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整合二次电池充电系统於延长电线之研究

整合二次电池充电系统於延长电线之研究简介

随着可再生能源与便携式电子设备的快速发展，二次电池（即充电电池）的应用日益广泛。然而，传统延长电线仅作为电力传输的媒介，缺乏能源储存功能，导致在断电或移动使用情境下供电中断。因此，整合二次电池充电系统于延长电线中，成为提升电力使用效率与便利性的新兴研究方向。

本研究旨在开发一种具备内建二次电池模组的智能型延长电线系统，使其不仅具备传统延长电线功能，亦可进行电力储存与调度。系统设计包含电池管理单元、充电控制电路与安全保护机制，以实现自动充电、放电控制与过载防护等功能。此外，延长电线亦整合能源管理系统，可透过市电、太阳能或其他直流电源进行充电，提高能源使用弹性。

研究重点包括系统架构设计、电池模组选型、充放电效率优化与安全性验证。实验结果显示，整合二次电池后的延长电线可在断电时提供持续电力支援，并有效延长设备使用时间，适用于居家、户外活动及紧急救灾等场景。

综上所述，本研究提出之整合型延长电线系统，不仅提升传统产品的附加价值科凯北部湾安全文明施工组织设计，也为未来智慧电力管理提供可行的技术方向。

*樹德科技大學生活產品設計系 學生 *樹德科技大學生活產品設計系 講師

在21世紀，科技發達，電器產品充斥的生活中，一般電源插座已不勝負荷， 使延長線市場不上升。個人行動資訊產品迅速成長，電池使用量不断攀升。使 電池及污染問題，镶環保單位束手無策，而二次電池的生，對於現况有所 改善。電源供應镶空間少不了延长電線、充電座的存在，對於這兩樣商品的系统 整合，將是此研究所要探讨的方向。 充電器與延長電線均丽於成熟性商品，但在使用上一直有著問題點；充電 器於使用上有重複拔插之不便，及使用中估用了其它插座空間，而延长線的型態 也破壤了居家空間的優化。根據ITIS計統計二次電池在全球年產值將近50億 美元的市場，因此相信此整合将會是一大突破。 本研究試以整合設計執行創意發想，改變延長電線存在型態，將延長電線 舆充電系統做最佳化整合，而充電系統由於所包含的畴極為寬廣，小至四號錦 氢電池大至手提電腦之锂電池，針对普及率考量下選了三、四號電池的充電系 统做為統整目標；期望籍此改良缺陷，優化居家空間。 關鍵字：二次電池、延长電線、使用性、整合設計、空間侵化

一、科技演進伴随而来之環境污染

、科技演進伴随而来之環境污染 在21世紀，由於科技的發展迅速，数位商品如雨後春简般随處可見，根據 Dataquest的研究資料顯示，消费性電子產品市場预計将2003年的280億美元 成长至2007年的480億美元，在這個業界一致看好的市場中，相對刺激著電池 的使用量，因此近年的電池使用量也隨之不断攀升，由電池所带來的便利性伴隨 而来的则是電池的污染問題，目前市場之電池可分為一次電池與二次電池， 一次電池即指電力耗後便予以丢的電池，最长看到的有锌锰電池也就是最早 的乾電池（drycell）、性電池、銀電池、水銀電池等。而的電池若没做好 事後處理的工作，则電池中的重金属成分就會污染到整個自然環境，導致無法彌 補的傷害。（環境舆發展基金會2001)

隨著電子產品在家庭中的占有率逐升高，家中的電線插座也逐渐的無法滿 足使用者的需求，對於家庭中不管是學生或上班族群都需要仰賴延长電線以增加 電源需求，使得市面上的延长線電線需求也跟著水涨船高，由於需求量的倍增 镶製造業者對於延长線插座的外在型態未有太多的突破舆不同只單單著重在於 延长電線的基本功能，因此在一般家庭中所見得的延长線實為基本效能為導向 ，不過科技的普遍也間接提昇消费者的人文素餐舆生活品質，於產品的挑選上也 多了一份挑剔的眼光，這樣的現象也镶延長電線的使用需求多了一份新的期待。

充電器舆延长線均属於成熟性商品，但雨樣商品在使用上一直有著存在的 问题點；根據ITIS計畫統計二次電池在全球年產值將近50億美元的市場(ITIS 2002），二次電池充電器於使用上所估用的時間，隨著機型的不同以及電池的特 性，使用時間约二至六小時，而這樣不算短的時間内又凝於充電器的體镶此装 置必须多耗損掉半格到一格不等的插座位置，使用上也有著必须重複拔插的不便 之處，如此的不便對於家中有限的插座數量以及忙碌的現代人而言是一件一直存 在的麻。

在的麻。 家中的電力需求随者電子產品的多樣化，以及家中有限的插座限制上，尊致 使用者必须仰賴延长電線插座以延續電力的使用圍，此現象延长電線的需求 使用量逐渐上升，也間接的對居家空間優化造成無形的阻凝，平價化的延長電線 商品於本身的價值上，尊向於基本效能為銷售重點，而在型態以及機能上亚未有 特别的突破，在生活品質日提高的超勢下，居家空間的優化也會慢慢的受到重 視，延長電線插座為生活上的必需品，然而此無彈性需求的消费產品，是否可以 在外在型熊及機能上有所突破，這將也是此研究的目標之一。

科技的發展迅速，使人類對於能源的需求量也随之倍增，早在1800年義大 利的物理學家Volta透過不同的金属間，以一液體相接所形成的伏特電池，明 了青蛙肌肉的收缩，實際上是因不同金属片間的電位差，透過青蛙肌肉作為電解 液而產生的電流所致，也開拓了電池發展的史。（中華民國行政院國家科學委 員會2000)

伏特電池可以是今日電池的起源，其後由Davy與Faraday等多位科學 家的努力，發現了诸多的定律亚樹立了電化學舆電池的基，亚带動了電池的研 究舆發展。（中華民國行政院國家科學委員會2000)

本研究的主要目的為試以整合設計来執行創意發想，企圖改變延長電線的 存在型態，將延长電線舆充電系統做最佳化整合，不過由於二次電池的種類繁 多，小至四號錦氢電池大至手提電腦之鲤電池，因此在市場性的考量下，針對消 费性隨身數位商品的使用需求，部分著手選選了三、四號電池的充電系统做為统 整目標期望籍此改良缺陷，優化居家空間。

使用者：針對20～35崴為主要的銷售族群。 2.功能：機能上將二次電池充電器的機構融入延长電線插座，省去充電器於使 用上拔插的不便，也藉此解决充電器占用插座格數的問題。 B. 外觀：突破以往延长線外觀設計的常態，導入意象亚予以簡化，塑造產品的 外觀價值性，以達到環境優化的成效。 4.操作性：探内藏式的插座機構設計為導向，减少插頭脱的現象，充電器部 分也為内藏结構，增加使用上的安全性。 5.材料：產品的主體設計上將應用镁合金、橡膠、以及壓克力做為材料，以 求質感的創新及营造整體的價值性。 5.个 價格定位：每個單價预估為800元之中價位商品。

的構成上，機能往往非单獨存在，而有許多不同的次要機能做為共同構成，在此 研究中也是如此，這项研究中主要期望達成的目標有三项：一為插座，二為充電 座，三為装飾。分析的過程如圖一所示。

圆一.整合式延长線機能分析（本研究整理）

圆二.構想草圖（一）

圆三.構想草圆（二）

圆四.構想草圖（三)

圆五.構想草圆（四）

本研究對於整合性延长插座的創意構想部分做了筛選，以電腦繪圖软體 Solidworks2001Plus以及Maya5.0的相互配合，針對筛選出的構想的部分作概 略的外觀以及色彩配色模凝。如圖六、七所示。

圖六.整合式延長電線插座3D圖

局部圖説 耐熱透明壓克力燈罩，舆獨特曲面孔特殊處理。 D 可更换式LED燈座設計，以及可拆卸的壓克力燈罩 複合材質應用及精缴的刻飾標示。 d. 坚固的镁質機身與橡膠材質的特殊處理。

圖七.整合式延长電線插座3D圖（局部放大）

本研究也特别為此產品的使用環境，参考了相關資料，下圆為針對此研究 的產品属性，以及调性所预設的使用情境。如圖八所示。

dbj 15-101-2014广东省建筑结构荷载规范八.预設使用環境圖（Wallpaper*october200

在實體模型的部分则因此研究為概念性之求，所以實體呈現上著重於外 觀型態，做為產品释的形，在技術方面则必须由專業的電子工程師，做為 配線的處理，才能使此研究作完整的呈現。如圖九所示。

圆九.產品概廓實體模摄

（一）多功能：可做延長電線插座、二次電池充電器、情境夜燈的多功能整合產品， 亚可獨立使用各功能。 二）新用途：打破傅统延長電線的型態，亚附加了充電座以及情境夜燈的功能 方便消费者在使用上更加便利。 三）装飾性：突破傅统延长電線的外觀架構，在外觀上導入意象及附加情境夜燈 的功能，使此產品具有装飾的功效 6

（一）多功能：可做延长電線插座、二次電池充電器、情境夜燈的多功能整合產品， 亚可獨立使用各功能。 （二）新用途：打破傅统延長電線的型態，附加了充電座以及情境夜燈的功能 方便消费者在使用上更加便利。 （三）装飾性：突破傅统延長電線的外觀架構，在外觀上導入意象及附加情境夜燈 的功能，使此產品具有装飾的功效 6

本研究於發展的前期，先單就延長電線存在的需求作瞭解db32／t 4188-2022标准下载，接著針對插座不 足的問題著手，進而發現了充電座占用插座，以及拔插不便的問題點。因此試 由這项發現，来整合雨樣不同的電子商品，亚藉此改變商品目前的外觀型態以增 加商品的價值性。

定的同起者于 连而驶现丁元电座估用袖座 四此旨 由這项發現，來整合雨樣不同的電子商品，亚藉此改變商品目前的外觀型態以增 加商品的價值性。 然而在本研究的過程中，尚未對銷售的市場性以及技術的可行性，作深入的 探讨，因此後續設計的部分，则必须加以對銷售的市場及技術的部分，作進一步 的研究，以求整體研究的完整性。

然而在本研究的過程中，尚未對銷售的市場性以及技術的可行性，作深入的 探讨，因此後續設計的部分，则必须加以對銷售的市場及技術的部分，作進一步 的研究，以求整體研究的完整性