn)183處有這個(gè)信號。在存在3. 3伏直流信號的電壓變換器182的插針和地之間的電容器184用于對3. 3伏直流信號進(jìn)行濾波。施加了 3. 3伏直流信號的組件之一是微控制器46。能夠用作微控制器46的一種合適的單元是荷蘭Philips Electronics N. V.制造的P89LPC925 8比特微控制器。微控制器46具有多個(gè)不同的子電路，將參考圖13來描述它們中的多個(gè)。中央處理單元(CPU) 185控制著微控制器46以及連接到微控制器的組件的大部分操作。非易失性閃存187儲存CPU185執(zhí)行的指令。如同下面將討論的一樣，存儲器187還儲存用于調(diào)節(jié)電池充電過程的指令；描述電池使用歷史的數(shù)據(jù)；以及描述電池連接的器械522的使用歷史的數(shù)據(jù)。隨機(jī)存取存儲器188充當(dāng)微控制器46讀取和產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的臨時(shí)緩存器。CPU時(shí)鐘189提供時(shí)鐘信號用來調(diào)節(jié)CPU 185的操作。盡管為了簡單起見只畫出了一個(gè)塊，但是應(yīng)該明白CPU時(shí)鐘189還可以包括片上振蕩器以及將來自振蕩器的輸出信號轉(zhuǎn)換成CPU時(shí)鐘信號的子電路。實(shí)時(shí)時(shí)鐘190以固定的間隔產(chǎn)生時(shí)鐘信號，下面將對此進(jìn)行說明。將來自溫度傳感器的輸出信號施加給模擬比較器191和模數(shù)轉(zhuǎn)換器192。在圖13中，上述子電路用單條總線193互連。應(yīng)當(dāng)明白這是為了簡單。實(shí)際上，可以用專用線路將特定的子電路連接在一起。同樣應(yīng)該明白，微控制器46還有其它子電路。這些子電路和本發(fā)明不是特別相關(guān)，因此不詳細(xì)描述。
圖14說明除了微控制器46執(zhí)行的指令以外，閃存187中儲存的數(shù)據(jù)的類型。這些數(shù)據(jù)包括字段或文件194中標(biāo)識電池的數(shù)據(jù)。除了序列號、批號和制造商標(biāo)識以外，這些數(shù)據(jù)可以包括鑒權(quán)碼這樣的數(shù)據(jù)。這個(gè)碼子由電池連接的器械522或充電器42讀取，以確定是電池給器械供電還是由充電器給電池再充電。電池標(biāo)識數(shù)據(jù)可以包括表明電池使用壽命的數(shù)據(jù)。使用壽命數(shù)據(jù)是以下數(shù)據(jù)類型中的一種或多種電池有效期數(shù)據(jù)、充電次數(shù)和高壓鍋消毒次數(shù)。標(biāo)識文件194中的其它數(shù)據(jù)可以表明電池產(chǎn)生的信號的標(biāo)稱開路電壓，電池能夠產(chǎn)生的電流，以及可用能量的焦耳數(shù)。電池的充電指令儲存在文件195中。這些數(shù)據(jù)可以是美國專利6，018，227和6，184，655公開的電池存儲器中的數(shù)據(jù)類型，在這里將它們引入作為參考。閃存187還包含描述電池充電和高壓鍋消毒歷史的數(shù)據(jù)。在字段196中儲存了表明電池充電次數(shù)的數(shù)據(jù)。測量得到的充電后電壓文件197包含一些數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)表明每次充電以后測量得到的電池負(fù)載電壓。在本發(fā)明的一些版本中，文件197只包括最后I 10次充電后的測量結(jié)果。在文件198中儲存了一些數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)表明在它以前的充電過程中測量得到的最高電池溫度。同樣，文件198可以只包含表明電池最后I 10次充電過程中測量得到的最高溫度的數(shù)據(jù)。字段199儲存表明電池經(jīng)過高壓鍋消毒總次數(shù)的數(shù)據(jù)。高壓鍋消毒累計(jì)時(shí)間字段200，如同其名字所暗示的一樣，用于儲存一些數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)表明電池處于看作高壓鍋消毒溫度的門限溫度或門限溫度以上溫度的總時(shí)間。字段201包含一些數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)表明電池暴露于有可能過量高壓鍋消毒的次數(shù)。表明電池有可能過量高壓鍋消毒的累計(jì)時(shí)間的數(shù)據(jù)儲存在字段202中。峰值高壓鍋消毒溫度字段203包含表明最高高壓鍋消毒溫度的數(shù)據(jù)。字段204包含每次高壓鍋消毒時(shí)電池在高壓鍋消毒中的時(shí)間的記錄。在本發(fā)明的一些版本中，高壓鍋消毒文件204中的時(shí)間只包含表明電池最后5 100次高壓鍋消毒的時(shí)間的數(shù)據(jù)。文件205包含一些數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)表明在最后5 100次高壓鍋消毒過程中測量得到的電池的峰值溫度。在本發(fā)明的大多數(shù)版本中，存儲器187為完全是相同次數(shù)的高壓鍋消毒儲存高壓鍋消毒時(shí)間和溫度數(shù)據(jù)。字段206包含一些數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)表明對電池進(jìn)行高壓鍋消毒單次最長的時(shí)間周期。存儲器187還包含器械歷史文件229。如同下面討論的一樣，器械歷史文件229儲存從電池40供電的器械522獲得的數(shù)據(jù)。回到圖12，現(xiàn)在描述電池40內(nèi)部的其它電路組件。溫度傳感器48是能夠檢測電池40是否暴露于高壓鍋消毒溫度的合適的任何溫度傳感設(shè)備。在這里描述的本發(fā)明的這個(gè)版本中，溫度傳感器48是熱敏電阻。將3. 3伏直流施加到溫度傳感器的一端。溫度傳感器48的相對端通過電阻207連接到地。在電阻207兩端跨接電容器208。將溫度傳感器48和電阻207連接點(diǎn)的電壓用作微控制器比較器191的同相輸入，作為T_SENSE信號，表示檢測到的溫度(沒有專門畫出連接)。將基準(zhǔn)電壓Vtemp kef施加到比較器191的反相輸入端(沒有專門畫出連接。)這個(gè)基準(zhǔn)電壓是串聯(lián)電阻209和210連接點(diǎn)上的信號。電阻209的相對端接受來自微控制器46內(nèi)部的源的基準(zhǔn)電壓。電阻210的相對端通過微控制器46內(nèi)部的開關(guān)選擇性地連接到地(沒有畫出開關(guān))。微控制器48由導(dǎo)體211連接到電池接觸件72。一對串聯(lián)的相對二極管212連接在導(dǎo)體211和地之間。作為組裝電池40的工藝的一部分，要組裝電池單元簇62。一開始，按照上述方法制造捆綁件裝置102和104。然后，將第一捆綁件裝置102或104放置在固定件213a或213b中，圖15A說明固定件213a，它是頂部捆綁件裝置102所在的固定件。每個(gè)固定件213a和213b包括用多個(gè)孔215形成的底板214。塊216從固定件底板向上延伸。塊216有一個(gè)凹進(jìn)部分223，它的尺寸使得它能構(gòu)滑動(dòng)配合接受捆綁件裝置102或104和電池單元44。塊216具有行92、94和96的圖形，在其中放置電池單元。圖中所示的固定件213a還有和凹進(jìn)部分223鄰近的兩個(gè)相對的槽224。槽224接受充當(dāng)電氣連接的頂部捆綁件裝置導(dǎo)電帶106的自由端。因此，固定件213a具有和塊216隔開的輔助塊216a，從而在其間形成槽224。在固定件底板214中形成固定件孔215，和捆綁件孔112和114同心。將電池單元裝配到固定件213a或213b中去的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)明白電池單元和捆綁件孔112和114以及相聯(lián)系的固定件孔215在中心。然后將第二捆綁件裝置102或104分別放置在與它相聯(lián)系的固定件213b或213a中。如圖15B所示，隨后將第二固定件和裝配好的捆綁件裝置裝配在上面已經(jīng)放置了捆綁件裝置102或104和電池單元44的固定件裝置上。圖16所示的機(jī)器人焊接單元218將導(dǎo)電帶106和熔斷帶118焊接到電池單元44上。具體地說，機(jī)器人焊接單元218具有底座237，上面附著有臂232。臂232包括兩個(gè)相對的手指233，攏在一起的時(shí)候，在它們之間鉗住電池單元44和固定件213a和213b。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(沒有畫出)在X平面(圖16中的左右)和Y平面(圖16中的平面內(nèi)外)移動(dòng)臂232和它們抓住的組件。機(jī)器人焊接單元218還包括焊接頭230。頭230附著到軌道234上，從而能夠在Z平面內(nèi)移動(dòng)(圖16中垂直方向)。兩個(gè)相對的電極235和236附著到頭230并從頭230向下延伸。焊接過程開始于將夾在固定件之間的電池單元44和捆綁件102和104放置在臂232的手指233之間。移動(dòng)臂232，使得固定件孔215的第一個(gè)在電極235和236下面露出來。焊接頭230降下來，使得電極235和236通過固定件孔215和對準(zhǔn)的捆綁件孔114到達(dá)露出的導(dǎo)電帶106(或熔斷帶118)的表面。電流流過電極235和236，將帶106 (或熔斷帶118)焊接到下面的電池單元114的表面。這個(gè)焊接過程一完成，就升起頭230。臂232略微重新定位，從而當(dāng)頭230再次降下的時(shí)候，電極235和260能夠在同一條帶106 (或熔斷帶118)和電池單元44之間形成第二個(gè)焊接點(diǎn)。 完成了第一條帶(或熔斷帶)電池單元界面的兩個(gè)焊接連接以后，頭230再次升起。臂232再次定位，從而用類似方式焊接每一條帶(或熔斷帶)和電池單元的界面。電池40的最后組裝開始于在外殼60的底座上落下圖3所示的沖擊吸收器217。沖擊吸收器217用硅橡膠這種可壓縮材料形成。沖擊吸收器217對著電池單元簇62對著的區(qū)域。在本發(fā)明的一些版本中，沖擊吸收器217在早一些的一個(gè)步驟中鍵合到底部捆綁件裝置104露出的面。將電池單元簇62放置在外殼中。連接電池單元簇62和導(dǎo)體176和導(dǎo)線裝置177。然后將蓋子66焊接到外殼60上，完成電池40的組裝。在這個(gè)過程中，將蓋子66坐落在外殼上，使得蓋子的楔形表面158和外殼楔形面88鄰接。如圖17所示，此時(shí)，由于外殼60和蓋子66的尺寸方面的原因，蓋子的位置使得蓋子底座126的底部水平表面在外殼壁沿90上面隔開。通過在蓋子66上施加向下的力，使得蓋子承載外殼60來完成焊接過程。在圖18中，用箭頭225來表示這一步驟。更加具體地說，由于外殼楔形表面88和蓋子楔形表面158有角度的輪廓，這些表面88和158鄰接。在向下施加力的同時(shí)，將980納米的相干光(激光)同時(shí)施加到外殼對著外殼楔形面88和蓋子楔形面158之間接口的橫斷面。如同多個(gè)箭頭219所示，將這一光能同時(shí)施加到外部外殼的整個(gè)周邊。適合于進(jìn)行這一焊接的系統(tǒng) 可以從康捏狄格州的Branson Ultrasonics of Danbury獲得。由于形成外殼60的材料對這個(gè)波長的光能的透射率方面的原因，能量基本上會通過外殼唇緣84，如同圖17中的虛線箭頭220所示。這一能量由形成蓋子唇緣152的材料吸收。于是，形成蓋子唇緣152的材料被加熱到其熔點(diǎn)。這包括形成蓋子楔形表面158的材料。由于施加在蓋子66上的向下的力的原因，蓋子因此向下放進(jìn)外殼60的開口空間。放進(jìn)蓋子66由面對外殼壁沿90的蓋子底座126的底部表面的鄰接停止。此外，熱能從蓋子楔形表面158傳遞到相鄰的鄰接外殼楔形表面88。如圖19所示,這樣做導(dǎo)致形成外殼楔形面88的材料同樣熔化。算在一起,形成相對的外殼楔形面88和蓋子楔形表面158的材料形成沿著電池外殼60和蓋子66界面和這個(gè)界面周圍的密封焊接關(guān)節(jié)(221)。要明白，作為以上過程的一部分，形成外殼楔形面88和蓋子楔形表面158的材料中的少部分從這兩個(gè)表面散開。這一材料的一些，也就是圖19中的流出的材料239，流進(jìn)緊接外殼壁沿90和鄰近的蓋子凹口 166內(nèi)側(cè)的空間。這一材料的其余部分，也就是流出的材料222，流進(jìn)外殼垂直表面86和蓋子唇緣外部垂直表面164之間的空間。
III.充電器下面參考圖20、20A和21說明電池充電器42的基本結(jié)構(gòu)。在充電器外殼50的前面平坦部分形成艙52 (沒有畫出平坦部分)。充電器外殼50還具有后段242，相對于形成艙52的段較高。后壁244形成段242的后端，從而形成充電器外殼50的后端。外殼后壁244有一組下部和上部肋條246和248。肋條246和248都是垂直延伸。作為外殼后壁244 —部分的連接板250將肋條246和248互相分開。肋條246互相隔開，在它們之間形成垂直通風(fēng)孔252。肋條248互相隔開，在它們之間形成垂直通風(fēng)孔254。電池充電器42還具有金屬的板形底座256。在本發(fā)明的一個(gè)版本中，用彈簧鋼形成底座256。底座256在外殼50的開口端。底座256上有許多孔258。底座256是充電器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)組件，大多數(shù)其它充電器組件附著在上面。圖中看不見把外殼50和底座256保持在一起的結(jié)構(gòu)組件和緊固件。附著到底座256的一個(gè)組件是散熱器264。在本發(fā)明的一個(gè)版本中，用鋁或者具有良好導(dǎo)熱特性的其它材料形成散熱器264。散熱器264具有平面底座266。多個(gè)散熱片268從底座266垂直向外延伸。散熱片268橫向延伸跨過底座266。用托座265將散熱器264安裝到底座256。具體地說，將散熱器264安裝到底座256，使得散熱器在外殼后段242內(nèi)部的空間里露出來。更加具體地說，散熱器264的位置使得散熱片268外部邊緣和外殼通風(fēng)孔252和254之間存在自由空間?！M放電電阻272安裝在散熱器底座266上和散熱片268相對的那一面。如同下面討論的一樣，在對電池42進(jìn)行充電或評估的特定過程中，需要首先對電池中儲存的能量完全放電。這個(gè)步驟是通過將電池連接到放電電阻272來執(zhí)行的。在本發(fā)明的圖示版本中，每個(gè)放電電阻272都與充電器艙52中不同的一個(gè)相聯(lián)系。在電池40的放電過程中，每個(gè)電池都連接到與電池耦合的模塊54所座落的艙相聯(lián)系的特定放電電阻272。每個(gè)放電電阻272 —般都具有15歐姆或更小的電阻值。在本發(fā)明的其它版本中，每個(gè)放電電阻272都具有10歐姆或更小的電阻值。每個(gè)放電電阻272常常嵌在它自己的散熱器中(沒有畫出)。這個(gè)電阻散熱器是實(shí)際鄰接散熱器底座266的電阻組件。 散熱器底座266上還附著有溫度傳感器274。能夠看到充電器42內(nèi)部沒有任何風(fēng)扇或其它設(shè)備用來將空氣從外殼50帶走或者讓空氣從散熱器264流過。從圖I可以看出，每個(gè)I/O單元58都包括一個(gè)IXD顯示器278和兩個(gè)LED 280和282。本發(fā)明中充電器40的每個(gè)I/O單元58還包括兩個(gè)膜片開關(guān)284和286。圖22是充電器42內(nèi)部電路裝置的框圖。電源288將線路電流轉(zhuǎn)換成能夠用來激勵(lì)充電器42內(nèi)部其它組件的信號。電源288還產(chǎn)生通過模塊54施加到電池40對電池單兀44充電的信號。由電流源290將充電電流施加到電池。實(shí)際上，充電器42有多個(gè)電流源290 ; —個(gè)用于通過每個(gè)模塊54將電流施加到電池。這樣就能夠給分別附著的電池同時(shí)施加不同的充電信號。為了簡單起見，只畫出了一個(gè)電流源290。在每個(gè)電流源290的內(nèi)部有一個(gè)電阻292。當(dāng)電池40坐落在模塊54中時(shí)，電阻292建立電池正極和地之間的連接。每個(gè)放電電阻272和電流源中單獨(dú)的一個(gè)相聯(lián)系。這樣，在圖22中，將放電電阻272畫在電流源290的內(nèi)部。每個(gè)放電電阻272還有選擇性地連接到地的一端。電阻272的相對端通過通常是FET的開關(guān)(沒有畫出開關(guān))選擇性地連接到電池正極。圖18中畫成塊元件的模塊54還包括電阻294。電阻294選擇性地連接在連接電池接觸件70的端子之間。用開關(guān)，通常是FET來(沒有畫出)實(shí)現(xiàn)這一連接。因此，用電阻294來測量電池40負(fù)載上的電壓。模塊54還包含NOVRAM 296。NAVRAM 296包含充電順序和充電參數(shù)數(shù)據(jù)，用來調(diào)節(jié)通過模塊充電的電池40的充電過程。也在充電器42內(nèi)部的主處理器298控制電池40的充電過程。主處理器298還判斷是否需要對電池進(jìn)行健康狀況檢查，是否需要進(jìn)行評估，并且基于評估過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生電池健康狀況的指示。主處理器298還產(chǎn)生讀/寫指令，從電池微控制器46和模塊NOVRAM 296集成的存儲器獲得數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)載入其中。在本發(fā)明的一個(gè)版本中，能夠從加利福尼亞San Jose的Atmel買到的AT91SAM7X256/128充當(dāng)主處理器298。更加具體地說，主處理器298通過一起表示為總線304的多個(gè)導(dǎo)體連接到電流源290。主處理器298輸出可變CURRENT_C0NTR0L信號給電流源290。響應(yīng)這個(gè)CURRENT_CONTROL信號，電流源290以選定電流通過模塊54輸出充電電流給電池電池單元44。將電阻292上的電壓通過總線304輸出給主處理器298作為MEASURED_VOLTAGE信號。這個(gè)MEASURED_VOLTAGE信號代表電池40上的電壓。從主處理器298通過總線304還輸出信號給開關(guān)，選擇性地將電阻272連接到電池40。這一連接導(dǎo)致電池40中儲存的電荷被電阻272放電主處理器298通過表示為單線總線260的多個(gè)導(dǎo)體連接到模塊54。主處理器298選擇性地產(chǎn)生控制信號，將電阻294連接在電池40的正極和負(fù)極端子之間。這樣連接電阻294時(shí)，電阻294連接到電阻292。于是，來自電流源290的MEASURED_VOLTAGE信號成為電池40負(fù)載上電壓的度量?？偩€260還充當(dāng)將模塊NOVRAM 296的內(nèi)容寫給主處理器298的鏈路。還通過總線260將數(shù)據(jù)從電池微控制器46讀出并將數(shù)據(jù)寫入其中。將溫度傳感器274產(chǎn)生的輸出信號施加給主處理器298。主處理器298還連接到數(shù)據(jù)收發(fā)器頭301。收發(fā)器頭301是充電器內(nèi)部連接到總線586的接口(圖26)。美國專利6，018，227給出了模塊54內(nèi)部組件和電流源290以及電池?fù)?jù)以充電的處理器的更加詳細(xì)的描述，在這里將它引入作為參考。給多個(gè)電池充電的過程和替換充電裝置的其它描述可以在本申請人的受讓人的美國專利6，184,655中找到=BatteryCharging System with Internal Power Manager, 2001 年 2 月 6 日授權(quán)，在這里將其內(nèi)容引入作為參考。電池充電器42還包含I/O處理器299?；趶闹魈幚砥?98輸出的信號，I/O處理器299產(chǎn)生信號，引起IXD顯示器278產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膱D像。I/O處理器60還調(diào)節(jié)LED 280和282的動(dòng)作。膜片開關(guān)284和286也連接到I/O處理器299?；谧鳛殚_關(guān)284和286的打開和閉合的結(jié)果而產(chǎn)生的信號，I/O處理器299產(chǎn)生適當(dāng)?shù)拿罱o主處理器298。
IV.操作
A.電池電池微控制器46按照三種不同模式工作。這是為了使電池40內(nèi)部的組件加在電池單元44上的負(fù)荷最小。在正常模式中，給微控制器46內(nèi)部的所有子電路供電。在本發(fā)明的一個(gè)版本中，當(dāng)微控制器46處于這種狀態(tài)時(shí)，它拉出大約6毫安。微控制器46還具有斷電、時(shí)鐘打開狀態(tài)。當(dāng)微控制器46處于這種狀態(tài)時(shí)，CPU 185、模擬比較器191和模數(shù)電路192停止工作。當(dāng)微控制器46處于斷電、時(shí)鐘打開狀態(tài)時(shí)，CPU時(shí)鐘189和實(shí)時(shí)時(shí)鐘190都打開。當(dāng)微控制器46處于斷電、時(shí)鐘打開狀態(tài)時(shí)，微控制器拉出大約3毫安電流。斷電、時(shí)鐘關(guān)閉狀態(tài)是微控制器46工作的最低功耗狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，CPU185、CPU時(shí)鐘189、實(shí)時(shí)時(shí)鐘190和模數(shù)電路192停止工作。當(dāng)微控制器46處于這種狀態(tài)時(shí)，模擬比較器191工作。當(dāng)微控制器46處于斷電、時(shí)鐘關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，它拉出大約120 150微安電流。還應(yīng)當(dāng)明白，在模擬比較器191打開的狀態(tài)期間，將控制器46的內(nèi)部開關(guān)置位，因此有電流通過電阻209和210流向地。這樣做導(dǎo)致比較器反相輸入端出現(xiàn)Vtemp kef信號。當(dāng)模擬比較器191被關(guān)閉時(shí)，當(dāng)電池微控制器46處于斷電、時(shí)鐘打開狀態(tài)時(shí)，將微控制器開關(guān)置位，使得電阻209和210被拉向高電平。這樣就能夠消除這些電阻的電流拉出。下面參考圖23A和23B的流程圖來說明微控制器46的工作過程。對于大多數(shù)時(shí)間，電池微控制器46處于斷電、時(shí)鐘關(guān)閉狀態(tài)。在圖21A中用步驟390表示，微控制器進(jìn)入斷電、時(shí)鐘關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)微控制器46處于這種狀態(tài)時(shí)，模擬比較器191連續(xù)比較Vtemp和Vtemp eef,步驟392。只要這個(gè)比較結(jié)果表明來自溫度傳感器48的信號表明電池不是在進(jìn)行高壓鍋消毒，微控制器46就維持?jǐn)嚯?、時(shí)鐘關(guān)閉狀態(tài)。應(yīng)當(dāng)明白，基準(zhǔn)信號Vtemp KEF可能并不是對應(yīng)于高壓鍋內(nèi)實(shí)際溫度的信號。代替補(bǔ)償電池外殼60和蓋子66的熱絕緣，VTEMP—KEF可能對應(yīng)于低于實(shí)際高壓鍋溫度的溫度。在本發(fā)明的一些版本中，將Vtemp KEF信號設(shè)置成代表至少100攝氏度的高壓鍋溫度，一般情況下這是環(huán)境溫度。這常常是100和150攝氏度之間的環(huán)境溫度。在本發(fā)明的替換版本中，可能需要這樣設(shè)置Vtemp KEF信號，使得處于至少70攝氏度的環(huán)境溫度中時(shí)就認(rèn)為電池處于惡劣環(huán)境。Vtemp eef信號的實(shí)際值可以根據(jù)熱模擬和/或經(jīng)驗(yàn)分析來確定。如果在步驟392中，比較結(jié)果表明V胃高于Vtemp KEF，微控制器46就將Vtemp信號解釋為表明電池正在進(jìn)行高壓鍋消毒。響應(yīng)這一事件，微控制器46在步驟394中進(jìn)入斷電、時(shí)鐘打開模式。作為微控制器46進(jìn)入斷電、時(shí)鐘打開模式的結(jié)果，實(shí)時(shí)時(shí)鐘190向下計(jì)數(shù)30秒，步驟396。在這個(gè)計(jì)數(shù)完成的時(shí)候，微控制器46過渡到正常模式，步驟398。一處于正常模式，在步驟402中，再次利用比較器191比較Vtemp和Vtemp KEF。如果步驟402的比較結(jié)果表明電池仍在進(jìn)行高壓鍋消毒，CPU 185就進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，步驟404。在步驟404中，更新RAM 188中儲存的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)包括表明電池處于高壓鍋消毒溫度的總時(shí)間的字段。在本發(fā)明的一些版本中，這個(gè)字段中的數(shù)據(jù)僅僅是每次增加一個(gè)單位計(jì)數(shù)(一個(gè)單位等于30秒)。還可以更新RAM字段中表明當(dāng)前高壓鍋消毒周期中最高溫度的數(shù)據(jù)。在步驟402的這一部分中，將來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器192，代表Vtemp kef的數(shù)字信號和RAM 188中儲存的溫度進(jìn)行比較。如果來自轉(zhuǎn)換器192的數(shù)據(jù)代表比儲存的測量結(jié)果還要高的溫度，就用這些數(shù)據(jù)覆蓋RAM字段。一執(zhí)行完步驟404，微控制器46就重新進(jìn)入斷電、時(shí)鐘打開模式。于是重新執(zhí)行步驟 394、396 和 402。完成高壓鍋消毒過程時(shí)，電池溫度會下降到低于高壓鍋消毒溫度。步驟402的比較中的不同結(jié)果表明這一事件。電池微控制器46于是更新存儲器187中儲存的數(shù)據(jù)。這個(gè)過程包括存儲器187中儲存的基本歷史數(shù)據(jù)的更新，步驟408。作為步驟408的一部分，隨后將電池已經(jīng)進(jìn)行高壓鍋消毒的次數(shù)的計(jì)數(shù)，字段199中的數(shù)據(jù)加I?；赗AM 188中表明電池進(jìn)行高壓鍋消毒總時(shí)間的數(shù)據(jù)，同樣更新累計(jì)高壓鍋消毒時(shí)間字段200中的數(shù)據(jù)。也是在步驟408中，更新字段204中的數(shù)據(jù)來表明這最后一次高壓鍋消毒過程中電池進(jìn)行高壓鍋消毒的時(shí)間。在步驟408中，基于表明電池處于這一高壓鍋消毒過程中的總時(shí)間的RAM數(shù)據(jù)，更新存儲器187中的數(shù)據(jù)。具體而言，將表明電池這一次高壓鍋消毒總時(shí)間的數(shù)據(jù)寫入字段205。如果需要，同樣重寫字段206中表明峰值單次高壓鍋消毒時(shí)間的數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的一些版本中，首先將這些數(shù)據(jù)寫入RAM。在步驟410中，微控制器CPU 185判斷電池是否經(jīng)歷過可能過度的高壓鍋消毒。這 一步驟從RAM 188將電池進(jìn)行高壓鍋消毒的時(shí)間和邊界時(shí)間進(jìn)行比較。這個(gè)邊界時(shí)間是電池能夠進(jìn)行高壓鍋消毒，并且對其內(nèi)部組件沒有任何潛在損傷的可接受時(shí)間極限。在本發(fā)明的一些版本中，這個(gè)邊界時(shí)間是3和60分鐘之間。在本發(fā)明的另一些優(yōu)選版本中，這個(gè)邊界時(shí)間在5和30分鐘之間。
如果電池沒有經(jīng)歷有可能過度的高壓鍋消毒，微控制器就返回?cái)嚯姟r(shí)鐘關(guān)閉模式。重新執(zhí)行步驟390。但是，如果步驟410的比較表明電池有可能經(jīng)歷過可能過度的高壓鍋消毒，那么在步驟412中需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步修訂。在步驟412中，字段201中表明電池可能過度高壓鍋消毒次數(shù)的數(shù)據(jù)加I。在本發(fā)明的一些版本中，首先將這些數(shù)據(jù)寫入RAM 188。然后，在單次寫入閃存步驟中(圖中沒有畫出)，將步驟408和412中寫入RAM 188的所有數(shù)據(jù)寫入閃存187。也是在步驟412中，更新電池暴露于有可能過度高壓鍋消毒的累計(jì)時(shí)間。首先從電池經(jīng)歷高壓鍋消毒的總時(shí)間減去邊界時(shí)間來調(diào)整這個(gè)時(shí)間計(jì)數(shù)。于是，如果電池進(jìn)行高壓鍋消毒12分鐘，邊界時(shí)間是10分鐘，通過進(jìn)行減法運(yùn)算，CPU 185確定對于這次高壓鍋消毒，電池有2分鐘時(shí)間可能過度消毒。這是加到字段202中儲存的累計(jì)數(shù)據(jù)去的值。然后執(zhí)行步驟390，讓電池微控制器46返回?cái)嚯?、時(shí)鐘關(guān)閉狀態(tài)。
B.充電器下面參考圖24A、24B和24C中的流程圖說明充電器42給電池40充電的過程。盡管圖中沒有畫出，但是應(yīng)該明白這里描述的過程中假設(shè)模塊54坐落在充電器艙52中。將每個(gè)模塊54坐落在艙52中時(shí)，將模塊NOVRAM 296中的數(shù)據(jù)讀入充電器主處理器298 (沒有畫出這一步驟)。在步驟452中，主處理器298進(jìn)行連續(xù)測試來確定電池42是否坐落在模塊54中。這一測試是通過監(jiān)視電流源MEASURED_VOLTAGE信號的電平來進(jìn)行的。具體地說，如果電池沒有坐落在模塊54中，MEASURED_VOLTAGE信號就是電流源輸出的充電信號的開路電壓。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，這個(gè)電壓是20伏直流。只要MEASURED_VOLTAGE信號維持這個(gè)開路電壓，主處理器298就繼續(xù)重新執(zhí)行步驟452。將電池40坐落在模塊54中引起MEASURED_VOLTAGE信號電壓下降。響應(yīng)這個(gè)信號電平的下降(將電池坐落于模塊中)，在步驟453中，主處理器298引起電池微控制器46從斷電、時(shí)鐘關(guān)閉模式過渡到正常模式。在本發(fā)明的一個(gè)版本中，這一過渡是通過將電池接觸件70連接到地達(dá)到給定時(shí)間周期來進(jìn)行的。這樣會將連接到微控制器46的一線通信線路拉到地電位。電池微控制器46內(nèi)部的中斷電路(沒有畫出這個(gè)電路)連續(xù)不斷地監(jiān)視這條通信線路。中斷電路將這條通信線路上延伸的低狀態(tài)信號解釋為表明應(yīng)當(dāng)將微控制器46從通電時(shí)鐘關(guān)閉狀態(tài)過渡到正常狀態(tài)。電池微控制器46 —處于正常模式,主處理器298就通過模塊54產(chǎn)生指令,引起電池微控制器46向主處理器298寫出相聯(lián)系的存儲器187的內(nèi)容。將這些數(shù)據(jù)寫出到主處理器298中。寫到充電器處理器298的數(shù)據(jù)包括充電順序指令和描述電池使用歷史和高壓鍋消毒歷史的數(shù)據(jù)。將這個(gè)讀請求和數(shù)據(jù)寫出一起用步驟456表示。主處理器298隨后判斷從存儲器187提取的數(shù)據(jù)是否表明電池需要進(jìn)行全面健康狀況(S_0_H)評估。用來確定是否應(yīng)該對電池40進(jìn)行這一評估的一項(xiàng)測試是在步驟458中，基于來自存儲器文件204提取的數(shù)據(jù)所進(jìn)行的判斷。文件204中的最后一個(gè)條目表明上次高壓鍋消毒過程中對電池進(jìn)行高壓鍋消毒的總時(shí)間。主處理器298在步驟458中將這個(gè)值和邊界時(shí)間進(jìn)行比較。如果上次高壓鍋消毒的時(shí)間比邊界時(shí)間長，主處理器298就認(rèn)為電池處于適合進(jìn)行健康狀況評估的狀態(tài)。如同步驟460所述，還要測試從電池存儲器187讀取的其它數(shù)據(jù)，以判斷是否需要進(jìn)行健康狀況評估。例如，在步驟460中，讀取字段196和199中的數(shù)據(jù)來分別判斷電池是否已經(jīng)進(jìn)行了多于P次再充電或者Q次高壓鍋消毒。在步驟460中還讀取字段202中的數(shù)據(jù)，來判斷從制造開始，電池可能過度高壓鍋消毒的總時(shí)間是否已經(jīng)經(jīng)歷了 R。要明白，在步驟460中，如果電池經(jīng)歷了 P次再充電，Q次高壓鍋消毒，或者總時(shí)間為R的可能過度高壓鍋消毒，處理器298確定需要進(jìn)行完整的健康狀況評估。同樣，充電處理器298 —檢測到電池被放置在模塊艙56中，處理器就可以將一則消息呈現(xiàn)給輔助顯示器278，詢問是否想要進(jìn)行健康狀況評估(沒有畫出這一步驟)。負(fù)責(zé)給電池40充電的人通過按下膜片開關(guān)284或286中適當(dāng)?shù)囊粋€(gè)來表明是否需要評估，步驟462。如果不需要健康狀況評估，充電器就為電池執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)充電順序，步驟464。在步驟464中，基于從電池微控制器存儲器187或模塊N0VRAM296收到的順序指令，充電器主處理器298讓連接的電流源290施加適當(dāng)?shù)某潆婋娏黜樞蚪o電池電池單元64。要明白，充電電流也是基于從電流源290獲得的MEASURED_VOLTAGE信號。充電過程一完成，充電器42就對電池進(jìn)行負(fù)載電壓測試，步驟466。一般情況下，負(fù)載電壓測試是通過測量電池40上的負(fù)載電壓來進(jìn)行的。充電器主處理器298通過以下方式來進(jìn)行這一評估向集成于電阻294附著的模塊的FET施加適當(dāng)?shù)拈T信號(沒有畫出FET)。這樣就導(dǎo)致將模塊電阻294跨接在電池的正極和負(fù)極端子之間。作為電阻294這樣連接到電池的結(jié)果，來自電流源290的MEASURED_VOLTAGE信號成為電池的負(fù)載電壓度量?？梢詫?zhí)行電池狀態(tài)的這一單一測試看作對電池42進(jìn)行部分健康狀況評估。在步驟468中，主處理器298通過I/O處理器299引起在顯示器278上呈現(xiàn)圖像，表明電池的負(fù)載電壓。有時(shí)將這一數(shù)據(jù)叫做電池基本健康狀況的表不。如果電池的負(fù)載電壓(基本健康狀況)處于或高于可接受程度，主處理器298就再一次通過I/O處理器299讓LED 280或282中適當(dāng)?shù)囊粋€(gè)點(diǎn)亮，來表明電池已經(jīng)可用，這也是步驟468的一部分。在步驟470中，主處理器298將關(guān)于充電情況的數(shù)據(jù)寫入電池存儲器187。具體地說，在步驟470中，將存儲器字段196中儲存的充電次數(shù)的計(jì)數(shù)加I。還將數(shù)據(jù)增加到文件197來表明充電后測量得到的負(fù)載電壓。最后，從充電器42取下電池40，步驟471。作為這個(gè)步驟的結(jié)果，電池40內(nèi)部的單線線路上沒有任何通信信號。這條線路上的信號過渡到連續(xù)高電平狀態(tài)。如同上面針對步驟453所描述的一樣，由中斷電路監(jiān)視這條通信線路上的信號電平。這個(gè)中斷電路將這條通信線路的信號電平是高電平的時(shí)間達(dá)到一個(gè)延伸時(shí)間期間解釋為執(zhí)行過步驟271的表示。因此，在步驟472中，中斷電路將電池微控制器從正常狀態(tài)過渡回?cái)嚯姟r(shí)鐘關(guān)閉狀態(tài)。充電器42回到步驟452。盡管沒有說明，應(yīng)當(dāng)明白在完成充電過程以后，主處理器298還引起LED之一適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)亮，表明電池已經(jīng)可以使用。如同步驟478所示，電池完整的健康狀況評估開始于電池放完電。主處理器298 執(zhí)行步驟478，施加適當(dāng)?shù)拈T信號將電池正極端子連接到電阻272。周期性地測量電池電壓，步驟480。執(zhí)行這個(gè)步驟，直到確定電池已經(jīng)放完電。電池40 —放完電，充電器42就開始給電池充電，步驟484。步驟484本質(zhì)上跟步驟464相同。作為這一評估的一部分，主處理器298在步驟484中還監(jiān)視電池內(nèi)部的電池單元64完全充電所花的時(shí)間。如同本領(lǐng)域里公知的一樣，主處理器通常是通過確定在一段時(shí)間內(nèi)電壓變化下降到小于O (負(fù)斜率)來確定電池單元已經(jīng)充滿電。于是，在電池40的主要或主狀態(tài)充電的步驟486中，主處理器298監(jiān)視Λ Vbatteky/Λ Time以及從主狀態(tài)充電開始這個(gè)斜率變成負(fù)斜率所花的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間是TFUuAK；E。電池的主狀態(tài)充電一完成，充電器42就進(jìn)行負(fù)載電壓測試，步驟488。步驟488本質(zhì)上和步驟466的負(fù)載電壓測試相同?；谠诓襟E486和488中獲得的數(shù)據(jù)，主處理器298判斷電池的健康是否能夠提供足夠的電力來給用電手術(shù)器械供電。在步驟490中，主處理器298通過確定電池完全充電所花的總時(shí)間TFm是否等于或大于門限時(shí)間Tthkesikm來進(jìn)行這一判斷。這一評估的基礎(chǔ)是 TfULL—CHARGE 時(shí)間正比于儲存在電池中的電荷量。因此，如果 TfULL—CHARGE〉Tthreshold 那么電池中的電荷量大于在手術(shù)器械需要電力的總時(shí)間內(nèi)給手術(shù)器械供電所需要的量。于是， 當(dāng)上述判斷測試的結(jié)果為真時(shí)，主處理器298認(rèn)識到電池已經(jīng)處于很可能能夠根據(jù)需要給手術(shù)器械供電的狀態(tài)。如果步驟490的測試判斷結(jié)果是假，主處理器298就認(rèn)為電池處于相反狀態(tài)。在這種情況下，主處理器298讓I/O處理器299在顯示器278上產(chǎn)生關(guān)于電池40的適當(dāng)?shù)墓收蠣顟B(tài)消息，步驟492。這樣就給出電池可能無法正常工作的通知。作為健康狀況評估的一部分，主處理器298判斷負(fù)載電壓是否高于最小電壓值，步驟494。如果電池的負(fù)載電壓不超過這個(gè)最小值，就認(rèn)為電池的內(nèi)阻如此之高，以至于不能給它連接的器械正常供電。因此，如果在步驟494中判斷測試結(jié)果是假，就執(zhí)行步驟492。作為健康狀況評估的一部分，主處理器298還基于IVul-和測量得到的負(fù)載電壓判斷電池是否能夠提供足夠的電荷。具體地說，將TFUlK(；e和測量得到的負(fù)載電壓值歸一化,步驟496。在本發(fā)明的一些版本中，通過將這些值中的每一個(gè)量化到例如O. O和I. O之間的范圍來對它們進(jìn)行歸一化。然后，在步驟498中，將歸一化的
Tfullcharge 矛口 Vatload 值用作公式的輸入變量。這個(gè)
公式可以是簡單的相加。
S_H_R — TFULLCHAEGE+VATL0AD(I)
在這里，S_H_R是健康狀況結(jié)果。也可以換成將歸一化值乘以系數(shù)
S_H_R — A (Tfullchaege) +B (Vatload) (Ia)
在這里，A和B都是常數(shù)。在本發(fā)明的一些版本中，將變量乘在一起
S_H_R — C (Tfullchaege )(Vatload)+D (Ib)
在這里，C和D都是常數(shù)。一計(jì)算出S_H_R，在步驟502中，就將它和截止值S_H_ReuTOFF進(jìn)行比較。如果S_H_R大于或等于SJLRamw，充電器主處理器298就認(rèn)為電池已經(jīng)處于能夠提供適當(dāng)電荷給手術(shù)器械的狀態(tài)。因此，執(zhí)行步驟504在顯示器282上顯示適當(dāng)?shù)膱D像，點(diǎn)亮LED來表明電池已經(jīng)可以使用。在步驟504中充電器還在顯示器278上顯示計(jì)算出來的上述S_H_R結(jié)果。這些數(shù)據(jù)叫做經(jīng)過校準(zhǔn)的電池健康狀況指示。如果在步驟502中確定計(jì)算出來的S_H_R值小于SJLRcutoff,就執(zhí)行步驟492。在執(zhí)行了步驟492或504以后，執(zhí)行步驟470來完成充電過程(沒有畫出回到步驟470的循環(huán))。
給本發(fā)明的 充電器42供電時(shí),溫度傳感器274還提供表不散熱器264的溫度的信號給主處理器298。如同圖25的步驟508所表示的一樣，主處理器298監(jiān)視散熱器溫度ThSO如同步驟510所表示的一樣，主處理器將散熱器溫度和極限溫度TH—s—ΜΤ進(jìn)行比較。作為充電過程或健康狀況評估的一部分，需要本發(fā)明的充電器42給電池40放電時(shí)，通過電阻272之一給電池放電。將這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量傳遞給散熱器272。多數(shù)時(shí)候空氣通過底座孔258流入充電器外殼，外殼通風(fēng)孔252具有足夠的熱容量來吸收散熱器272發(fā)出的熱量。通過外殼通風(fēng)孔254釋放加熱的空氣。在這一段時(shí)間內(nèi)，散熱器溫度保持低于散熱器極限溫度。但是，有可能經(jīng)過散熱器264的空氣流不能帶走散熱器264產(chǎn)生的全部熱量。如果充電器同時(shí)給多個(gè)電池大電流放電就有可能發(fā)生這種情況。如果出現(xiàn)這種情況，測量到的散熱器溫度就會上升。如果散熱器溫度上升到高于極限溫度TH—SU(T，進(jìn)一步的溫度上升就有可能導(dǎo)致充電器外殼52被加熱到觸摸充電器42會不舒服甚至更嚴(yán)重的溫度。要知道，常常由經(jīng)驗(yàn)分析確定極限溫度TH—s—因此，如果步驟510的比較表明散熱器溫度高于極限溫度，主處理器298就執(zhí)行步驟510表示的電池放電中斷序列。在這個(gè)序列中，充電器中斷連接的一個(gè)或多個(gè)電池40的放電過程。于是，在步驟510中，中斷一個(gè)或多個(gè)電池的放電步驟478。同樣，如果作為電池正常充電過程的一部分對電池之一進(jìn)行放電，同樣中斷放電步驟。繼續(xù)執(zhí)行步驟510，直到作為散熱器溫度的后續(xù)測量結(jié)果(沒有畫出這一步驟)，確定散熱器溫度下降到了重新開始溫度Th s kstkt以下，步驟512。散熱器溫度一下降到這個(gè)溫度以下，就可以輸出放電電阻272釋放的附加熱能，而不會因?yàn)檫@些熱量使充電器處于不希望的狀態(tài)。于是，散熱器溫度一降下來，就終止步驟510。本發(fā)明的電池40提供其電池單元是否損壞的指示。如果電池40可能處于這種狀態(tài)，充電器42就對電池進(jìn)行健康狀況評估。本發(fā)明的一個(gè)直接優(yōu)點(diǎn)就是，如果電池電池單元可能已經(jīng)損壞，就進(jìn)行健康狀況評估。這樣就能夠充分減少有人試圖用損壞了的電池給手術(shù)器械供電的可能性。在電池40的充電或放電過程中，電池單元44的溫度不可避免地上升。在本發(fā)明中，每個(gè)電池單元都有一些表面區(qū)域跟相鄰電池單元分開。這樣就能夠使熱耗散不均勻程度和溫度上升不均勻程度最小。減小這一溫度不平衡能夠降低各個(gè)電池單元44電氣不平衡的程度。減小電池單元的電氣不平衡能夠降低電池單元的這種不平衡影響電池的使用率或使用壽命的程度。本發(fā)明的電池40中熔斷帶118的窄段119與相鄰的捆綁件108和110隔開。段119是通過熔斷帶的電流大于所選電流時(shí)，熔斷帶118發(fā)生氣化的那一段。由于熔斷帶段119不和電池的另一段實(shí)際接觸，因此電池沒有任何其它段(例如捆綁件)充當(dāng)電流熱量的散熱器。因此，當(dāng)規(guī)定的電流流經(jīng)熔斷帶118時(shí)，熔斷帶段119附近產(chǎn)生的熱能保留在段內(nèi)。因此，這一熱能引起熔斷帶段119溫度上升到發(fā)生氣化的程度。因此，本發(fā)明中電池的這一設(shè)計(jì)特點(diǎn)能夠提高規(guī)定電流流經(jīng)熔斷帶時(shí)熔斷帶開路的可能性。充電器42還可以不總是進(jìn)行健康狀況評估，這種評估需要花費(fèi)時(shí)間。取而代之，本發(fā)明的充電器只在電池中儲存的環(huán)境歷史信息表明需要進(jìn)行評估時(shí)才進(jìn)行這一評估。通過使電池健康狀況評估的次數(shù)最少，能夠?qū)⒊潆娖鹘o電池充電所需要的時(shí)間保持在合理的時(shí)間范圍內(nèi)。充電器42的另一個(gè)特征是作為充電過程或健康狀況評估的一部分,充電器給電池放電，但它沒有風(fēng)扇或其它用電通風(fēng)單元來將這一放電過程加熱的空氣排出。在充電器中沒有風(fēng)扇能夠減少工作時(shí)充電器產(chǎn)生的噪聲。在產(chǎn)生的熱量太多時(shí)，限制進(jìn)一步的電池放電，直到熱量被散掉。本發(fā)明的電池40還儲存關(guān)于電池所處環(huán)境的數(shù)據(jù)?？梢杂眠@一信息來幫助評估電池為什么性能太差，提供關(guān)于電池所經(jīng)歷的充電和消毒過程的反饋信息。此外，電池蓋子60到下面的外殼66的激光焊接組裝能夠避免使用緊固件來完成這一連接。這一工藝形成的焊接關(guān)節(jié)221同樣能夠避免提供單獨(dú)的密封在這些組件之間形成氣密密封屏障。
C.器械通信如圖26所示，在本發(fā)明的系統(tǒng)520中，用電池40來給無繩用電手術(shù)器械522供電。所描述的器械522是手術(shù)矢狀鋸。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，本發(fā)明的系統(tǒng)不限于這種器械或者只是有馬達(dá)的器械。圖27是與本發(fā)明的系統(tǒng)520有關(guān)的器械522的組件框圖。器械522具有功率發(fā)生器524。功率發(fā)生器524是驅(qū)動(dòng)手術(shù)附件526的組件內(nèi)部器械522。在圖示實(shí)施例中，功率發(fā)生器524是馬達(dá)；手術(shù)附件526是鋸片。耦合裝置528以能夠拆除的方式將手術(shù)附件保持到器械522。在附件內(nèi)部有標(biāo)識組件530，例如RFID。附件讀取器532，器械522的一部分，讀取標(biāo)識組件530儲存的數(shù)據(jù)。穩(wěn)壓器534選擇性地將電池40輸出的能量施加給功率發(fā)生器524。穩(wěn)壓器534基于收自控制處理器536的指令，將電力施加給功率發(fā)生器524?？刂铺幚砥?36部分地基于器械上集成的控制部件的按下，產(chǎn)生指令給穩(wěn)壓器534(沒有畫出控制部件)。控制處理器536從附件讀取器532接收讀自組件530上附件標(biāo)識的數(shù)據(jù)。器械522內(nèi)部還有監(jiān)視器械工作過程的一個(gè)或多個(gè)傳感器。為了簡單起見，只畫出了一個(gè)溫度傳感器538。當(dāng)器械522包括馬達(dá)作為功率產(chǎn)生單元時(shí)，溫度傳感器538常常非常接近馬達(dá)上集成的軸承裝置。將溫度傳感器538產(chǎn)生的輸出信號施加給器械控制處理器 536。器械522還具有數(shù)據(jù)收發(fā)器頭535?？梢杂糜布蜍浖?shí)現(xiàn)的頭535用于和電池微控制器46通信。在本發(fā)明的一個(gè)版本中，數(shù)據(jù)收發(fā)器頭535包括器械控制器536執(zhí)行以便和電池微控制器46交換信號的軟件，以及器械522上集成的用于和電池接觸件72建立導(dǎo)電連接的接觸件。系統(tǒng)520中集成的器械522更加詳細(xì)的結(jié)構(gòu)描述在本申請人的受讓人2005年6月28 日遞交的第60/694，592號美國專利申請POWERED SURGICAL TOOL WITH SEALED CONTROLMODULE，該申請的內(nèi)容是以美國專利號US 7, 638, 958公布的，現(xiàn)在這里將它引入作為參考。在使用本發(fā)明的器械522和電池40的過程中，關(guān)于器械使用情況的數(shù)據(jù)儲存在電池存儲器187中。具體而言，這些數(shù)據(jù)儲存在存儲器器械歷史文件229里。圖23更加詳細(xì)地說明器械歷史文件229中儲存的數(shù)據(jù)的類型。文件229中的第一文件是器械標(biāo)識文件542。文件542包含附著電池40的器械522的數(shù)據(jù)。關(guān)于器械工作總時(shí)間的數(shù)據(jù)包含在運(yùn)轉(zhuǎn)總時(shí)間里程表字段544中。表明功率發(fā)生器524高于或低于具體工作狀態(tài)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的數(shù)據(jù)儲存在一個(gè)或多個(gè)工作模式運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間里程表字段546中。例如，如果器械功率發(fā)生器524是馬達(dá)，第一字段546可以儲存表明馬達(dá)在特定速度下運(yùn)轉(zhuǎn)總時(shí)間的數(shù)據(jù)。第二字段546用于儲存表明馬達(dá)在負(fù)載下運(yùn)轉(zhuǎn)的總時(shí)間的數(shù)據(jù)。器械控制處理器536基于馬達(dá)拉出的電流判斷馬達(dá)是否運(yùn)轉(zhuǎn)在負(fù)載下。如果器械功率發(fā)生器524是切除器械的一部分，工作模式運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間功率發(fā)生器字段546就儲存表明器械用于將組織加熱到特定溫度的總時(shí)間的數(shù)據(jù)。器械歷史文件229還包含傳感器輸出記錄文件548。文件548用于基于與器械相聯(lián)系的傳感器產(chǎn)生的信號儲存數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的一些版本中，字段548中儲存的數(shù)據(jù)是代表傳感器檢測到的實(shí)際參數(shù)的信號。例如，如果一個(gè)傳感器是溫度傳感器，文件548中的數(shù)據(jù)可以包括表明傳感器檢測到的峰值溫度的數(shù)據(jù)。文件548也可以包括根據(jù) 器械功能或傳感器檢測到的環(huán)境狀態(tài)設(shè)置的標(biāo)志。因此，本發(fā)明的系統(tǒng)520被設(shè)置成如果傳感器538檢測到溫度高于門限水平，就設(shè)置表明器械達(dá)到這一溫度的標(biāo)志。器械歷史文件229中還有附著件記錄文件550。附件記錄文件550包含標(biāo)識附著到器械520的具體附著件526的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)建立在器械附著件讀取器532采集的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上。在本發(fā)明的一些版本中，每個(gè)附著件文件都為每個(gè)附著件包含總運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間里程表數(shù)據(jù)、工作模式運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間和在附著件使用過程中建立于傳感器輸出基礎(chǔ)之上的數(shù)據(jù)。下面參考圖29來描述將數(shù)據(jù)載入電池微控制器存儲器187以及從中提取出來的過程。在步驟560中，將電池連接到器械。作為這一步驟的結(jié)果，立即有電流流向器械以及隨后開動(dòng)器械控制處理器536，步驟562。作為初始開動(dòng)序列的一部分，器械控制處理器536將電池內(nèi)部的單線通信線路拉到低電平，引起電池微控制器46從斷電、時(shí)鐘關(guān)閉狀態(tài)過渡到正常狀態(tài)，步驟564。在步驟566中，器械控制處理器536隨后將標(biāo)識器械的數(shù)據(jù)寫入電池微控制器存儲器文件187。步驟568代表器械的開動(dòng)。此時(shí)，器械控制處理器536開始對關(guān)于器械工作情況的數(shù)據(jù)的初始采集，步驟570。在步驟570中，從附著件讀取器532確定連接到器械的具體附著件526的標(biāo)識。作為這一步驟的一部分，將在步驟570中獲得的數(shù)據(jù)儲存在和器械控制處理器536相聯(lián)系的RAM (沒有畫出RAM)中。只要器械繼續(xù)開動(dòng)，器械控制處理器536就在步驟572中獲得和儲存關(guān)于器械開動(dòng)的數(shù)據(jù)。例如，這些數(shù)據(jù)包括總的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間里程表數(shù)據(jù)，以及表明一種或多種狀態(tài)中運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的數(shù)據(jù)，例如，速度、負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)或者在特定溫度下工作。這些數(shù)據(jù)同樣儲存在微控制器RAM 中。在步驟574中，器械退動(dòng)。在緊接著的下一步驟576中，器械控制處理器536通過數(shù)據(jù)收發(fā)器頭535更新電池微控制器存儲器器械文件229中器械使用情況的數(shù)據(jù)記錄。于是，在每次分別開動(dòng)器械以后，更新里程表記錄字段544和546中記錄的數(shù)據(jù)。要明白不是更新所有數(shù)據(jù)。例如，如果在器械的第一次開動(dòng)過程中測量出峰值溫度，就不記錄任何后續(xù)開動(dòng)中達(dá)到的溫度。一用完器械522，就斷開電池40，步驟578。這樣就使得電池單線通信線路變成高電平。這一過渡被微控制器46內(nèi)部的中斷電路檢測到。這個(gè)信號維持高電平達(dá)到擴(kuò)展的時(shí)間周期，微控制器就將它解釋為表明已經(jīng)從器械522斷開電池。因此，在步驟580中，微控制器將電池返回低功耗、斷電、時(shí)鐘關(guān)閉狀態(tài)。
如同上面針對圖24A所討論的一樣，電池一附著到充電器，在步驟456中，就將電池微控制器存儲器187中的數(shù)據(jù)寫出到充電器主處理器298。作為這一過程的一部分，將器械歷史文件中的數(shù)據(jù)讀出，圖29中的步驟582。
返回圖26，可以看見充電器42通過總線586連接到安裝系統(tǒng)520的醫(yī)療設(shè)施處的其它組件。這一連接通過了充電器收發(fā)器頭301。收發(fā)器頭301是充電器內(nèi)部允許充電器處理器298和連接到總線586的其它組件交換數(shù)據(jù)和指令的子電路。連接到總線586的其它組件包括，例如，個(gè)人計(jì)算機(jī)588。因此，在步驟590中，充電器主處理器298將電池存儲器器械歷史字段229中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給附著的網(wǎng)絡(luò)上的另一組件，例如個(gè)人計(jì)算機(jī)588?？偩€586甚至可以有電信頭(沒有標(biāo)出)。電信經(jīng)過總線上的信號與外部網(wǎng)絡(luò)(例如PSTN或外部網(wǎng)絡(luò))上的信號進(jìn)行交換。這一布局將系統(tǒng)520的無繩手術(shù)器械522的使用記錄提供給負(fù)責(zé)維護(hù)器械的人。例如，器械歷史文件中的數(shù)據(jù)可以表明器械曾經(jīng)達(dá)到過特定工作溫度。這種情況的出現(xiàn)被看作是器械可能需要維護(hù)的指示。在這種情況下，可以由外部網(wǎng)絡(luò)將關(guān)于器械狀態(tài)的消息傳遞給非現(xiàn)場維修設(shè)施。收到這一通知時(shí)，維修設(shè)施可以在器械無法工作之前安排維修或者替換這一器械。從器械歷史文件229提取的數(shù)據(jù)同樣可以用于提供用于保證目的的信息或者用來確保如果器械接近使用壽命結(jié)束，有關(guān)人員接收關(guān)于這一事實(shí)的通知。
V.替換實(shí)施例應(yīng)當(dāng)明白，上述描述針對的是本發(fā)明中電池的一個(gè)特殊版本以及系統(tǒng)的有關(guān)組件。本發(fā)明的其它版本可能有替換特征、構(gòu)造和執(zhí)行方法。因此，沒有必要在本發(fā)明的所有實(shí)施例中都有本發(fā)明的上述特征中的每一個(gè)特征。例如，在本發(fā)明的一些版本中，可以不密封電池將它從外界環(huán)境分開。在本發(fā)明的這些和其它版本中，電池內(nèi)部的傳感器可以是用于確定暴露于會影響電池單元44的電荷存儲的環(huán)境代理而不是溫度。因此，電池內(nèi)部的傳感器能夠檢測濕度。如果傳感器檢測到電池內(nèi)的大氣濕度較高，就將記錄這一事件的數(shù)據(jù)儲存在電池存儲器中。另一種替換傳感器是加速度計(jì)。如果電池掉落，這樣的設(shè)備會記錄下電池的快速減速。同樣，這樣的事件將被記錄在電池存儲器中。于是，如果在讀取儲存的數(shù)據(jù)時(shí)，充電器42認(rèn)識到電池曾經(jīng)暴露于反常環(huán)境，充電器就會對電池進(jìn)行完整的健康狀況評估。也可以采用加速度計(jì)或其它傳感器來檢測電池是否經(jīng)歷過過渡振動(dòng)。關(guān)于過度振動(dòng)的數(shù)據(jù)同樣儲存在電池存儲器中。關(guān)于以上內(nèi)容，應(yīng)該明白，發(fā)生上述環(huán)境事件之一可能是引起電池從斷電模式過渡到正常模式的觸發(fā)因素。此外，還應(yīng)當(dāng)明白，可以將多個(gè)這種環(huán)境傳感器安裝到電池。類似地，在本發(fā)明的范圍內(nèi)還有其它替換結(jié)構(gòu)。因此，電池中的電池單元可能是少于或多于圖6所示的8個(gè)。例如，為了提供具有本發(fā)明的熱耗散電池單元布局的10個(gè)電池單元的電池，可以提供多個(gè)中間行電池單元，每一行不多于兩個(gè)電池單元。根據(jù)陣列將具有的電池單元的數(shù)量，還可以提供少于或多于3個(gè)電池單元的外部行。在本發(fā)明的一些版本中，電池單元陣列可以是一個(gè)疊在另一個(gè)的上面。同樣，沒有必要在本發(fā)明的所有版本中都利用發(fā)射980納米光能的激光器來進(jìn)行激光焊接。例如，在本發(fā)明的一些版本中，激光焊接可以利用發(fā)射808納米相干光能的激光器來進(jìn)行。同樣，這也是示例性的，不是限制性的。同樣應(yīng)當(dāng)明白，可以利用本發(fā)明的工藝對其它醫(yī)療設(shè)備而不僅僅是電池進(jìn)行激光焊接。在這種情況下，還要明白不需要在本發(fā)明的所有版本中，總是將外殼頂部用作坐落于底座中的組件并且用光能加熱。在本發(fā)明的其它版本中，這種關(guān)系可以反過來。很清楚，可以將激光焊接用于組裝形成外殼的其它組件。因此，可以將這種方法用于將多個(gè)板固
定在一起。同樣，不要求形成電池外殼的組件碰到一起的幾何形狀具有前面所公開的幾何形狀。在本發(fā)明的一些版本中，形成焊接縫的表面中沒有一個(gè)，或者只有一個(gè)具有楔形輪廓。 同樣，在本發(fā)明的一些版本中，電池可以只有非易失性存儲器。當(dāng)電池附著到器械時(shí)，器械將數(shù)據(jù)寫入存儲器。然后，當(dāng)電池附著到充電器時(shí)，充電器讀出器械寫入存儲器中的數(shù)據(jù)，因此能夠?qū)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到適當(dāng)?shù)哪康牡?。很清楚，并不要求本發(fā)明的所有版本都為用電手術(shù)器械供電并且與用電手術(shù)器械通信。所以，本發(fā)明的電池能夠用來給手術(shù)器械以外的耗電設(shè)備供電。可以用本發(fā)明的通信系統(tǒng)來從無繩手術(shù)器械以外的設(shè)備獲得數(shù)據(jù)。同樣應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明的組件和工藝步驟只是示例性的而不是限制性的。例如，在本發(fā)明的一些版本中，電池內(nèi)部的多個(gè)組件可以用作儲存數(shù)據(jù)的存儲器，以及從存儲器讀取數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)寫入其中的設(shè)備。同樣，在本發(fā)明的一些版本中，在開動(dòng)的時(shí)候，器械控制處理器536可以同時(shí)將數(shù)據(jù)記錄到電池存儲器。電路還會有一些變化。因此，在本發(fā)明的一些版本中，電阻209和Vtemp KEF接頭相對的那端可以連接到電壓變換器182的輸出針。在本發(fā)明的這個(gè)版本中，電阻210和VtempEEF接頭相對的那端連接到Vss或BATT端。本發(fā)明這個(gè)版本的一些好處是Vtemp KEF信號不隨著微控制器46中的制造工藝差而發(fā)生改變。不要求本發(fā)明的所有充電器能夠同時(shí)給多個(gè)電池充電。不要求充電器接受不同的模塊，因此充電器能夠給不同類型的電池充電。還有，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，功率發(fā)生器524不必總是馬達(dá)。功率發(fā)生器可以是產(chǎn)生電能、RF能、超聲能、熱能或光能的設(shè)備。返回圖12，可以發(fā)現(xiàn)電池還可以具有無線收發(fā)器602。這個(gè)收發(fā)器可以是RF或IR單元。在本發(fā)明的一些版本中，收發(fā)器可以是藍(lán)牙收發(fā)器。當(dāng)電池連接到器械時(shí)，收發(fā)器602與附著到總線586的輔助收發(fā)器604交換信號。因此，本發(fā)明的這個(gè)版本允許在無繩器械522和其它手術(shù)室設(shè)備之間通過電池40進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。例如，利用這一布局，可以用語音開動(dòng)的控制頭606來調(diào)節(jié)器械開動(dòng)。因此，將通過控制頭606輸入的命令打包，在總線586上發(fā)送到收發(fā)器604。收發(fā)器604廣播命令給電池收發(fā)器602。命令從電池收發(fā)器傳遞給電池微控制器46。微控制器46則將命令通過器械收發(fā)器頭535轉(zhuǎn)發(fā)給器械處理器530。器械處理器530則產(chǎn)生適當(dāng)?shù)拿罱o穩(wěn)壓器534，引起功率發(fā)生器524所希望的開動(dòng)。類似地，手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)610可以通過收發(fā)器602和604連接到器械。手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)跟蹤器械520和附著件526相對于應(yīng)用附著件的手術(shù)場地的位置。如果導(dǎo)航系統(tǒng)確定附著件處于應(yīng)該使用它的位置，附著件就產(chǎn)生停止命令。這個(gè)命令通過收發(fā)器604發(fā)射到收發(fā)器602，從收發(fā)器602發(fā)射到器械控制處理器536。收到命令時(shí)，器械控制處理器536至少臨時(shí)讓器械522退動(dòng)或減緩器械522的工作速度。同樣應(yīng)該明白，不是本發(fā)明的所有電池都可以被設(shè)計(jì)成承受消毒的嚴(yán)酷環(huán)境。也可以將本發(fā)明的特征結(jié)合進(jìn)無菌電池組。這種電池組包括可消毒外殼，它提供一個(gè)空間用于接受可拆卸電池單元簇。外殼的可密封蓋子允許插入和拆除電池單元簇。利用這一電池組，在消毒之前，將電池單元簇從外殼中拆除。因此，無菌電池組的電池單元能夠避免高壓鍋消毒的嚴(yán)酷考驗(yàn)。2006年I月27日遞交的本申請人的受讓人第11/341，064號美國專利申請ASEPTIC BATTERY WITH REMOVABLE CELL CLUSTER，該申請的內(nèi)容是以美國專利號US7，705，559公開的，公開了這樣一種無菌電池組，現(xiàn)在這里將它們引入作為參考。還可以將本發(fā)明的特征用于無菌電池組的外殼和電池單元簇。
因此，后面的權(quán)利要求的目的是覆蓋本發(fā)明的真實(shí)實(shí)質(zhì)和范圍之內(nèi)的所有變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種電池(40),所述電池包括 外殼(60,62)； 至少一個(gè)可再充電電池單元(44)，放置在所述外殼中； 端子裝置(70)，附著到所述外殼，并連接到所述至少一個(gè)可再充電電池單元，用于將電荷儲存在所述電池單元中，并使電流從所述電池單元中拉出； 溫度傳感器(48)，放置在所述外殼中，產(chǎn)生代表電池溫度的溫度信號；以及微控制器(46)，放置在所述外殼中，用來接收所述溫度信號，并且包括存儲器(187)，所述微控制器被配置用于在所述存儲器中儲存代表所述溫度傳感器測量得到的電池溫度的數(shù)據(jù)，其中所述微控制器連接到所述至少一個(gè)可再充電電池單元，以便由該電池單元供電； 其特征在于 所述微控制器還被配置用于工作在第一模式(390)，在此期間所述微控制器從所述至少一個(gè)可再充電電池單元拉出電流，以及監(jiān)視所述溫度信號以確定溫度是否超過門限溫度；以及 當(dāng)所述溫度信號表明溫度超過所述門限溫度，轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ髟诘诙Ｊ?394，398)，并向所述存儲器(187)寫入表明所述電池溫度超過所述門限溫度的時(shí)間的數(shù)據(jù)，其中，當(dāng)所述微控制器處于所述第二模式時(shí)，所述微控制器從所述至少一個(gè)可再充電電池單元中拉出比處于第一模式時(shí)更多的電流。
2.如權(quán)利要求I所述的電池(40)，其中，所述微控制器(46)持續(xù)地接收表明所述溫度傳感器(48)檢測的溫度是否高于所述門限溫度的溫度信號。
3.如權(quán)利要求I或2所述的電池(40)，其中，當(dāng)所述微控制器(46)還被配置時(shí)，使得在所述第二模式時(shí)，所述微控制器被配置用于 初始進(jìn)入時(shí)鐘打開模式(394)，在所述時(shí)鐘打開模式中，所述微控制器啟動(dòng)時(shí)鐘(396)，以確定所述溫度傳感器指示所述電池溫度高于所述門限溫度的時(shí)間量；以及 然后進(jìn)入正常模式(398)，在所述正常模式中，所述微控制器(46)向所述存儲器(187)寫入表明所述電池溫度高于所述門限溫度的時(shí)間的數(shù)據(jù)(408)，其中，當(dāng)所述微控制器(46)處于所述正常模式時(shí)，所述微控制器從所述至少一個(gè)可再充電電池單元(44)拉出比在所述時(shí)鐘打開模式時(shí)更多的電流。
4.如權(quán)利要求I或2所述的電池(40)，其中，所述微控制器(46)還被配置為使得 一旦將所述電池(40)連接到器械(522)并且向所述器械提供電流，所述微控制器(46)從所述第一模式轉(zhuǎn)變?yōu)檎ＤＪ?564)，其中，當(dāng)所述微控制器處于所述正常模式時(shí)，所述微控制器比處于所述第一模式時(shí)拉出更多電流； 在被連接到手術(shù)器械(522)時(shí)，所述微控制器(46)將關(guān)于所述器械(522)的操作的數(shù)據(jù)記錄到所述電池的存儲器(187)中(576);以及 一旦斷開所述電池(40)與所述器械(522)的連接，所述微控制器(46)返回到所述第一模式(580)。
5.如權(quán)利要求4所述的電池(40)，其中，所述微控制器(46)被配置為使得第二模式是正常模式。
6.如權(quán)利要求I或2所述的電池(40)，其中，所述微控制器(46)還被配置為使得一旦將所述電池安裝到充電器(42)上，所述微控制器(46)轉(zhuǎn)變?yōu)檎ＤＪ?453)，并且能夠向所述充電器寫入被存入所述電池的存儲器(187)的數(shù)據(jù)(456);其中，當(dāng)所述微控制器處于所述正常模式時(shí)，所述微控制器從所述至少一個(gè)可再充電電池單元(44)拉出比在處于所述第一模式時(shí)更多的電流； 一旦將所述電池(40)與所述充電器(42)分離，所述微控制器(46)返回以工作在所述第一模式(472)。
7.如權(quán)利要求6所述的電池(40)，其中，所述微控制器(46)被配置為使得第二模式是正常模式。
8.如權(quán)利要求I或2所述的電池(40)，其中，所述微控制器(46)還被配置用于 確定高于所述門限溫度的最高電池溫度(402);以及 當(dāng)所述溫度下降而低于所述門限溫度之后，向所述電池的存儲器(187)寫入所述最高溫度(408)。
9.如權(quán)利要求I或2所述的電池(40)，其中，所述微控制器(46)還被配置為使得當(dāng)所述溫度傳感器(48)指示所述電池(40)的溫度高于所述門限溫度時(shí)，所述微控制器(46)將所述電池溫度高于所述門限溫度的時(shí)間與邊界時(shí)間進(jìn)行比較(410);以及 如果所述電池溫度高于所述門限溫度的時(shí)間大于所述邊界時(shí)間，所述微控制器向所述電池的存儲器(187)寫入指示在多于所述邊界時(shí)間的時(shí)間內(nèi)所述電池溫度高于所述門限溫度的時(shí)間的數(shù)據(jù)(412)。
10.如權(quán)利要求9所述的電池(40)，其中，所述微控制器(46)還被配置為使得當(dāng)所述微控制器(46)向所述電池的存儲器(187)寫入關(guān)于所述電池溫度高出所述門限溫度的時(shí)間大于所述邊界時(shí)間的數(shù)據(jù)時(shí)，向所述電池的存儲器(187)寫入指示所述電池溫度已高于所述門限溫度的時(shí)間超出邊界時(shí)間的數(shù)據(jù)(202)。
11.如權(quán)利要求9所述的電池(40)，其中，所述微控制器(46)還被配置為使得當(dāng)所述微控制器(46)向所述電池的存儲器(187)寫入關(guān)于在大于所述邊界時(shí)間的時(shí)間內(nèi)所述電池溫度高出所述門限溫度的數(shù)據(jù)時(shí)，向所述電池的存儲器(187)寫入指示所述電池溫度已高于所述門限溫度的時(shí)間超出邊界時(shí)間的次數(shù)的數(shù)據(jù)(203)。
12.如權(quán)利要求I或2所述的電池(40)，其中，所述溫度傳感器(48)輸入的信號被施加到比較器(119)，從所述比較器(119)輸出的信號被施加到與所述微控制器(46)集成的中央處理單元(185)，以使所述微控制器在所述第一模式的操作與所述第二模式的操作之間轉(zhuǎn)變。
13.如權(quán)利要求I或2所述的電池(40)，還包括 非易失性存儲器(187)以及隨機(jī)訪問存儲器(188)，都被設(shè)置在所述外殼￠0,62)中；以及 所述微控制器(46)還被配置用于當(dāng)所述電池的溫度高于所述門限溫度時(shí)，所述微控制器(46)向所述隨機(jī)訪問存儲器(188)寫入關(guān)于所述電池高于所述門限溫度的時(shí)間的數(shù)據(jù)(404);并且當(dāng)所述溫度傳感器(48)指示所述電池溫度低于所述門限溫度時(shí)，向非易失性存儲器(187)寫入關(guān)于電池溫度高于所述門限溫度的時(shí)間的數(shù)據(jù)。
14.一種用于對可消毒電池(40)進(jìn)行消毒的方法，所述電池(40)具有至少一個(gè)可再充電電池(44)、微控制器(46)和溫度傳感器(48)，所述微控制器(46)從所述至少一個(gè)可再充電電池(44)拉出電能；所述方法包括以下步驟 將所述微控制器(46)設(shè)置在第一模式(390),在所述第一模式中，所述微控制器(46)從所述至少一個(gè)可再充電電池(44)拉出第一電量； 當(dāng)所述微控制器(46)處于所述第一模式時(shí)，使用所述溫度傳感器(48)來監(jiān)視所述電池(40)的溫度； 將所述電池放置在消毒裝置中，以對所述電池進(jìn)行消毒； 當(dāng)所述溫度傳感器(48)指示所述電池(40)的溫度高于門限溫度時(shí)，將所述微控制器(46)設(shè)置在第二模式(394，398)，在所述第二模式中，所述微控制器(46)監(jiān)視所述電池的溫度高于所述門限溫度的時(shí)間量(396，402)，并在所述電池(40)內(nèi)部的存儲器(187)中記錄(404，408)指示所述電池的溫度高于門限溫度的時(shí)間量的數(shù)據(jù)(204)，其中，當(dāng)所述微控制器(46)處于所述第二模式時(shí)，所述微控制器比在所述第一模式時(shí)拉出更多的電流；以及當(dāng)所述溫度傳感器(48)指示所述電池溫度低于所述門限溫度時(shí)，再將所述微控制器(46)設(shè)置回到所述第一模式(390)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，當(dāng)所述微控制器(46)處于所述第一模式時(shí)，持續(xù)向所述微控制器(46)提供是否所述溫度傳感器(48)指示所述電池溫度高于所述門限溫度的指示。
16.如權(quán)利要求14或15所述的方法，其中，當(dāng)所述微控制器(46)進(jìn)入所述第二模式時(shí)，所述微控制器(46) 初始進(jìn)入時(shí)鐘打開模式(394)，在所述時(shí)鐘打開模式中，所述微控制器啟動(dòng)時(shí)鐘(396)，以確定所述溫度傳感器指示所述電池溫度高于所述門限溫度的時(shí)間量；以及 然后進(jìn)入正常模式(398)，在所述正常模式中，所述微控制器(46)向所述存儲器(187)寫入指示所述電池溫度高于所述門限溫度的時(shí)間的數(shù)據(jù)(408)，其中，當(dāng)所述微控制器(46)處于所述正常模式時(shí)，所述微控制器拉出比在所述時(shí)鐘打開模式時(shí)更多的電流。
17.如權(quán)利要求14或15所述的方法，還包括以下步驟 將所述電池(40)連接到手術(shù)器械(522) (560)，使得所述電池能夠向所述手術(shù)器械提供電流； 一旦電流被提供到所述手術(shù)器械(522)，所述手術(shù)器械使得所述微控制器(46)從所述第一模式轉(zhuǎn)變?yōu)檎ＤＪ?564)，其中，當(dāng)所述微控制器處于所述正常模式時(shí)，所述微控制器比處于所述第一模式時(shí)拉出更多電流； 使用所述微控制器(46)來記錄關(guān)于所述手術(shù)器械(522)的操作的數(shù)據(jù)(576)； 斷開所述電池(40)與所述手術(shù)器械(522)的連接(578);以及一旦斷開所述電池(40)與所述手術(shù)器械(522)的連接，使所述微控制器(46)返回到所述第一模式(580)。
18.如權(quán)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.如權(quán)利要求14或15所述的方法，還包括以下步驟 將所述電池(40)安裝到充電器(42)上(452)，使得所述電池能夠被充電； 一旦將所述電池安裝到充電器上，將所述微控制器(46)設(shè)置為正常模式(453)； 從所述電池的存儲器(187)向所述充電器寫入被存入所述存儲器的數(shù)據(jù)(456)； 向所述電池充電(464，484)，并將所述電池與所述充電器分離(471);以及一旦將所述電池(40)與所述充電器(42)分離，使所述微控制器(46)返回到所述第一模式(472)。
20.如權(quán)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.如權(quán)利要求14或15所述的方法，其中，當(dāng)所述溫度傳感器(48)指示所述電池(40)的溫度高于所述門限溫度時(shí)，還包括以下步驟 確定高于所述門限溫度的最高溫度(402);以及 當(dāng)所述溫度下降而低于所述門限溫度之后，利用所述微控制器(46)，向所述電池的存儲器(187)寫入所述最高溫度(408)。
22.如權(quán)利要求14或15所述的方法，其中，當(dāng)所述溫度傳感器(48)指示所述電池(40)的溫度高于所述門限溫度時(shí)，還包括以下步驟 利用所述微控制器(46)，將所述電池溫度高于所述門限溫度的時(shí)間與邊界時(shí)間進(jìn)行比較(410);以及 如果所述電池溫度高于所述門限溫度的時(shí)間大于所述邊界時(shí)間，向所述電池的存儲器(187)寫入指示所述電池溫度高于所述門限溫度的時(shí)間已超出所述邊界時(shí)間的數(shù)據(jù)(412)。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中，當(dāng)所述微控制器(46)向所述電池的存儲器(187)寫入關(guān)于所述電池溫度超出所述門限溫度的時(shí)間大于所述邊界時(shí)間的數(shù)據(jù)時(shí)，向所述存儲器(187)寫入指示所述電池溫度已超過所述門限溫度的時(shí)間量超出邊界時(shí)間的數(shù)據(jù)(202)。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其中，當(dāng)所述微控制器(46)向所述電池的存儲器(187)寫入關(guān)于所述電池溫度超出所述門限溫度的時(shí)間大于所述邊界時(shí)間的數(shù)據(jù)時(shí)，向所述存儲器(187)寫入指示所述電池溫度已超過所述門限溫度的時(shí)間超出邊界時(shí)間的次數(shù)的數(shù)據(jù)(203)。
25.如權(quán)利要求14或15所述的方法，其中 當(dāng)所述電池的溫度高于所述門限溫度時(shí)，所述微控制器(46)向隨機(jī)訪問存儲器(188)寫入關(guān)于所述電池高于所述門限溫度的時(shí)間的數(shù)據(jù)；以及 當(dāng)所述溫度傳感器(48)指示所述電池溫度低于所述門限溫度時(shí)，所述微控制器(46)向非易失性存儲器(187)寫入關(guān)于所述電池高于所述門限溫度的時(shí)間的數(shù)據(jù)。
26.如權(quán)利要求14或15所述的方法，其中 所述溫度信號(48)輸出表示所述電池溫度的信號給比較器(191);以及 所述比較器(191)將所述溫度傳感器輸出的信號與參考信號相比較，基于所述比較向所述微控制器輸出表示所述電池溫度是否高于所述門限溫度的信號。
27.如權(quán)利要求14或15所述的方法，其中，通過將所述電池放置在高壓鍋中來進(jìn)行所述電池的消毒。
28.一種用電手術(shù)器械系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 用電手術(shù)器械(522)，具有功率產(chǎn)生單元(524);手術(shù)附件(526)，由所述功率產(chǎn)生單元驅(qū)動(dòng)，用于執(zhí)行手術(shù)/醫(yī)療程序；以及控制電路(534、536)，用于調(diào)節(jié)所述功率產(chǎn)生單元的驅(qū)動(dòng)； 電池(40)，能夠以可拆卸方式附著到所述用電手術(shù)器械，所述電池具有至少一個(gè)可再充電電池單元(44)，用于給所述器械的功率產(chǎn)生單元和在其中儲存數(shù)據(jù)的存儲器(188)供電； 其特征在于 所述用電手術(shù)器械還包括連接到所述控制電路的數(shù)據(jù)發(fā)射頭(535)，所述控制電路還用于通過所述數(shù)據(jù)發(fā)射頭輸出關(guān)于所述用電手術(shù)器械工作情況的數(shù)據(jù)； 所述電池還用于建立從所述器械的數(shù)據(jù)收發(fā)器頭到所述電池存儲器的連接，將收自所述器械的數(shù)據(jù)收發(fā)器頭的數(shù)據(jù)寫入所述存儲器；以及 提供靜態(tài)單元，用于以可拆卸的方式接受所述電池，所述靜態(tài)單元具有用于從所述電池的存儲器中讀取數(shù)據(jù)的設(shè)備(298)，所讀取的數(shù)據(jù)包括儲存的關(guān)于所述用電器械工作情 況的數(shù)據(jù)。
29.如權(quán)利要求28所述的用電手術(shù)器械系統(tǒng)，還包括以可拆卸的方式接受所述電池的充電器(42)，所述充電器包括電流源(290)，用于對所述至少一個(gè)可再充電電池單元施加充電電流，并且所述充電器包括用于讀取所述電池的存儲器中的數(shù)據(jù)的所述設(shè)備(298)。
30.如權(quán)利要求28或29所述的用電手術(shù)器械系統(tǒng)，其中所述靜態(tài)單元通過數(shù)據(jù)收發(fā)器頭連接到通信總線(586)，所述數(shù)據(jù)收發(fā)器頭用來在所述通信總線上輸出從已儲存的關(guān)于所述用電器械工作情況的數(shù)據(jù)中讀取的數(shù)據(jù)。
31.一種用于同時(shí)給多個(gè)電池(40)再充電的充電器(42),所述充電器包括 至少一個(gè)電流源(290)，用于給所述電池再充電； 多個(gè)放電電阻(292)； 散熱器(264)； 處理器(298)，用于選擇性地將所述電池連接到所述放電電阻和所述至少一個(gè)電流源， 其特征在于 提供溫度傳感器(274)，用于產(chǎn)生代表所述散熱器附近溫度的溫度信號；以及所述處理器接收所述溫度信號，將所述溫度信號和門限溫度進(jìn)行比較，當(dāng)所述溫度信號表明所述散熱器溫度高于所述門限溫度時(shí)，將至少一個(gè)電池從所述電池連接的放電電阻斷開。
32.如權(quán)利要求31所述的充電器，其中所述放電電阻連接到所述散熱器。
33.如權(quán)利要求31或32所述的充電器，其中 所述電流源、所述放電電阻和所述散熱器都包含在外殼(50)中；以及 所述外殼不包括通風(fēng)扇。
34.—種可再充電電池(40),所述電池包括 外殼(60、62)； 至少一個(gè)可再充電電池單元(44)，放置在所述外殼中； 端子裝置(70)，附著到所述外殼，并連接到所述至少一個(gè)可再充電電池單元，用于將電荷儲存在所述電池單元中，并從所述電池單元拉出電流； 溫度傳感器，放置在所述外殼中，產(chǎn)生代表所述外殼中溫度的溫度信號； 處理器(46)，放置在用來接受所述溫度傳感器的所述外殼中，包括存儲器(187)，所述處理器被配置用于在所述存儲器中儲存代表所述溫度傳感器測量得到的電池溫度的數(shù)據(jù)，其特征在于所述處理器還用于根據(jù)所述溫度信號確定什么時(shí)候所述電池溫度上升到高于門限； 監(jiān)視所述電池溫度高于所述門限的時(shí)間；以及 在所述存儲器中記錄所述電池溫度高于所述門限的時(shí)間。
35.一種電池(40),所述電池包括 外殼(60、62)； 多個(gè)電池單元(44)，放置在所述外殼中，所述電池單元排列在一起，形成具有相對端的電池單元陣列； 捆綁件裝置(102、104)，放置在所述電池單元陣列的至少一端上，從而將所述電池單元固定在一起； 至少一個(gè)導(dǎo)電帶(106)，附著到所述捆綁件裝置，連接在兩個(gè)電池單元之間，以便將所述電池單元電氣連接起來；以及 熔斷帶(118)，附著到所述捆綁件裝置，并具有連接到不同電池單元的相對端，所述熔斷帶是用過電流流過時(shí)會氣化的導(dǎo)電材料形成的， 其特征在于 所述熔斷帶是利用過電流流過時(shí)會氣化的氣化段(119)形成的，所述氣化段位于所述熔斷帶的兩端之間，和所述捆綁件裝置隔開。
36.如權(quán)利要求35所述的電池，其中所述熔斷帶被形成為在所述兩端之間具有間隙(120)，所述熔斷帶中給出所述間隙的段是所述熔斷帶的氣化段。
37.如權(quán)利要求35或36所述的電池，其中 所述捆綁件裝置被形成為沿著其外部周邊具有凹口(117);以及所述熔斷帶延伸通過所述捆綁件裝置凹口，并且其位置進(jìn)一步使得所述氣化段位于所述凹口中。
38.一種電池(40),所述電池包括 外殼(60、62)； 多個(gè)電池單元(44)，放置在所述外殼中，所述電池單元排列在一起，形成電池單元陣列(62)，每個(gè)電池單元具有外部周圍表面； 裝置(102、104)，用于將所述電池單元保持在一起，使所述電池單元鄰接， 其特征在于 具有至少七個(gè)電池單元，所述電池單元排列成至少三行(92、94、96)，它們相對于彼此排列，使得每個(gè)電池單元鄰接另一個(gè)電池單元，并進(jìn)一步形成所述電池單元陣列的外部周邊。
39.如權(quán)利要求38所述的電池，其中所述電池單元被排列成具有兩個(gè)外部行的電池單元，以及至少一個(gè)中間行的電池單元，其中所述外部行的電池單元中的電池單元鄰接所述中間行的電池單元的相對側(cè)，并且在所述至少一個(gè)中間行的電池單元中有最多兩個(gè)電池單元。
40.如權(quán)利要求38或39所述的電池,其中所述電池單元被排列成每個(gè)電池單元的外部周邊表面的至少10%形成所述電池單元陣列的外部周邊的一部分。
41.如權(quán)利要求38或39所述的電池，其中用于將所述電池單元保持在一起的所述裝置包括固定在所述電池單元一端上的捆綁件裝置。
42.一種組裝電池的方法，該方法包括以下步驟 提供至少一個(gè)可再充電電池單元(44)； 提供外殼，該外殼包括第一(60)和第二(66)組件,放置在一起時(shí),它們形成封裝； 將所述至少一個(gè)可再充電電池單元放在所述外殼組件之一中； 將所述外殼組件配合在一起并將所述外殼組件密封在一起，形成密封封裝， 其特征在于 所述第一外殼組件￠0)是利用在選定波長上至少部分透光的材料形成的，并且被形成為具有露出的邊緣，該邊緣具有內(nèi)表面(88)； 所述第二外殼組件￠6)是利用在所述選定波長上吸收光的材料形成的，其形狀為具有露出的唇緣(152)，該唇緣(152)具有相對于所述第二外殼組件的外表面凹進(jìn)去的表面(158)，其尺寸使得在外殼組件配合時(shí)，處于內(nèi)側(cè)，和所述第一外殼組件的內(nèi)表面相鄰，所述第一外殼組件相對于所述第一外殼內(nèi)表面凹進(jìn)去； 在所述外殼組件配合后，引導(dǎo)所述選定波長的光通過所述第一外殼組件到達(dá)所述第二外殼組件的唇緣，使得所述唇緣吸收所述光，與所述第一外殼組件的內(nèi)表面形成焊接接頭。
43.如權(quán)利要求42所述的組裝電池的方法，其中 所述外殼第一組件內(nèi)表面(88)或所述外殼第二組件露出的唇緣表面(152)中的至少一個(gè)具有楔子的形狀； 在施加光到所述外殼第二組件的步驟同時(shí)，將壓力施加到所述外殼組件中的至少一個(gè)上，使得所述外殼第一組件內(nèi)表面(88)和所述外殼第二組件露出的唇緣表面(152)鄰接，因此熱能從所述露出的唇緣傳送到所述外殼第一組件，從而由所述外殼第一和第二組件一起形成焊接。
44.一種電池(40),所述電池包括 外殼(60,62)； 至少一個(gè)可再充電電池單元(44)，放置在所述外殼中； 端子裝置(70)，附著到所述外殼，并連接到所述至少一個(gè)可再充電電池單元，用于將電荷儲存在所述電池單元中，并使電流從所述電池單元中拉出，以及與所述電池連接的器械和充電器交換數(shù)據(jù)信號； 微控制器(46)，放置在所述外殼中，其中所述微控制器連接到所述至少一個(gè)可再充電電池單元，以便由該電池單元供電，并且所述微控制器能夠與所述電池連接的所述器械和充電器交換數(shù)據(jù)信號； 非易失性存儲器(187)，連接所述微控制器； 其特征在于 所述微控制器還被配置用于 工作在斷電狀態(tài)，在所述斷電狀態(tài)中，所述微控制器從所述至少一個(gè)可再充電電池單元拉出電流； 響應(yīng)于來自處理器(536)的信號，轉(zhuǎn)變?yōu)檎顟B(tài)，在所述正常狀態(tài)中，所述微控制器從所述至少一個(gè)可再充電電池單元中拉出的電流大于所述微控制器在斷電狀態(tài)時(shí)拉出的電流；其中所述處理器與所述電池連接的器械相集成； 當(dāng)處于所述正常狀態(tài)時(shí)，從所述器械接收關(guān)于所述器械的操作的數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù).存入所述非易失性存儲器(187)； 監(jiān)視所述電池是否保持連接到所述器械；以及 當(dāng)所述電池與所述器械斷開連接時(shí)，返回所述斷電狀態(tài)。
全文摘要
具有內(nèi)部微控制器的可再充電電池。微控制器包含存儲器，在其中儲存關(guān)于電池曾經(jīng)所處環(huán)境的數(shù)據(jù)。跟用來給電池充電的充電器集成在一起的處理器讀取這些數(shù)據(jù)。如果這些數(shù)據(jù)表明電池已經(jīng)暴露在惡劣環(huán)境太長時(shí)間，充電器就對電池進(jìn)行全面的健康狀況評估。
文檔編號H01M10/42GK102624055SQ20121008571
公開日2012年8月1日 申請日期2006年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月21日
發(fā)明者B·D·漢斯福德, D·馬拉科斯基, J·索蘭克 申請人:史賽克公司