CN102951094A - 用于相对于车辆无线电池充电装置的表面固定可再充电电子装置的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于相对于车辆无线电池充电装置的表面固定可再充电电子装置的设备，具体地，提供用于相对于车辆无线电池充电装置的表面固定可再充电电子装置的方法、系统和装置。

Description

用于相对于车辆无线电池充电装置的表面固定可再充电电子装置的设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年8月12日提交的申请号为61/523201的美国临时专利申请的利益，其内容作为参考在此并入。

技术领域

本发明的实施例通常涉及车辆，并且更具体地涉及车辆内实施的用于对可再充电电子装置充电的电池充电系统和装置。

背景技术

当今，由通常被称为蓄电池的电池提供功率的各种电子装置是商业上可得到的。许多这种电池是可再充电的电化学电池，也称为可再充电蓄电池。包括这种可再充电的电化学电池的电子装置可被称为可再充电电子装置。

可再充电电子装置的例子包括现代移动通信装置，如计算机、蜂窝电话、便携式/移动无线电设备、个人数字助手、视频终端、具有无线调制解调器的便携式/移动计算机、和其它无线通信装置。为了以下讨论的目的，无线通信装置在本领域中还可以称为用户装置、移动站、移动设备、步话机、移动用户、用户设备、或任意无线通信标准中使用的等同物。

有线充电器装置可以用于为在这种装置中的电池再充电。例如，蜂窝电话和其它无线通信装置通常通过包括插入式线的有线充电器装置充电。有线充电器装置连接到在可再充电电子装置上的电源插座。电源插座与可再充电电化学电池的端子有线接触。有线充电器本身通常由包含降压变压器和AC-DC转换器或整流器组成的插盒，其通过充电线缆有线地连接到连接插头。当使用时，插盒插入电插座(120V或固定块240V主插座)或USB端口(如果充电器是USB兼容的)。连接插头连接到要充电的可再充电电子装置。

存在许多与有线充电器装置相关的缺点。有线充电器装置是携载起来体积大的物品，且在装置和插盒之间的拖线可能不好看。因此如蜂窝电话等的紧凑型便携式设备的大部分用户不随身携带有线充电器。而且，如果拖线勾住或猛拉线和连接器，插座或墙壁可能会损坏。而且，可再充电电子装置可能被拖到地上。此外，由于不是所有制造商都使用相同类型的有线充电器，如果用户忘记或丢失他们的线缆，就总是很难找到替代品。这些只是几个通常与这种“有线充电器”相关的一些缺点或问题的例子。

最近，感应式蓄电池充电器系统已经发展，如Hui在美国专利号7,164,255中所描述的系统，其内容在此作为参考整体并入。在Hui的系统中，平面感应式蓄电池充电系统设计为允许电子装置可以没有电线而得到再充电，且因此可称为无线电池充电系统。该系统包括平面充电模块。平面充电模块具有充电表面或充电垫，且至少一个主线圈或绕组平行于该充电表面，且在一些情况下是主线圈或绕组阵列。平面充电模块可以插入电功率源(例如，标准插座、或USB端口)。待被再充电的电子装置放置在充电表面上，然后主线圈可以感应地将能量耦接到待被再充电装置的次线圈。在当制造时不包括次线圈的一些传统电子装置中，分离模块(有时称为接收器)可以耦接到传统的电子装置以允许其使用无线充电器工作。接收器具有次线圈，其允许该装置通过磁感应进行充电。

发明内容

为了消除对有线充电器的需要，通用汽车(GM)提出将无线或感应充电器集成到车辆中以在车辆内实现无线电池充电系统以无线地对可再充电电子装置充电。这些系统和装置包括无线充电模块，其具有充电表面、和一个或多个平行于该充电表面的线圈(例如，平行于充电表面的主线圈阵列)。这将允许乘员(例如，驾驶员和乘客)将他们的可再充电电子装置放置在车辆内的充电表面或“垫”上并且当在车辆内时为它们无线地再充电。

无线充电器例如如上所述的无线充电器通常在家里或办公室环境中实现，其中用户可以简单地将可再充电电子装置放置在无线充电器的表面上以便其停留在该表面上。当将无线充电器集成到车辆以发展基于车辆的无线充电系统时，由于车辆远不同于家或办公室环境，所以会产生许多问题。

产生的一个问题是由于机动车辆通常是在运行的事实。这样，简单地将可再充电电子装置放置在无线充电器的表面上会是有问题的，因为可再充电电子装置可能在车辆运行时在表面上移动。如果移动足够大，其将不再与无线充电器接触且可再充电电子装置将不再充电。在一些情况下，可再充电电子装置可能完全滑出无线充电器的表面使得其难以定位可再充电电子装置。

本发明的实施例涉及无线充电系统和无线充电设备(这里也称为“无线充电装置”或“无线充电器”)，其在车辆内实施，用于对车辆内的可再充电电子装置无线地充电。这消除了对需要插入到插座的线缆或绳缆的有线充电器的需求。

在一些实施例中，提供一种车辆，其包括安装在车辆内的无线充电装置，和固定装置。该固定装置构造为将电池或可再充电电子装置相对于无线充电装置固定于固定位置。

本发明还提供以下解决方案：

1.一种车辆，包括：

安装在所述车辆内的无线充电装置，所述无线充电装置设计为为可再充电电子装置无线地充电；和

固定装置，其构造为将所述可再充电电子装置相对于所述无线充电装置固定到固定位置。

2.根据解决方案1的车辆，其特征在于，所述固定装置包括：

安装在所述车辆内的托盘；和

与所述托盘合作以将所述可再充电电子装置相对于所述无线电池充电装置固定到所述固定位置的固定结构。

3.根据解决方案2的车辆，其特征在于，其还包括：

地板控制台扶手组件，包括：

包括储存舱的控制台基部；和

连接到所述控制台基部的控制台盖子，所述控制台盖子包括：

具有在其上安装有所述固定结构的底部表面；和

位于储存舱内的安装装置，其中所述安装装置包括托盘。

4.根据解决方案3的车辆，其特征在于，所述无线充电装置安装到所述安装装置的下侧，且在所述安装装置下驻留在所述储存舱内。

5.根据解决方案3的车辆，其特征在于，所述无线充电装置包括充电表面，

其中所述固定结构具有允许其在所述控制台盖子处于关闭位置时与所述可再充电电子装置接触的形状，和

其中所述固定结构和托盘合作以相对于所述充电表面将所述可再充电电子装置保持在所述固定位置，以便当所述控制台盖子处于关闭位置时将所述可再充电电子装置固定到所述储存舱内的固定位置。

6.根据解决方案3的车辆，其特征在于，所述控制台基部包括唇缘，其中所述安装装置具有围绕托盘的周边布置并且由所述控制台基部的所述唇缘支撑的边缘部分。

7.根据解决方案5的车辆，其特征在于，所述托盘具有覆盖所述充电表面的至少一部分的中心部分，其中当所述控制台盖子处于关闭位置时，所述中心部分与所述固定结构对齐。

8.根据解决方案5的车辆，其特征在于，所述固定结构在所述控制台盖子处于关闭位置时压抵所述可再充电电子装置，以将所述可再充电电子装置相对于所述充电表面保持在所述固定位置，使得所述可再充电电子装置相对于所述充电表面固定在所述固定位置中。

9.根据解决方案2的车辆，其特征在于，所述固定结构包括轻质多孔材料。

10.根据解决方案9的车辆，其特征在于，所述轻质多孔材料包括固体泡沫材料。

11.根据解决方案2的车辆，其特征在于，所述固定结构包括网状泡沫材料。

12.根据解决方案2的车辆，其特征在于，所述固定结构包括基于聚合体的开孔泡沫材料。

13.根据解决方案12的车辆，其特征在于，所述基于聚合体的开孔泡沫材料包括基于聚亚安酯的泡沫材料。

14.一种车辆，包括：

安装在所述车辆内的无线电池充电装置；和

构造为将电池相对于所述无线电池充电装置固定在固定位置中的固定装置。

15.根据解决方案14的车辆，其特征在于，所述固定结构包括：

安装在所述车辆内的托盘；和

与所述托盘合作以相对于所述无线电池充电装置将电池固定在所述固定位置中的固定结构。

16.根据解决方案15的车辆，其特征在于，其还包括：

地板控制台扶手组件，其包括：控制台盖子，其具有安装在其上的所述固定结构，和包括储存舱的控制台基部，其中所述无线电池充电装置安装在所述地板控制台扶手组件内；和

位于所述储存舱内的安装装置，其中所述安装装置包括所述托盘，并且其中所述无线电池充电装置安装到所述安装装置的下侧。

17.根据解决方案16的车辆，其特征在于，所述控制台盖子还包括：具有安装在其上的所述固定结构的底部表面。

18.根据解决方案16的车辆，其特征在于，所述电池容纳在装置中，且其中所述无线电池充电装置包括充电表面，并且其中所述固定结构具有允许其在所述控制台盖子处于关闭位置时与所述装置接触的形状。

19.根据解决方案18的车辆，其特征在于，所述固定结构和所述托盘合作以便：当所述控制台盖子处于关闭位置时所述固定结构压抵所述装置，以将所述装置相对于所述充电表面保持在所述固定位置中，以便当所述控制台盖子处于关闭位置时将所述装置相对于所述储存舱内的充电表面固定在所述固定位置中。

20.一种方法，包括：

提供一种车辆，其具有安装在所述车辆内的无线充电装置，设计为无线地对可再充电装置充电；和

相对于所述无线充电装置将可再充电电子装置固定在固定位置中。

附图说明

本发明的具体实施例将在下文中结合附图详细地描述，其中相同的数字表示相同的元件，和

图1，3和4是根据一些所公开的实施例的地板控制台扶手组件的透视图。

图2是根据一些所公开的实施例的车辆控制台地板控制台扶手组件的顶视图。

图5是根据一些所公开的实施例的当控制台盖子处于关闭位置时车辆控制台地板控制台扶手组件的侧视图。

图6是根据一些所公开的实施例的放置在车辆控制台地板控制台扶手组件内的安装装置的顶视图。

图7是根据一些所公开的实施例的无线充电模块的顶视图的框图。

图8是根据一些所公开的实施例的图7中无线充电模块的侧视图的框图。

具体实施方式

如这里所使用的，措辞“示例性”意味着“作为示例、例子或图示”。以下详细说明本质上仅仅是示例性的且不旨在限制本发明或本发明的应用和使用。这里作为“示例性”描述的任意实施例没有必要解释为比其它实施例更优选或有利。在本具体实施方式中描述的所有实施例是提供来使得本领域技术人员制造或使用本发明并且不限制由权利要求所限定的本发明范围的示例性实施例。此外，不意图受到在前面的技术领域、背景技术、发明内容或以下的具体实施方式中提出的任何明确的或暗示的理论的约束。

图1，3和4是根据一些所公开的实施例的地板(或落地式)控制台(floorconsole)扶手组件10的示意图，图2是根据一些所公开的实施例的地板控制台扶手组件10的顶视图。图1-4示出了当地板控制台扶手组件10的控制台盖子21处于打开位置时的地板控制台扶手组件10。图5是根据一些所公开的实施例的地板控制台扶手组件10的侧视图。图5示出了当控制台盖子21处于关闭位置时的地板控制台扶手组件10。

地板控制台扶手组件10包括控制台基部14和控制台盖子21。控制台盖子21通过铰链16连接到控制台基部14。控制台基部14包括储存舱18和如杯架19的其它特征。许多其它特征可以包括在该组件10上或该组件内而不脱离本发明的范围，但是为了清楚的目的没有示出。根据一些所公开的实施例，控制台盖子21包括下表面23，其上具有固定装置24，并且在地板控制台扶手组件10的储存舱18内提供具有托盘37的安装装置36。

根据一些所公开的实施例，无线充电模块30可以安装到安装装置36的下侧，且因此在安装装置36下驻留在舱18内。安装装置36将无线充电模块30保持在储存舱18内适当的位置。

根据一些所公开的实施例，固定装置包括固定装置24和安装装置36。如下所说明的，当控制台盖子21移动到关闭位置(图5)时，固定装置24和安装装置36合作以将可再充电电子装置40相对于无线充电模块30的充电表面32保持在固定位置中，并且将可再充电电子装置40固定在储存舱18内的固定位置中。所公开的固定装置24能防止可再充电电子装置40相对于无线充电模块30的充电表面32即使当经受车辆内的力时移动。所公开的固定装置24在充电操作期间允许可再充电电子装置40容纳并固定到车辆内，使得乘员没有必要相对于无线充电模块30重新放置可再充电电子装置40(例如，在车辆在行驶期间移动时)。

图6是根据一些所公开实施例的位于地板控制台扶手组件10内的安装装置36和托盘37的顶视图。

固定装置24直接或间接地固定或附接到控制台盖子21的下侧，且可以是任意合适的材料，其提供界面给可再充电电子装置40，该界面在控制台盖子21处于关闭位置时具有足够的刚度以将可再充电电子装置40相对于充电表面32保持在固定位置，但是当控制台盖子21处于关闭位置时不损坏可再充电电子装置。在一些实施例中，固定装置24可以由轻型蜂窝工程材料如实体泡沫材料制成。在一些实施例中，固定装置24可以由开孔结构化泡沫材料(也称为网状泡沫)制成。如本领域技术人员所知，开孔结构化泡沫包含彼此连接的孔并形成相当软的互连网络。在一个实施例中，固定装置24可以由基于聚合体的开孔泡沫材料如基于聚亚安酯的泡沫材料制成。

固定装置24可以具有当控制台盖子21关闭时允许其接触装置40并保持装置40在固定位置的任意形状或几何特征。在一个实施例中，固定装置24可以具有块状结构。在一个具体实施例中，固定装置24可以是由柔软开孔泡沫材料制成的块状结构。

无线充电模块30可以安装到安装装置36的下侧(未示出)以便安装装置36将可再充电电子装置40保持在地板控制台扶手组件10的储存舱18内的合适位置。在一个实施例中，安装装置36具有由控制台基部14的唇缘支撑的边缘部分38-A、38-B(邻近并围绕托盘37的周边)。当控制台盖子21处于关闭位置时，托盘37可以具有与固定装置24对准的中心部分(位于托盘37的中心和在托盘37内居中)。中心部分覆盖无线充电模块30的充电表面32的至少一部分。当控制台盖子21朝向其关闭位置向下移动时，铰链16缩回进地板控制台扶手组件10内且控制台盖子21向下移动直到其最终到达关闭位置，如图5所示。当控制台盖子21处于关闭位置时，固定装置24压抵可再充电电子装置40并和中心部分(其在充电表面32上)相对于无线充电模块30的充电器表面32将可再充电装置40保持在固定位置，使得可再充电电子装置40相对于无线充电模块30的充电表面32固定或保持在固定位置。

如下所述，可再充电装置40可以放置在无线充电模块30的充电表面32的暴露部分上以便可再充电电子装置40可以被充电或再充电。

无线充电模块

图7是根据一些所公开实施例的图1-4中无线充电模块30的顶视图的框图。图8是根据一些所公开实施例的图7中无线充电模块30的侧视图的框图。根据所公开实施例，无线充电模块30包括嵌入无线充电模块30内的主感应充电线圈38、充电表面32和驱动器模块33。驱动器模块33包括通过线连接到车辆电源如电池(未示出)的驱动器电子装置。驱动器模块33使用车辆电源(未示出)以施加越过主感应充电线圈38的振荡电势。

主感应充电线圈38作为电感耦合器的主线圈。

可再充电电子装置40包括具有次线圈(未示出)的接收器模块(未示出)。

当振荡电势被施加越过主线圈38时，产生振荡磁场，在可再充电电子装置40的次线圈靠近主感应充电线圈38，所述磁场继而在可再充电电子装置40的次线圈(未示出)中感应振荡电流。这样，电能通过电磁感应从主感应充电线圈38传输到次线圈而无需这两个线圈传导地连接。当电能从主感应充电线圈38传输到次线圈时，这一对称为感应耦合。当次线圈感应地耦合到主感应充电线圈38时，有线地(例如串联地)越过次线圈的电负荷(例如，可再充电电子装置40的电池)可从电源抽取能量。

因此，在可再充电电子装置40的主感应充电线圈38和次线圈之间的感应耦合允许能量从电源(未示出)传输到电负荷(例如，可再充电电子装置40的电池)而无需任何导电路径(例如，连接线)。无线充电模块30允许车辆乘员将他们的可再充电电子装置40放置到无线充电模块30的暴露的充电表面32以提供简单、快速和有效的方式以保持可再充电电子装置40充电而没有与需要线缆的有线充电器相关的缺陷。

无线充电模块30还包括各种其他特征。

例如，可再充电电子装置40的接收器模块和无线充电模块30之间的磁引力确保可再充电电子装置40的主感应充电线圈38和次线圈之间的调整是精确的并且有效的充电将发生。这帮助确保可再充电电子装置40可以与使用有线充电器一样快地充电或比其更快。

此外，可再充电电子装置40的接收器模块和无线充电模块30可以例如通过RFID彼此通信以允许无线充电模块30将准确的功率量传递给可再充电电子装置40合适的时间长度以便功率的传输是安全的和有效的且没有能量浪费。

无线充电模块30还可以包括提供音频和视频指示器给用户的硬件(例如，扬声器、LED等)。例如，在一些实施例中，独特的声音告诉用户在无线充电模块30和可再充电电子装置40之间已经建立了可靠的感应连接和可再充电电子装置40正在充电。在其它实施例中，相应的光指示器(例如，通过LED)告知用户无线充电正在发生。当可再充电电子装置40从无线充电模块30的充电表面32移除时，发出另一独特的声音。

当可再充电电子装置40达到满电荷时，关闭到可再充电电子装置40的功率。这不仅节省能量，而且还防止装置电池的过度充电，过度充电可以缩短电池寿命。一旦达到满功率且关闭发生，可再充电电子装置40将继续监测电池的状态，如果电池没有完全充电，则无线充电模块30可以初始化并恢复充电直到电池完全充电。

在本文中，相关术语如第一和第二等用来单独区别一个实体或动作与另一个实体或动作而没有必要要求或意味着在这些实体或动作之间的任意实际这种关系或顺序。数值顺序如“第一”、“第二”、“第三”等仅表示多个中不同的个体并且不意味着任意顺序或次序，除非由权利要求语言所具体地限定。在任意权利要求中的文本顺序不意味着过程步骤必须根据这些顺序以时间或逻辑顺序执行，除非由权利要求语言所具体地限定。过程步骤可以以任意顺序交换而不脱离本发明的范围，只要这一交换不与权利要求语言矛盾且不是逻辑上不科学的。

此外，取决于上下文，用来描述不同元件之间关系的术语如“连接”或“耦合”不意味着在这些元件之间必须做出直接的物理连接。例如，两个元件可以彼此物理地、电地、逻辑地或以任意其它方式通过一个或多个额外的元件连接。

尽管至少一个示范性实施例已经在前面详细说明中描述，但可以意识到大量的变化存在。还可以意识到一个示范性实施例或多个示范性实施例仅仅是例子，不旨在以任何方式限制本发明的范围、应用或结构。相反，前面详细说明将给本领域技术人员提供用于实施所述一个示范性实施例或多个示范性实施例的方便的路线图。应当理解的是，可以在元件的功能和布置上作出各种变化而不脱离在随附权利要求和其合法的等同物中所阐述的本发明的范围。

Claims (10)

1.一种车辆，包括：

安装在所述车辆内的无线充电装置，所述无线充电装置设计为为可再充电电子装置无线地充电；和

固定装置，其构造为将所述可再充电电子装置相对于所述无线充电装置固定在固定位置中。

2.根据权利要求1的车辆，其特征在于，所述固定装置包括：

安装在所述车辆内的托盘；和

与所述托盘合作以将所述可再充电电子装置相对于所述无线电池充电装置固定到所述固定位置的固定结构。

3.根据权利要求2的车辆，其特征在于，其还包括：

地板控制台扶手组件，包括：

包括储存舱的控制台基部；和

连接到所述控制台基部的控制台盖子，所述控制台盖子包括：

具有在其上安装有所述固定结构的底部表面；和

位于储存舱内的安装装置，其中所述安装装置包括托盘。

4.根据权利要求3的车辆，其特征在于，所述无线充电装置安装到所述安装装置的下侧，且在所述安装装置下驻留在所述储存舱内。

5.根据权利要求3的车辆，其特征在于，所述无线充电装置包括充电表面，

其中所述固定结构具有允许其在所述控制台盖子处于关闭位置时与所述可再充电电子装置接触的形状，和

其中所述固定结构和托盘合作以相对于所述充电表面将所述可再充电电子装置保持在所述固定位置，以便当所述控制台盖子处于关闭位置时将所述可再充电电子装置固定到所述储存舱内的固定位置。

6.根据权利要求3的车辆，其特征在于，所述控制台基部包括唇缘，其中所述安装装置具有围绕托盘的周边布置并且由所述控制台基部的所述唇缘支撑的边缘部分。

7.根据权利要求5的车辆，其特征在于，所述托盘具有覆盖所述充电表面的至少一部分的中心部分，其中当所述控制台盖子处于关闭位置时，所述中心部分与所述固定结构对齐。

8.根据权利要求5的车辆，其特征在于，所述固定结构在所述控制台盖子处于关闭位置时压抵所述可再充电电子装置，以将所述可再充电电子装置相对于所述充电表面保持在所述固定位置，使得所述可再充电电子装置相对于所述充电表面固定在所述固定位置中。

9.一种车辆，包括：

安装在所述车辆内的无线电池充电装置；和

构造为将电池相对于所述无线电池充电装置固定在固定位置中的固定装置。

10.一种方法，包括：

提供一种车辆，其具有安装在所述车辆内的无线充电装置，设计为无线地对可再充电装置充电；和

相对于所述无线充电装置将可再充电电子装置固定在固定位置中。

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