CN105244940B - 一种表带单元和包括多个表带单元的表带及具有表带的电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种表带单元，多个表带单元组成电子设备的表带，所述表带单元包括壳体单元(300)和电池单元(200)，电池单元(200)容纳壳体单元(300)中且与壳体单元(300)可拆卸连接的；其中，壳体单元(300)与其他表带单元的壳体单元之间通过壳体枢转结构(306)枢转配合连接。本发明还提出一种包括上述表带单元的表带以及具有表带的电子设备。本发明的表带在不明显改变电子设备体型和外观的基础上，提升了电子设备的续航能力，并且表带的可调节与更换，方便了电池的扩展和更换，提升了用户体验。

Description

一种表带单元和包括多个表带单元的表带及具有表带的电子 设备

技术领域

本申请涉及一种智能电子设备，具体涉及一种表带单元和包括多个表带单元的表带及具有表带的电子设备。

背景技术

随着智能穿戴设备的兴起和不断发展，目前各种智能手表和智能手环等穿戴设备的功能和性能不断丰富和加强，但是电池一直是困扰各个设备进一步提升功能、性能和用户体验的问题。为了进一步提升电池的容量，从而为提升智能穿戴设备的功能提供能量支持，技术人员采用了多种技术方案。

如图1所示，王传福和毛德和在CN2484649Y中提出了一种表带式的电池组则通过另外一种思路来对电池电量进行提高，如图1所示，使用若干只胶体电解质的锂离子电池3，单体电池外形参数为长12mm×宽12mm×厚2mm，电池容量设计为50mAh,将四个电池为铜金属导线以串联方式焊接为一体，并将其安装在长170mm×宽15mm×厚3mm的手表扣带2的左端，同样将四个电池安装在扣带2的右端，扣带2的左、右端口分别导出一组由电池组正极端4余电池组负极端5的电极段子，从而制得电池容量为400mAh，并与微型主机6连接使用。CN103325973A公开了一种类似的可扩展电池组件。但是该方式的扩展性和灵活性不足，并且各电池的状态无法监测，出现坏的电池等情况时无法自行更换。

上述这些电池分别存在容量和效率不足、不实用，更换麻烦，电池状态难以监测管理、充放电不均衡、扩展性差等缺点。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种表带单元，该表带单元中的电池状态易于监测、扩展性强、更换和维护方便，并具有较大的电池容量，可为智能手环、智能手表等电子设备提供能量。

本发明提出的一种表带单元，多个表带单元组成电子设备的表带，所述表带单元包括壳体单元和电池单元，电池单元容纳壳体单元中且与壳体单元可拆卸连接的；其中，壳体单元与其他表带单元的壳体单元之间通过壳体枢转结构枢转配合连接。

进一步地，所述壳体单元包括壳体通信接触单元、壳体充放电接触单元和壳体收纳空间，所述壳体通信接触单元和壳体充放电接触单元设置在壳体收纳空间内侧；

所述电池单元可拆卸地插入到壳体收纳空间中；

所述电池单元包括通信接触单元和电力接触单元，当电池单元容纳在壳体收纳空间中时，通信接触单元和电力接触单元能够分别与所述壳体通信接触单元和壳体充放电接触单元连接。

进一步地，所述电池单元通过所述通信接触单元与所述电子装置通信，接收电子装置的控制信号，并将电池单元的内部状态信息和参数信息发送给电子装置；电池单元通过电力接触单元与其他电池单元串联或并联连接，向电子装置供电和/或为其他电池单元充电。

进一步地，所述电池单元包括电池状态监测单元、电池通信单元和充放电控制单元；电池状态监测单元监测电池单元的使用状态；电池通信单元与电子装置通信连接；充放电控制单元根据电池通信单元接收到的指令，控制电池单元进行充电、放电操作。

进一步地，所述表带还包括柔性保护单元，设置在表带的外部，用以保护壳体单元和电池单元。

进一步地，所述柔性保护单元包括柔性电路板或柔性电缆，所述壳体单元之间和/或所述表带与所述电子装置之间可通过柔性电路板或柔性电缆实现电力和通信连接。

本发明还提出了一种表带，所述表带包括多个如前所述的表带单元，表带单元的壳体单元之间通过壳体枢转结构枢转配合连接，从而形成所述表带，其中表带单元中的电池单元按照电子设备的电力要求，选择是否放置。

本发明还提出了一种电子设备，其包括电子装置和如前所述的表带，所述表带能够向电子装置供电，并能够与电子装置进行通信。

本发明的有益效果：本发明的表带在不明显改变电子设备体型和外观的基础上，提升了电子设备的续航能力，并且表带可调节与更换，方便了电池的扩展和更换，提升了用户体验。通过传统电池块的形式，降低了制造的成本，并提升了稳定性，降低柔性电池的造价和损坏后的更换成本。还可以使用金属材质的表带替换塑胶材质，提升表带的美感。

附图说明

图1为现有技术表带式电池组的示意图。

图2为本发明实施例的电池单元示意图。

图3为本发明实施例的表带收纳空间示意图。

图4为本发明表带单元或电池单元与电子装置通信连接示意图。

附图标记说明：

200、电池单元 300、壳体单元 400、柔性保护单元

201、第一触点 202、第二触点 203、第三触点

204、第四触点 301、壳体第一触点 302、壳体第二触点

303、壳体第三触点 304、壳体第四触点 305、壳体收纳空间

306、壳体枢转结构

2001、电池状态监测单元 2002、电池通信单元 2003、充放电控制单元

50、电子装置 5001、电池均衡单元

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本发明并不局限于附图和以下实施例。

如图2所示，本实施例的电池单元200为长方体结构，一端设置4个触点，分别为第一触点201、第二触点202、第三触点203、第四触点204。电池单元也可以为其他形状，如圆柱、椭圆柱、圆锥、锥台等。而触点的设置也可以根据实际需要设置在其他表面，如侧面、底面、顶面等。

如图3所示，本发明提出的所述具有多个电池单元200的表带，由多个壳体单元300相互连接而成，壳体单元300在连接时可以从图3中的平放状态在一定角度内小幅度枢转，从而形成环状结构，该环状结构可以为圆形、椭圆形及其他各种适于人体手臂、腿部等位置佩戴的形状，表带10两端分别具有相应通信和电力接口与电子装置50连接。所述表带可用在手环、智能手表以及脚环等部件上。

电池单元200能够部分或全部容纳在壳体单元300中，即电池单元可以仅以本体的一部分插入到壳体单元中与壳体单元300配合连接，剩余部分留在壳体单元外部，从而可以方便电池单元的取出，并减少壳体单元300的体积，方便电池单元200和壳体单元300的设计。也可以将电池单元200全部容纳到与之配合的壳体单元300中，使壳体单元为电池单元提供全面的保护。

另外，电池单元200与壳体单元300的数量可以配合为电池单元数量少于壳体单元300的数量，而非1:1的配置，从而将部分壳体单元300空出，具体的数量可以根据用户的需求而具体设置。

壳体单元300通过壳体枢转结构306枢转连接，如图3所示，壳体枢转结构306为枢转连接轴，起到连接两个壳体单元300和使两个壳体单元相互枢转的作用。

各壳体单元300内设置与所述电池单元200相互配合连接的壳体第一触点到壳体第四触点301、302、303、304，电池单元200可拆卸的插入壳体单元300内部的壳体收纳空间305，电池单元200插入壳体收纳空间305后，可借助卡口、卡扣、螺纹结构、过盈配合、止挡结构、弹性夹持等手段固定在壳体单元内，并在内部与壳体第一触点301、壳体第二触点302、壳体第三触点303、壳体第四触点304连接。壳体第一到第四触点301-304分别具有通信(通信触点)或充放电(供电触点)的功能，电池单元200通过通信触点与电子装置50通信，接收电子装置50的控制信号，并将电池单元200的内部状态信息传送给电子装置50，如剩余电量、电压、温度、寿命、阻抗、充放电电流等各种状态和参数信息；同时，电池单元200通过供电触点与其他电池单元串联或并联连接，并向电子装置50等装置供电。

其中，电池单元的数量可根据电子设备的耗电需求进行选择，可在每个壳体单元中均容纳电池单元，也可以选择在部分壳体单元中容纳电池单元；可以选择全部电池单元均处于工作状态，同时参与供电，也可以选择部分电池单元处于工作状态参与供电，剩余电池处于备用状态。该协调管理工作由电子装置50中的电池均衡单元5001完成。这样做的好处在于可以有效防止电池单元持续放电时间过长，导致电池性能下降，影响使用寿命。

电池单元200的四个触点也可以用Mini USB、Micro USB、苹果lightning等可同时进行通信和电力传输的标准接口结构来取代，并在壳体单元300中设置与之配合的触点结构即可。所述电池单元200可以为长方体、长条状、圆柱状、椭圆柱柱状等各种规则或不规则的形状，适于可拆卸的连接后组合形成该表带。

在需要对电池进行更换时，取出需要更换的电池，然后插入新的电池，普通用户均可操作，简化了操作，方便了用户。

在壳体单元300构成的表带四周还可以包裹塑性的、适于制作表带的柔性保护单元400，如真皮、硅胶、橡胶、塑料等，柔性保护单元400可包括柔性电路板或柔性电缆，所述柔性电路板或柔性电缆可实现壳体单元300与电子装置50的电接触，也可以在壳体单元300与电子装置50直接接触之处设置连接，实现电力与通信连接。也可以选用硬性材料作为包裹材料，使得表带不完全贴合皮肤。

下面将结合图4对电池单元200与电子装置50之间的通信和控制方式进行介绍。

在传统的带电池的表带中，均忽视了一个重要的问题，即对各个电池的监控。之前的实施例均从结构上实现了电池的快速更换，下面对何时进行电池更换进行介绍。

本申请的各个电池单元由于使用具有通信功能的壳体单元300，且壳体单元300的这些触点均与电池单元200电连接，从而使得电池单元200与电子装置50之间可以进行通信。

电池单元200包括电池状态监测单元2001、电池通信单元2002、充放电控制单元2003。电池状态监测单元2001监测电池的额定电压/电流、充放电电压/电流、寿命、额定电量、剩余电量等信息。电池通信单元2002用于实现电池单元与电子装置50的通信连接，电池通信单元2002与第一到第四触点201-204中的通信触点连接，或者，第一到第四触点201、202、203、204为电池通信单元2002的一部分。充放电控制单元2003接收从电池通信单元2002中传来的、由电子装置50中的电池均衡单元5001发出的指令，控制电池单元200进行充电、放电等操作。电池通信单元2002也可以具有简单的数据处理功能，用以处理接收和发出的数据。

在工作过程中，电池状态监测单元2001监测电池放电或者充电电流、以及剩余电量，并将相应信息发送给电子装置50中的电池均衡单元5001，电池均衡单元5001会根据各电池的状态进行均衡的控制，当发现某个电池的剩余电量较低或者剩余寿命较短时，通过电池通信单元2002向充放电控制单元2003发出指令，降低该电池放电的电流以及放电的频率；当发现某个电池单元的当前状态异常、寿命耗尽或者无法通信时，则通过电子装置50向用户发出告警以及指示，指示用户排除故障或者更换电池单元。在充电过程中，对电池状态进行监测，控制充放电的电压电流，并通过电子装置的电池均衡单元5001向充放电控制单元发出指令，对于寿命较短的电池采用较低的电压和电流进行充电，并将充电频率降低，延长相关电池的使用时间和寿命。用户也可以通过电子装置50或与其他电子装置连接查看各电池的当前各状态和参数。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种表带单元，多个表带单元组成电子设备的表带，其特征在于，所述表带单元包括壳体单元(300)和电池单元(200)，电池单元(200)容纳壳体单元(300)中且与壳体单元(300)可拆卸连接的；其中，壳体单元(300)与其他表带单元的壳体单元之间通过壳体枢转结构(306)枢转配合连接；

电池单元(200)包括电池状态监测单元(2001)、电池通信单元(2002)和充放电控制单元(2003)；电池状态监测单元(2001)监测电池的额定电压/电流、充放电电压/电流、寿命、额定电量和剩余电量信息，电池通信单元(2002)用于实现电池单元与电子装置(50)的通信连接，电池通信单元(2002)与第一到第四触点(201、202、203、204)中的通信触点连接，或者，第一到第四触点(201、202、203、204)为电池通信单元(2002)的一部分；充放电控制单元(2003)接收从电池通信单元(2002)中传来的、由电子装置(50)中的电池均衡单元(5001)发出的指令，控制电池单元(200)进行充电或放电操作；电池通信单元(2002)具有数据处理功能，用以处理接收和发出的数据。

2.如权利要求1所述的表带单元，其特征在于，所述壳体单元包括壳体通信接触单元、壳体充放电接触单元和壳体收纳空间(305)，所述壳体通信接触单元和壳体充放电接触单元设置在壳体收纳空间内侧；

所述电池单元(200)可拆卸地插入到壳体收纳空间(305)中；

所述电池单元(200)包括通信接触单元和电力接触单元，当电池单元容纳在壳体收纳空间中时，通信接触单元和电力接触单元能够分别与所述壳体通信接触单元和壳体充放电接触单元连接。

3.如权利要求2所述的表带单元，其特征在于，所述电池单元(200)通过所述通信接触单元与所述电子装置(50)通信，接收电子装置(50)的控制信号，并将电池单元(200)的内部状态信息和参数信息发送给电子装置(50)；电池单元(200)通过电力接触单元与其他电池单元串联或并联连接，向电子装置(50)供电和/或为其他电池单元(200)充电。

4.如权利要求1所述的表带单元，其特征在于，所述表带还包括柔性保护单元(400)，设置在表带的外部，用以保护壳体单元和电池单元。

5.如权利要求4所述的表带单元，其特征在于，所述柔性保护单元(400)包括柔性电路板或柔性电缆，所述壳体单元之间和/或所述表带与所述电子装置(50)之间能够通过柔性电路板或柔性电缆实现电力和通信连接。

6.一种表带，其特征在于，所述表带包括多个如权利要求1-5中任一项所述的表带单元，表带单元的壳体单元之间通过壳体枢转结构(306)枢转配合连接，从而形成所述表带，其中表带单元中的电池单元按照电子设备的电力要求，选择是否放置。

7.一种电子设备，其特征在于，其包括电子装置(50)和如权利要求6所述的表带，所述表带能够向电子装置(50)供电，并能够与电子装置(50)进行通信。