CN103219557A

CN103219557A - 带无线充电功能的电池

Info

Publication number: CN103219557A
Application number: CN2013101176016A
Authority: CN
Inventors: 周红卫
Original assignee: SHENZHEN MICRO AIR MAGNETIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN MICRO AIR MAGNETIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-04-02
Filing date: 2013-04-02
Publication date: 2013-07-24

Abstract

一种符合WPC(Wireless Power Consortium无线充电联盟)所制定QI标准的无线充电电池，适用于无线接收来自“无线供电装置”的能量，给电池充电，本无线充电电池由电池单元、电磁感应接收装置、充电控制模块和导热绝缘材料等构成。本装置符合QI标准，当检测到无线充电器感应过来的能量信号后，自动开启充电控制模块，将接收到的无线充电装置所提供的能量转换为直流电能，为电池单元充电，充电完毕后自动关断；平常状态下，充电模块处于休眠状态。本无线充电电池用于手机、笔记本电脑、家居等电子产品中。

Description

带无线充电功能的电池

技术领域：

本发明涉及一种无线充电电池，属于新型电池技术范畴。

背景技术：

便携式通讯数码产品广泛普及的同时，电池的续航能力是一个重要指标，有限的空间很难提供大的电池容量而提升续航能力，另外更方便地为便携式电子产品充电是需要解决的问题，所有的充电式电子通讯产品都配备了充电器，但携带不方便，使用也需要交流电源，近来，行业开始了无线充电的研究，各种无线充电的方案和产品不断出现，WPC(无线充电联盟)开发的首款全球无线充电技术标准：QI标准，更为制造商提供了一种简便与弹性化的机制，以规范充电装置与移动装置间的相容性，本发明是将无线充电接收端和控制电路与电池合为一体，成为一个符合QI标准的具有无线充电功能的电池，同时该电池也可以和现有的普通电池一样使用。

专利申请号为201010551619.3的无线充电电池之发明专利，阐述的是无线充电电池的几种充电的控制方式：充电是受外部指令的控制，包括机械开关、光电开关、无线控制开关等；专利申请号为200910090655.1的一种无线充电电池之发明专利，是一种和传统电池结构相兼容的一种框架结构；专利申请号为201220002538.2的一种锂电池无线充电装置之实用新型专利，阐述的是一种充电自动调整功率的充电装置；对以上有代表性的几项专利的公告，分析得出：第一，都诞生在QI标准之前，WPC(Wireless Power Consortium无线充电联盟)的QI标准于2010年8月31日发布，这些专利申请诸多细节上不符QI标准；第二，体积偏大，因为磁性隔离材料很厚(厚度超过0.8mm)，电池感应部分的总厚度在1mm以上，过多占用了宝贵的电池厚度，在超薄智能手机中无实用价值，也无实际的产品在销售。

发明内容：

为了改进上述存在的问题，本发明提出一种无线充电电池，其接收来自无线供电装置的能量，对电池单元充电，充电模块符合WPC所制定的QI标准，可以和符合QI标准的无线充电装置相兼容，实现充电装置的互通。

本发明提出的无线充电电池和普通充电电池的外形和接口一样，在具备无线充电功能的同时，也可以和普通充电电池一样使用。

本发明提出的无线充电电池在电子通讯产品中可以作为一个标准部件使用，可以替代普通的充电电池而使得原有的电子产品实现无线充电功能，并符合QI标准。

本发明提出的无线充电电池包括四个部分：电池单元、电磁感应装置、充电模块、导热绝缘层。电磁感应装置接收到来自无线充电装置传输过来的能量，经充电模块转换成直流电流输出，给电池单元充电；充电模块可以自适应调节电磁感应装置的工作状态，达到最佳的能量转换效率，充电模块具有充电管理功能，可以自动侦测来自外部无线充电装置的信号，满足开启条件后，方能开启充电功能，电池充满或者感应到的电磁能量不能满足充电条件时，充电功能关闭；导热绝缘层用于实现可靠的组装。

总之，本发明通过采用QI标准的芯片设计充电管理模块、超薄的电磁隔离膜、导热绝缘层等方法，解决了无线充电电池的超薄结构和标准化问题，有效的提升了便携式电子通讯产品的方便性、可靠性和实用性。

附图说明：

图1：本发明所涉及的无线充电电池的原理框图

1-1电磁感应装置

1-2充电模块

1-3电池单元

1-4输出电极

图2：本发明所涉及的无线充电电池的结构，由以下几个部分组成

2-1电池前盖

2-2电池充电保护电路板

2-3连接板，用于无线充电电路模组和电池充电保护电路板的连接

2-4无线充电电路模组，输出接电池充电保护板，输入接感应线圈

2-5散热片，充电模组散热

2-6电池电芯，可以是聚合物电芯或锂离子电芯

2-7隔离点阵

2-8隔磁膜

2-9感应线圈

2-10电池护壳

2-11电池后盖

图3：本发明专利应用实例一

3-1应用实例一的无线充电电路模组

3-2应用实例一的散热片

图4：本发明专利应用实例二

4-1应用实例二的无线充电电路模组

4-2应用实例二的散热片

图5：本发明专利应用实例三

5-1应用实例三的无线充电电路模组

5-2应用实例三的散热片

图6：本发明专利应用实例四

6-1应用实例四的无线充电电路模组

6-2应用实例四的散热片

附图的补充说明：

2-4和2-5组成无线充电模组。

2-7、2-8、2-9组成无线充电的电磁感应装置。

2-1和2-2电池的输出电极，和普通的电池一样的结构。

具体实施方式：

如图1所示，无线充电电池括电池感应装置1-1、充电模块1-2、电池本体1-3和输出电极1-4四个主要部分，四个部分的连接关系如图1所示：电磁感应装置1-1的输出接充电模块1-2的输入，充电模块1-2将感应装置所接收到的能量转换成电压输出到电池单元1-3，为电池单元1-3充电，和普通的充电电池的结构一样，电极1-4连接到电池单元的输出，对使用有线电缆充电不产生影响。

通过如下措施予以实现发明意图：

1.电池的外形尺寸，电极的位置和市面上常用的普通充电电池一样，能够互相替换，见图3、图4、图5、图6各个应用实例；

2.电磁感应装置在电池的外侧平面，使得电池安装后感应装置在设备的背部，感应装置与电池之间加贴隔磁膜，见图2(2-7、2-8、2-9)；

3.充电模块设计为长条状，立于电池侧壁，见图2(2-4、2-5)；

4.电磁感应装置和充电模块均采用超薄结构，为电池单元留下充足的空间，见图2。

下面结合实例具体说明：

1.电池感应线圈2-9连接到无线充电电路模块2-4的输入，接收来自无线充电器发出的能量，隔磁膜2-8可以阻挡磁漏，提升能量转换效率，尤其是背面金属点阵2-7，防止涡流的产生；

2.无线充电电路模组2-4的输入接电磁感应装置，输出接电池充电保护电路板2-2，将感应过来的电磁能量转换成电能，为电芯2-6充电，无线充电电路模组2-4有侦测、调节、能量转换、充电管理的功能，能侦测外部的能量强度，到了一定阀值就可以自动开启能量转换和充电单元，在充电的过程中，可以自适应调节电磁感应线圈2-9的工作状态，实现能量的最佳耦合传输，提高转换效率，来自电磁感应装置2-9的输入是交变的电流，在无线充电电路模组2-4中转换成恒定电压的直流输出，和传统的电池充电过程一样，保护电路板2-2会检测电池的端口电压和充电电流，当电池充满后断开，防止电池过充；

3.电池感应装置2-9和无线充电电路模组2-4符合QI标准，可以和符合QI标准的无线充电装置相兼容；

4.在不使用无线充电时，该电池可以和普通的电池一样，采用通用的充电器充电。

实施实例一：

如图3所示，电池的无线充电模组3-1和散热片3-2侧立在电池的左侧面。

实施实例二：

如图4所示，电池的无线充电模组4-1和散热片4-2侧立在电池的底部。

实施实例三：

如图5所示，电池的无线充电模组5-1和散热片5-2侧立在电池的右侧面。

实施实例四：

如图6所示，电池的无线充电模组6-1和电池的保护电路板合成一个板，与和散热片6-2直接安装在电池的顶部。

所述的实施的实例中，工作原理和各个部分的连接方式都一样，结构设计上有所差异，其目的是更有效的利用电池的空间，在所有的实施实例中，充电电池的整体尺寸的大小及电极片的位置和市场上通用的电池一样，可以直接替换。

以上根据本发明的不同实施实例作了说明和论述，然而本发明不特别受限于这些实施例，任何熟悉了该项技术者在本发明领域内，作出的外观、结构调整和文字的修饰，皆涵盖在本发明的专利范围内。

Claims

1.带无线充电功能的电池，适用于无线接收来自无线供电装置的能量，给电池充电，其特征在于，该无线充电电池包括四个部分：

其一，电池单元；

其二，电磁感应装置，用于接收来自无线充电装置传输过来的能量和交换控制信令；

其三，充电模块，输入端连接电磁感应装置，输出端连接至电池单元，当电磁感应装置接收到耦合过来的能量时，自动开启电路工作，将接收的能量转换成电能给电池单元充电；

其四，导热绝缘层，用于电池单元与充电模块之间绝缘和导热。

2.如权利要求所述的无线充电电池，其特征在于，该无线充电电池符合WPC(Wireless PowerConsortium无线充电联盟)所制定的QI标准，充电模块能实现自适应控制，可以与任何符合QI标准的无线供电装置配合，实现无线充电。

3.如权利要求所述的无线充电电池，其特征在于，充电模块具有充电管理功能，可以自动侦测来自外部无线充电装置的识别信号，满足开启条件后，方能开启充电功能，电池充满或者感应到的电磁能量不能满足充电条件时，充电功能关闭，识别信号满足WPC的约定。

4.如权利要求所述的无线充电电池，其特征在于，充电模块可以自适应调节电磁感应装置的工作状态，达到最佳的能量转换效率。

5.如权利要求所述的电磁感应装置，其特征在于，其电磁感应装置中线圈和隔磁模合为一体，采用超薄设计，更大限度的减少电池的空间占用，增加电池容量。

6.如权利要求所述的无线充电电池，其特征在于，加了无线充电功能后，不影响对电池单元的其他方式充电，可以作为一个普通的充电电池使用。

7.如权利要求书所述的无线充电电池，其特征在于，无线充电电池在电子通讯产品中作为一个标准部件使用，替代普通的充电电池而使得原有的电子产品实现无线充电功能，并符合QI标准。

8.如权利要求书1所述的无线充电电池，其电池单元包含锂电池、镍氢电池、蓄电池等种类，用于手机、平板电脑、电动汽车、家居电子产品领域。

9.如权利要求书1所述的无线充电功能的电池，其电磁感应装置结构是一层金属天线叠加超薄的电磁隔离膜，该电磁隔离膜采用磁隔离和电场隔离方式实现电磁屏蔽，隔离膜背面贴合点阵状的金属层。

10.如权利要求书所述的无线充电功能锂电池，其导热绝缘层是一层软质带胶的薄片，安装在充电模块与电池单元之间，起到把充电模块中热量扩散到电池单元外壳的作用，并同时起到定位、绝缘作用，防止电路短路。

11.如权利要求书所述的无线充电功能锂电池，充电模块安装在电池单元侧面。