CN104752638A - 电池安装机构及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池安装机构及电子设备。本发明提供的电池安装机构包括电池和用于收容电池的槽；槽具有彼此相对的两个端面、以及连接在两个端面之间并彼此相对的两个侧面；其中，两个端面具有用于电池被推入或被推出槽的开口，两个侧面具有用于与电池电连接的至少两对金属触点；电池具有用于与槽的两个侧面接触配合的两个配合面；其中，两个配合面具有用于通过接触金属触点实现前述电连接的金属条。当需要更换电池时，槽中已收容的电池被新推入至槽中的电池推出，各对金属触点在此过程中依次从接触被推出的电池的金属条切换为接触新推入的电池的金属条，从而避免所有的金属触点同时失去与电池的电连接、以确保电池的更换不会导致电子设备关闭。

Description

电池安装机构及电子设备

技术领域

本发明涉及电池安装技术，特别涉及一种电池安装机构、以及应用该电池安装机构的一种电子设备。

背景技术

对于现有的利用电池供电的各种电子设备（例如移动终端设备）来说，在更换电池之前必须要先关闭电子设备。这就导致电子设备的待机时间受限于电池的单体容量。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电池安装机构、以及应用该电池安装机构的一种电子设备。

本发明提供的一种电池安装机构，包括：

所述槽具有彼此相对的两个端面、以及连接在两个所述端面之间并彼此相对的两个侧面；其中，两个所述端面具有用于所述电池被推入或被推出所述槽的开口，两个所述侧面具有用于与所述电池电连接的至少两对金属触点；

所述电池具有用于与两个所述侧面接触配合的两个配合面；其中，两个所述配合面具有用于通过接触所述金属触点实现所述电连接的金属条。

可选地，所述电池包括至少两块，并且至少两块所述电池中的至少一块被完全地收容在所述槽中。

可选地，至少两块所述电池中的多于一块被完全地收容在所述槽中。

可选地，被完全地收容在所述槽中的多于一块电池在所述槽的两个端面之间并排放置，以及，各对所述金属触点沿多于一块电池的并排放置方向顺序排列、并且所述金属触点的对数不少于所述槽中能够收容的所述电池的个数。

可选地，被完全地收容在所述槽中的多于一块电池在所述槽的两个端面之间堆叠放置，以及，各对所述金属触点按照与堆叠放置的每一块所述电池分别对齐的方式排布为多列、并且每列中的所述金属触点的对数多于一个。

可选地，所述金属条的长度、所述电池在所述配合面的延伸方向上的长度、以及相邻的两对所述金属触点之间的距离之间的尺寸关系被配置为使各对所述金属触点在所述槽内有所述电池被推入推出的过程中不全与所述电池断开电连接。

可选地，所述金属触点的数量为两对，至少两块所述电池被择一地收容在所述槽中。

可选地，至少两对金属触点在所述槽的两个所述端面之间等间隔布置。

可选地，所述电池在所述配合面的延伸方向上的长度与所述金属条的长度之差小于等于相邻的两对所述金属触点之间的距离。

可选地，所述金属条的长度大于等于相邻的两对所述金属触点之间的距离。

可选地，所述金属条的长度等于所述电池在所述配合面的延伸方向上的长度。

可选地，所述金属条的长度小于所述电池在所述配合面的延伸方向上的长度。

可选地，至少一对所述金属触点中的一个电极触点与电流单向导通器件串联。

可选地，所述金属条的对数多于被完全地收容在所述槽中的所述电池的数量，所述金属条的长度与相邻的两对所述金属触点间距离之间的尺寸关系被配置为使至少有一块所述电池同时接触相邻的两对所述金属触点。

可选地，被一块所述电池同时接触的两对所述金属触点在不同极性的电极触点串联所述电流单向导通器件。

可选地，所述槽的所述侧面具有凹陷滑道，所述金属触点位于所述凹陷滑道的底面；所述电池的所述配合面具有凸缘，所述金属条位于所述凸缘的顶面。

本发明还提供了一种电子设备，包括如上所述的电池安装机构。其中，该电子设备可以是例如智能手机等任一种移动终端设备。

由此可见，基于本发明所提供的电池安装机构，每当需要更换电池时，从槽的一个端面的开口被新推入至槽中的电池能够将已在槽中收容的电池从槽的另一个端面的开口推出，在此推入及推出的过程中，各对金属触点按照在推入推出方向上的排列顺序依次从与被推出的电池的金属条接触切换为与新推入的电池的金属条接触、而不会同时从与被推出的电池的金属条接触切换为与新推入的电池的金属条接触，从而，通过各对金属触点依次完成前述切换的无缝切换方式，就能够避免各对金属触点在更换电池的过程中同时失去与电池的电连接，进而，就能够确保电池的更换不会导致电子设备关闭。

相应地，当本发明所提供的电池安装机构应用于电子设备时，若为电子设备提供该电池安装机构中的至少块电池用作冗余备份，则电子设备的待机时间就能够与电池的数量成正比，而不会受限于电池的单体容量。

附图说明

图1a和图1b分别为本发明实施例中的电池安装机构所包括的槽和电池的示例性结构示意图；

图2a至图2c依次为本发明实施例中的电池安装机构的电池更换过程的各状态的示意图；

图3a至图3c依次为在如图2a至图2c所示的各状态形成的等效电路示意图；

图4a和图4b为本发明实施例中的电池安装机构中的优选尺寸关系的示意图；

图5为本发明实施例中的电池安装机构中的防倒灌结构的示意图；

图6a和图6b为基于如图5所示的防倒灌结构形成的等效电路示意图；

图7a和图7b分别为本发明实施例中的电池安装机构所包括的槽与电池的扩展结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明实施例中的电池安装机构包括如图1a所示的槽10、以及如图1b所示的电池20，其中，槽10用于收容一个电池10，并且：

请参见图1a，槽10具有彼此相对的两个端面11、以及连接在两个端面11之间并彼此相对的两个侧面12；其中，两个端面11具有用于电池20被推入或被推出槽10的开口，两个侧面12具有用于与电池20电连接的两对金属触点31和32；

电池20具有用于与槽10的两个侧面12接触配合的两个配合面21；其中，两个配合面21具有用于通过接触金属触点31和/或32实现前述电连接的金属条30。

当电池20为至少两块并相互冗余备份时，至少两块电池10可以被择一地收容在槽10中、并利用其金属条30与两对金属触点31和32的接触实现前述的电连接，其余未收容在槽10中的电池20则可以通过被推入槽10的方式用作备用替换。下面，对更换电池20的过程进行详细说明。

请参见图2a至图2d以及图3a至图3d（图2a至图2d以及图3a至图3d中将收容在槽10中等待被推出的电池20及其金属条30分别表示为20a和30a、并将新推入至槽10中的电池20及其金属条30分别表示为20b和30b），当需要更换电池20时，可将新推入的电池20b从槽20的一个端面11的开口推入至槽10中、并由新推入的电池20b将槽10内的被推出的电池20a从槽10的另一个端面11的开口推出，在此推入及推出的过程中：

请先参见图2a和图3a，当新推入的电池20b开始向槽10的一个端面11的开口被推入、但被推出的电池20a尚未从槽10的另一个端面11的开口被推出槽10时，新推入的电池20b的金属条30b尚未接触到两对金属触点31和32中的任一对，而被推出的电池20a的金属条30a同时与两对金属触点31和32接触，从而，此时就由被推出的电池20a在槽10内通过两对金属触点31和32形成了双路接入；

请再参见图2b和图3b，当新推入的电池20b部分地被推入槽10内、并将被推出的电池20a部分地推出槽10时，新推入的电池20b的金属条30b接触到其中一对金属触点31，而被推出的电池20a的金属条30a则失去了与该对金属触点31的接触、并只与另一对金属触点32继续保持接触，即，其中一对金属触点31从与被推出的电池20a的金属条30a接触切换为与新推入的电池20b的金属条30b接触、但另一对金属触点32尚未发生该切换，从而，此时就由新推入的电池20b和被推出的电池20c在槽10内分别通过两对金属触点31和32形成了相互独立的单路接入、并完成了新推入的电池20b与被推出的电池20a的无缝替换交接；

请再参见图2c和图3c，当新推入的电池20b完全被推入槽10内、并将被推出的电池20a完全推出槽10时，新推入的电池20b的金属条30b同时接触到两对金属触点31和32，而被推出的电池20a的金属条30a则与两对金属触点31和32都失去了接触，即，继一对金属触点31之后，另一对金属触点32也从与被推出的电池20a的金属条30a接触切换为与新推入的电池20b的金属条30b接触，从而，此时就由新推入的电池20b在槽10内通过两对金属触点31和32形成了的双路接入、并完全替换了被推出的电池20a；

也就是说，在将被推出的电池10a更换为新推入的电池10b的推入推出过程中，各对金属触点31和32按照在推入推出方向上的排列顺序依次从与被推出的电池10a的金属条30a接触切换为与新推入的电池10b的金属条30b接触、而不会同时从与被推出的电池10a的金属条30a接触切换为与新推入的电池10b的金属条30b接触，从而，通过各对金属触点31和32依次完成前述切换的无缝切换方式，就能够避免各对金属触点31和32在更换电池的过程中同时失去与被推出的电池10a的电连接。

由此，就能够确保电池10的更换不会导致电子设备关闭。

实际应用中，为了确保各对金属触点31和32在更换电池的过程中不会同时失去与电池10的电连接、并确保电池10在完全收容在槽10内时能够实现双路接入，本实施例为槽10的金属触点31和32与电池20的金属片30提供了如图4a和图4b所示的优选尺寸关系（图4a和图4b中将收容在槽10中等待被替换的电池20及其金属条30分别表示为20a和30a、并将新推入至槽10中的电池20及其金属条30分别表示为20b和30b）。

图4a和图4b中是以金属条30a和30b的长度L1分别小于电池20a和20b在其配合面的延伸方向上的长度L2、且两对金属触点31和32在槽10的两个端面11之间等间隔布置（即，将槽10在其两个端面11之间的长度三等分）为例：

请先参见图4a，电池20a或20b在其配合面的延伸方向上的长度L2与其金属条30a或30b的长度L1之间存在长度差L2-L1，该长度差等于金属条30a或30b分别与电池20a或20b在其配合面的延伸方向上的两端之间的距离L4和L5之和，即L2-L1=L4+L5，若前述的长度差L2-L1=L4+L5小于等于两对金属触点31和32之间的距离L3，则当电池20a和20b均部分地收容在槽10内时，能够确保金属条30a和30b分别接触到两对金属触点31和32、并分别通过两对金属触点31和32形成两路相互独立的单路接入；

其中，对于金属条30a和30b的长度L1分别等于电池20a和20b在其配合面的延伸方向上的长度L2的情况，此时，如图4a所示的前述的长度差L3-L1=L4+L5为0、其必然小于两对金属触点31和32之间的距离L3。

请再参见图4b，若金属条30a和30b的长度L1需要大于等于相邻的两对金属触点31和32之间的距离L3，则当电池20a或20b完全收容在槽10内时，能够确保金属条30a或30b同时接触到两对金属触点31和32、并通过两对金属触点31和32形成了的双路接入；

其中，即便电池10在完全收容在槽10内时无法实现双路接入、而只能通过一对金属触点31或32实现单路接入，也同样能够确保电池安装机构所在的电子设备的正常供电，因此，如图4a所示的前述的优选尺寸关系并不是必须的。

另外，若要同时兼顾到如图4a和图4b所示的优选尺寸关系，可以优选地将，并设置金属条30a和30b的长度L1尽可能地接近电池20a和20b在其配合面的延伸方向上的长度L2。

此外，为了使槽10内收容的电池20（即20a或20b）能够封闭槽10的两个端面11的开口、以使得槽10在收容有电池20（即20a或20b）时能够形成平滑美观的外观，槽10在其两个端面11之间的长度可以等于电池20（即20a或20b）在其配合面的延伸方向上的长度L2。

以上是对本发明实施例中的核心原理的举例描述，但需要说明的是，本发明实施例中的上述举例描述仅仅是以两块电池20（即20a和20b）互为冗余备份并择一地收容在槽10内、以及设置两对金属触点31和32为例。

而在实际应用中，可以有多于两块电池20互为冗余备份、且多于两块的电池20中的多于一块电池20能够同时被完全收容在槽10内实现多电池供电，相应地，金属触点的对数也可以多于两对。

具体说，当多于两块电池20互为冗余备份、且多于两块的电池20中的多于一块电池20被完全地收容在槽10内时，可能存在以下的两种情况：

情况1、被完全地收容在槽10中的多于一块电池20在槽10的两个端面11之间可以并排放置，相应地，各对金属触点就沿着多于一块电池20在槽10内的并排放置方向顺序排列、并且金属触点的对数不少于槽中能够收容的多于一块电池20的个数；

情况2、被完全地收容在槽10中的多于一块电池20在槽10的两个端面11之间也可以堆叠放置，相应地，各对金属触点按照与堆叠放置的每一块电池20分别对齐的方式排布为多列、并且每列中的金属触点的对数多于一个。

对于上述的情况1来说，金属触点的对数m（m为大于等于2的正整数）与槽10内能够同时收容的电池20的个数n（n为大于等于2的正整数）需要满足m≥n，其中：

当m=n时，若m对金属触点等间隔分布，并且满足前文所述的如图4a所示的优选尺寸关系，则能够确保各对金属触点在槽10内有电池20被推入推出的过程中不全与电池20断开电连接，但此时不会出现满足如图4b尺寸关系的双路接入；

当m＞n时，即便至少一对金属触点在推入推出过程中的某一时刻失去与任何电池20的电连接，仍有可能确保各对金属触点在更换电池的推入推出过程中不会同时失去与电池10的电连接，即，存在对金属触点失去与电池10的电连接的容忍度，相应地，前文所述的如图4a所示的优选尺寸关系对于m＞n的情况就仅仅是优选的、而并不是必须的；以及，当m＞n时，才至少有一块电池20实现满足如图4b尺寸关系的双路接入。

此外，对于上述的情况1来说，，为了使槽10内收容的电池20能够封闭槽10的两个端面11的开口、以使得槽10在收容有电池20时能够形成平滑美观的外观，槽10在其两个端面11之间的长度可以等于其收容的电池20在其配合面的延伸方向上的长度之和

对于上述的情况2来说，实际上可以理解为两块电池20（即20a和20b）互为冗余备份并择一地收容在槽10内、以及设置两对金属触点31和32的情况被复制、并同时存在，此处不再予以赘述。

总之，无论是何种情况，通过前文的描述可以得知，只需要将金属条30的长度L1、电池20在其配合面的延伸方向上的长度L2、以及相邻的两对金属触点间距离L3之间的三者尺寸关系配置为使各对金属触点在槽10内有电池20被推入推出的过程中不全与电池20断开电连接即可，并且优选地，当m＞n时，可以将金属条30的长度L1与相邻的两对金属触点间距离L3之间的二者尺寸关系配置为使至少有一块电池20同时接触相邻的两对金属触点。

以上是对本发明实施例中的核心原理的详细举例说明、以及概括性补充说明。除了上述的核心原理之外，本实施例还提供了其他的辅助改进，下面逐一予以说明。

首先，在更换电池20的推入推出过程中，会出现被推出的电池20（例如前文提及的20a）与新推入的电池20（例如前文提及的20b）同时相互独立地接入的情况，此时，由于推出的电池20（例如前文提及的20a）通常是电量不足且电压相对低、而新推入的电池20（例如前文提及的20b）则是电量充足且电压相对高，那么，就容易出现高电压的电池向低电压的电池倒灌充电、并导致低电压的电池损坏的情况。

为了避免上述的倒灌充电的情况，本发明实施例可以在至少一对电极触点中的其中一个电极触点串联电流单向导通器件。

其中，当至少有一块电池20能够同时接触相邻的两对金属触点以实现双路接入时，请参见图5（以两块电池20a和20b互为冗余备份并择一地收容在槽10内、以及设置两对金属触点31和32为例），能够被电池20a或电池20b同时接触的相邻的两对金属触点31和32分别在不同极性的电极触点串联电流单向导通器件41和42，从而：

请参见图6a并同时结合如图2b，当新推入的电池20b在推入推出过程中仅接触其中一对金属触点31、并且电压低于电池20b的电池20a仍保持接触另一对金属触点32时，一对金属触点32中的一对所串联的电流单向导通器件42能够避免上述的倒灌充电的情况发生；

仍参见图6a，若按照与如图2a至如图2c所示过程的相反方向利用电压相对高的电池20a替代电压相对低的电池20b，则可以由另一对金属触点31中的一对所串联的电流单向导通器件41来避免上述的倒灌充电的情况发生；

请参见图6b并同时结合图2c，当新推入的电池20b通过推入推出过程同时接触到相邻的两对金属触点31和32、并实现双路接入时，相邻的两对金属触点31和32中的每一对31或32在一个电极触点所串联的电流单向导通器件41或42都能够被另一对中32或31未串联电流单向导通器件的同极性的电极触点旁路，从而消除电流单向导通器件41和42对电池20b接入后的供电损耗。

其次，电池20在槽10中的推入推出有可能会导致电池20偏离或脱离槽10。

为了避免上述的偏离或脱离情况，本发明实施例可以在槽10与电池20之间设置导向机构。

具体请参见图7a和图7b，在图7a中，槽10的侧面12具有凹陷滑道13，金属触点31和32位于凹陷滑道13的底面、并优选地从凹陷滑道13的底面突起；在图7b中，电池20的配合面21具有凸缘22，金属条30位于凸缘22的顶面。从而，当电池20被推入槽10内时，电池20的凸缘22会插入在槽10的凹陷滑道13内、并通过凹陷滑道13对凸缘22的导向作用引导电池20在槽10内的推入推出，与此同时，位于电池20的凸缘22的顶面的金属条30也能够接触到位于凹陷滑道13的底面的金属触点31和/或32。

当然，上述的凸缘22和凹陷滑道13并不是必须的结构，金属触点31和32也可以设置在侧面12并优选地从侧面12突起、电池20的金属条30也可以相应地附着在其配合面21。

另需要说明的是，图7a中仅仅是以槽10具有连接在两个侧面12的一侧边缘之间的封闭底面、以及形成在两个侧面12的另一侧边缘之间并与封闭底面相对的开口顶面为例，即槽10被形成为敞开式结构，但在实际应用中，槽10也可以具有连接在两个侧面12的一侧边缘之间的封闭底面、以及形成在两个侧面12的另一侧边缘之间的封闭顶面，即，槽10也可以被形成为环绕封闭式结构。

此外，为了稳固被完全收容在槽10内的电池20，槽10还可以具有用于将被推入至槽10中的电池20限位的锁止机构，例如卡簧等。

以上是对本发明实施例中的电池安装机构的详细说明。除了该电池安装机构之外，本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括如前文所述的电池安装机构。其中，该电子设备可以为移动终端设备，前文所述的电池安装机构中的槽10可以设置在移动终端设备的壳体表面或壳体内部，并且，前文所述的电池安装机构可以向移动终端设备提供多块电池20用作冗余备份、以使电子设备的待机时间能够与电池20的数量成正比。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (18)

1.一种电池安装机构，其特征在于，包括电池和用于收容所述电池的槽；

所述槽具有彼此相对的两个端面、以及连接在两个所述端面之间并彼此相对的两个侧面；其中，两个所述端面具有用于所述电池被推入或被推出所述槽的开口，两个所述侧面具有用于与所述电池电连接的至少两对金属触点；

所述电池具有用于与两个所述侧面接触配合的两个配合面；其中，两个所述配合面具有用于通过接触所述金属触点实现所述电连接的金属条。

2.根据权利要求1所述的电池安装机构，其特征在于，所述电池包括至少两块，并且至少两块所述电池中的至少一块被完全地收容在所述槽中。

3.根据权利要求2所述的电池安装机构，其特征在于，至少两块所述电池中的多于一块被完全地收容在所述槽中。

4.根据权利要求3所述的电池安装机构，其特征在于，被完全地收容在所述槽中的多于一块电池在所述槽的两个端面之间并排放置，以及，各对所述金属触点沿多于一块电池的并排放置方向顺序排列、并且所述金属触点的对数不少于所述槽中能够收容的所述电池的个数。

5.根据权利要求3所述的电池安装机构，其特征在于，被完全地收容在所述槽中的多于一块电池在所述槽的两个端面之间堆叠放置，以及，各对所述金属触点按照与堆叠放置的每一块所述电池分别对齐的方式排布为多列、并且每列中的所述金属触点的对数多于一个。

6.根据权利要求1所述的电池安装机构，其特征在于，所述金属条的长度、所述电池在所述配合面的延伸方向上的长度、以及相邻的两对所述金属触点之间的距离之间的尺寸关系被配置为使各对所述金属触点在所述槽内有所述电池被推入推出的过程中不全与所述电池断开电连接。

7.根据权利要求1所述的电池安装机构，其特征在于，所述金属触点的数量为两对，至少两块所述电池被择一地收容在所述槽中。

8.根据权利要求7所述的电池安装机构，其特征在于，至少两对金属触点在所述槽的两个所述端面之间等间隔布置。

9.根据权利要求8所述的电池安装机构，其特征在于，所述电池在所述配合面的延伸方向上的长度与所述金属条的长度之差小于等于相邻的两对所述金属触点之间的距离。

10.根据权利要求9所述的电池安装机构，其特征在于，所述金属条的长度大于等于相邻的两对所述金属触点之间的距离。

11.根据权利要求10所述的电池安装机构，其特征在于，所述金属条的长度等于所述电池在所述配合面的延伸方向上的长度。

12.根据权利要求10所述的电池安装机构，其特征在于，所述金属条的长度小于所述电池在所述配合面的延伸方向上的长度。

13.根据权利要求1所述的电池安装机构，其特征在于，至少一对所述金属触点中的一个电极触点与电流单向导通器件串联。

14.根据权利要求2所述的电池安装机构，其特征在于，所述金属条的对数多于被完全地收容在所述槽中的所述电池的数量，所述金属条的长度与相邻的两对所述金属触点间距离之间的尺寸关系被配置为使至少有一块所述电池同时接触相邻的两对所述金属触点。

15.根据权利要求14所述的电池安装机构，其特征在于，被一块所述电池同时接触的两对所述金属触点在不同极性的电极触点串联所述电流单向导通器件。

16.根据权利要求1所述的电池安装机构，其特征在于，所述槽的所述侧面具有凹陷滑道，所述金属触点位于所述凹陷滑道的底面；以及，所述电池的所述配合面具有凸缘，所述金属条位于所述凸缘的顶面。

17.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至16中任一项所述的电池安装机构。

18.根据权利要求17所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为移动终端设备。