CN108683238A - 一种电子设备的可再充电电池组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子设备的可再充电电池组件，包括可再充电电池，可操作地耦合到可再充电电池并被配置为确定可再充电电池的尺寸的膨胀检测器，可操作地耦合到可再充电电池和膨胀检测器的功率管理单元，电源管理单元被配置为控制提供给可再充电电池的电输入，扩展检测器还被配置为响应于扩展检测器确定扩展电池的尺寸超过可扩展阈值而向功率管理单元发送扩展信号，电源管理单元还被配置为响应于接收扩展信号来修改电输入。本发明提供一种用于检测、阻止、减轻和补偿可充电电池膨胀的电子设备的可再充电电池组件。
Description
技术领域
本发明涉及电池充电系统，更具体地，涉及用于确定和控制可再充电电池随着时间的膨胀的电子设备的可再充电电池组件。
背景技术
便携式电子设备可以包括一个或多个电池，这些电池可能需要不时充电，这样的设备可以包括电动车辆、手机、智能电话、平板电脑、膝上型计算机、可穿戴设备、导航设备、运动设备、健康分析设备、医疗数据设备、位置跟踪设备、附属设备、家用电器、外围输入设备等。作为高填充密度、高能量密度、长循环寿命和易于大规模生产的结果，便携式电子设备通常包括一个或多个锂聚合物或锂离子电池，在锂聚合物可再充电电池的运行寿命中，由于氧化、锂枝晶生长、阴极气体演化和/或阴极降解的结果，可充电电池的内阻可能会增加，至少部分是由于重复充电和放电，可充电电池的功率输出容量可以随着时间的推移而减少，不希望限制可充电电池和/或便携式电子设备的使用寿命。在其他示例中，非最佳充电条件也可影响可充电电池的内阻增加。例如，由于高压充电、从恒定电流到恒压充电的延迟转变和/或在高温下充电或放电，电池的内阻可能会增加。在许多示例中，可再充电电池的内阻可以与目标充电容量、可充电电池健康和/或可充电电池年龄相关或对应。此外，锂聚合物电池可在充电电池充电期间物理膨胀或膨胀，例如，阳极材料可以在重复充电循环或甚至在单个充电循环期间基本上膨胀，在其他情况下，充电阴极的气体排放会随着时间的延长而产生一个可膨胀的可充电电池。随着时间的推移，可充电电池可以在便携式电子设备内扩展到超出其分配的体积，损坏便携式电子设备的部件和/或部分。在这些情况下，便携式电子设备的用户可能完全不知道可充电电池的膨胀，直到出现明显的物理损坏。
技术方案
本发明主要解决的技术问题是提供一种电子设备的可再充电电池组件，包括可再充电电池，可操作地耦合到可再充电电池并被配置为确定可再充电电池的尺寸的膨胀检测器，可操作地耦合到可再充电电池和膨胀检测器的功率管理单元，电源管理单元被配置为控制提供给可再充电电池的电输入，扩展检测器还被配置为响应于扩展检测器确定扩展电池的尺寸超过可扩展阈值而向功率管理单元发送扩展信号，电源管理单元还被配置为响应于接收扩展信号来修改电输入。
可选的，其中电源管理单元还被配置为确定电输入的一个或多个特征是否存在可再充电电池膨胀的风险。
可选的，其中电源管理单元还被配置为确定可充电电池膨胀的风险是否超过选定的阈值。
可选的，其中功率管理单元还被配置为响应于确定可再充电电池膨胀的风险超过所选阈值而修改电输入。
可选的，其中修改电输入包括减少电输入的电压或电流中的至少一个。
本发明的有益效果是：
本发明提供一种用于检测、阻止、减轻和补偿可充电电池膨胀的电子设备的可再充电电池组件。
附图说明
图1为包括一个或多个内部可充电电池的便携式电子设备的前视图。
图2描绘了可再充电电池的示例顶部平面视图。
图3描绘了沿图2的可充电电池的3-3线所取的横截面。
实施例
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
图1描绘了便携式电子设备100的示例性前视图，该便携式电子设备100可以包括一个或多个可充电电池200，示例性实施例示出便携式电子设备100作为蜂窝电话，虽然该实施例不是必需的，可包括可再充电电池的便携式、半便携式或固定装置可包括电动车辆、平板电脑、膝上型计算机、可穿戴设备、导航设备、运动设备、健康分析设备、医疗数据设备、位置跟踪设备、附属设备、遥控器等。如图1所示，便携式电子设备100可以包括外壳102、一个或多个输入按钮104,106和显示器108，显示器108可以包括用于接收触摸和/或力输入的传感器，便携式电子设备100可以包括与存储器相连的处理单元、一个或多个通信接口、诸如扬声器的输出设备、以及一个或多个输入设备，例如按钮、拨号盘、麦克风或通信接口，通信接口可以在便携式电子设备100与任何外部通信网络、设备或平台之间提供电子通信，例如但不限于无线接口、蓝牙接口、近场通信接口、红外接口。USB接口、Wi-Fi接口、TCP/IP接口、网络通信接口或任何常规通信接口。便携式电子设备100可以提供关于在这些设备、消息、视频、操作命令等上执行的时间、健康、状态或外部连接或通信设备和/或软件的信息(并且可以从外部设备接收上述任何信息)，除了通信之外，在许多情况下，便携式电子设备100可以在外壳102内完全包括可充电电池200。例如，可充电电池200可以完全制造或以其他方式完全密封在外壳102内，在另一个例子中，可充电电池200可以通过移除外壳102的一个或多个部分而被用户访问，可再充电电池200可选自任何或多种合适的或传统的可再充电电池技术。然而，如上所述，许多可充电电池可能会在可充电电池的使用寿命和/或给定某些非最佳充电或放电条件下膨胀或膨胀，例如，可重复充电和放电的可充电电池200可能增加可充电电池可能膨胀的风险。在其他示例中，在高温条件下对可充电电池200充电可引起和/或加速可再充电电池200的膨胀。在进一步的例子中，可充电电池膨胀的风险可能随着可充电电池的老化和/或降低的可充电电池的健康而增加。随着时间的推移，可充电电池200可以扩展到便携式电子设备100的外壳102内的可再充电电池所分配的体积，并且相应地，可以物理地损坏外壳102和便携式电子设备100的部件和/或部分。例如，如图1所示，由于可充电电池200的膨胀，显示器108可能被损坏。因此，本文所描述的许多实施例涉及并采取在便携式电子设备100的操作寿命期间检测、阻止和/或防止可再充电电池200的膨胀的方法的形式。许多实施例包括一个或多个扩展检测器206，其被配置和适于检测可再充电电池200的膨胀。在检测到可充电电池200的膨胀之后，便携式电子设备100可以调节可充电电池200如何充电和/或放电。例如，在一个实施例中，如果检测到可再充电电池200的膨胀，便携式电子装置100可以以较低的速率对可充电电池200充电。在另一个实施例中，如果检测到可再充电电池200的膨胀，便携式电子装置100可以以较低的速率放电可充电电池200。在另一个实施例中，便携式电子设备100可以警告用户或第三方，例如通过在显示器108上显示警报或通过检测一个或多个通信信道发送消息，如果检测到可充电电池200的扩展。在另一个示例中，便携式电子设备100可以降低可充电电池200的最大充电温度阈值，使得当可充电电池温度和/或环境温度超过温度时，可再充电电池200被阻止接收功率，真阈值如果可充电电池200继续膨胀，便携式电子设备可以继续降低最大充电温度。
图2描绘了可充电电池200的示例顶部平面图，可充电电池200可以是锂聚合物可充电电池，虽然这不是必需的，并且其他可充电电池或不可充电电池可以与本文所描述的各种系统和方法结合使用。可充电电池200可以由包含在外部壳体202内的一个或多个独立的可充电电池单元(例如柔性袋)制成，在许多实施例中，包含在可充电电池200内的每个可充电电池单元可以由传统的果冻辊配置中的多个层制成。在这些例子中，凝胶辊配置可以包括通过分离器从阳极分离的阴极，阴极和阳极可以电耦合到两个或多个端子204。
图3描绘了沿图2的可充电电池200的线3-3所取的横截面，示出了在未膨胀状态下可充电电池和膨胀检测器206的简化视图，可充电电池200可以由一个或多个独立的可再充电电池单元204制成，该电池单元包含在诸如柔性袋的外部外壳202内，电池204可以布置在上述的凝胶辊配置中。关于本文中描述的其他实施例，膨胀检测器206可以是被配置为检测可再充电电池的尺寸扩展的任何合适的传感器或检测器。如图所示，膨胀检测器可以是由两个或多个导电表面206a、260b构成的电容式传感器，膨胀检测器206可以测量两个或多个导电表面206a、260b之间的电容变化，例如，由导电表面206a、260b的分离如图所示，第一导电表面206a可以布置或以其他方式定位在外部外壳202的上表面或顶表面上。在许多实施例中，第一导电表面206a可以定位在外壳之外，尽管这不是必需的。例如，在某些实施例中，第一导电表面206a可以定位在外壳内，第二导电表面206b可以布置或以其他方式定位在外壳202的下表面或底表面上。与第一导电表面206a类似，第二导电表面206b可以位于外部外壳202的外部，尽管这不是必需的。在许多实例中，导电表面206a、206b可以是金属的板或结构(例如铜、铝和银)、陶瓷、诸如氧化铟锡和碳纳米管的组合物，或任何其他合适的导电材料。在这些实施例中，导电表面206a、206b可以由相同或不同的材料制成，在其他示例中，导电表面206a、206b可以通过任何合适的方法粘附到可充电电池200的外壳202或外壳内的结构。例如，粘合剂层可以设置在导电表面206a、206b和外部外壳202的外表面之间，在某些示例中，导电表面206a、206b可以被布置、印刷、沉积或以其他方式制造在可充电电池200上。例如，导电表面206a、206b可以是定义外部外壳202的袋的导电层，导电表面206a、206b之间的电容可以与导电表面206a、206b之间的距离相关，可膨胀的可充电电池可导致导电表面206a、206b的物理分离。通过周期性地测量或推断导电表面206a、206b之间的电容，扩大充电回路，电池200可以被确定。如上所述，不需要设置在可再充电电池的外部和相对表面上的导电表面206a、206b的配置。例如，图3描绘了沿图2的可充电电池的3-3线所取的横截面，示出了处于未膨胀状态的可充电电池和膨胀检测器206，在这个例子中，膨胀检测器206由绝缘表面206c隔开的导电表面206a、206b制成，绝缘体206c所选择的材料可以至少部分地基于介电性能来选择，在这个例子中，可再充电电池200的膨胀可能导致导电表面206a、206b的变形，使得导电表面206a、206b之间的电容发生变化。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种电子设备的可再充电电池组件，其特征在于：包括可再充电电池，可操作地耦合到可再充电电池并被配置为确定可再充电电池的尺寸的膨胀检测器，以及可操作地耦合到可再充电电池和膨胀检测器的功率管理单元，还包括电源管理单元和扩展检测器，其中，所述电源管理被配置为控制提供给可再充电电池的电输入，所述扩展检测器被配置为响应于扩展检测器确定扩展电池的尺寸超过可扩展阈值而向所述功率管理单元发送扩展信号，所述电源管理单元还被配置为响应于接收扩展信号来修改电输入。
2.根据权利要求1所述的一种电子设备的可再充电电池组件，其特征在于：其中电源管理单元还被配置为确定电输入的一个或多个特征是否存在可再充电电池膨胀的风险。
3.根据权利要求1所述的一种电子设备的可再充电电池组件，其特征在于：其中电源管理单元还被配置为确定可充电电池膨胀的风险是否超过选定的阈值。
4.根据权利要求3所述的一种电子设备的可再充电电池组件，其特征在于：其中功率管理单元还被配置为响应于确定可再充电电池膨胀的风险超过所选阈值而修改电输入。
5.根据权利要求4所述的一种电子设备的可再充电电池组件，其特征在于：其中修改电输入包括减少电输入的电压或电流中的至少一个。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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