CN109891664A - 双侧可重复使用的电池指示器 - Google Patents

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Abstract

一种可重复使用的电池指示器，包括电压传感器，其被配置为将感测的模拟电池特征转换成数字信息；通信电路，其通信地连接到电压传感器；天线，其操作性地联接到通信电路；以及连接机构，其具有电连接到电压传感器的至少第一连接器和第二连接器，第一连接器和第二连接器适于分别可移除地连接到第一电池端子和第二电池端子，从而当连接机构联接到第一电池端子和第二电池端子时，完成电压传感器与第一电池端子和第二电池端子之间的电路。

Description

双侧可重复使用的电池指示器
技术领域
本公开总体上涉及电池指示器，并且更具体地，涉及双侧可重复使用的电池特征指示器。
背景技术
电化学电池单元或电池通常被用作电能源。电池包含负极，通常称为阳极，和正极，通常称为阴极。阳极包含可被氧化的电化学活性阳极材料。阴极包含可被还原的电化学活性阴极材料。电化学活性阳极材料能够还原电化学活性阴极材料。分离器设置在阳极与阴极之间。电池部件设置在通常由金属制成的罐或壳体中。
当电池被用作电子设备中的电能源时，阳极和阴极进行电接触，从而完成允许电子流过该设备的电路，并且这导致向电子设备产生电能的相应氧化和还原反应。电解质与阳极、阴极和分离器接触。电解质包含流经阳极与阴极之间的分离器的离子，以在放电期间维持整个电池的电荷平衡。
对诸如玩具、遥控器、音频设备、手电筒、数码相机和外围摄影装备、电子游戏、牙刷、收音机、时钟等电子设备和其它便携式电子设备的便携式电源的需求日益增长。消费者需要这些电子设备有易获得的电源。因为电池随着其使用必然会随着时间的推移而耗尽电能，所以消费者需要获得备用电池(和/或完全充电的可充电电池)。对于消费者来说，了解当前使用的电池的电能状态是有帮助的，使得消费者可以快速获得所需数量的替换电池。电池有常见的型号，如AA、AAA、AAAA、C和D电池型号，根据ANSI标准，它们具有固定的外部尺寸和有限的内部体积。
目前，一些电池包括在电池单元上型的电池带电指示器，以帮助消费者确定电池何时接近耗尽并需要替换。然而，这些当前电池单元上型的电池带电指示器是单个使用的(即，附连到单个电池单元上)并且繁琐(因为通常必须同时按下两个接触按钮来激活指示器)。此外，这些电池单元上型的电池指示器需要从电子设备(或包装)中取出电池以便使用指示器。
发明内容
根据一些方面，一种可重复使用的电池指示器包括电压传感器，其被配置为将感测的模拟电池特征转换成数字信息；通信电路，其通信地连接到电压传感器；天线，其操作性地联接到通信电路；以及连接机构，其具有电连接到电压传感器的至少第一连接器和第二连接器。第一连接器和第二连接器适于分别可移除地连接到第一电池端子和第二电池端子，从而当连接机构联接到第一电池端子和第二电池端子时，完成电压传感器与第一电池端子和第二电池端子之间的电路。
根据另一方面，远程电池指示系统包括电池以及可重复使用的电池指示器，电池指示器包括电压传感器；通信地连接到电压传感器的通信电路；操作性地联接到通信电路的天线；以及连接机构，其具有电连接到电压传感器的至少第一连接器和第二连接器。第一连接器和第二连接器适于分别可移除地连接到第一电池端子和第二电池端子，从而当连接机构联接到第一电池端子和第二电池端子时，完成电压传感器与第一电池端子和第二电池端子之间的电路。第一连接器和第二连接器分别电附连到第一电池端子和第二电池端子，使得电压传感器感测电池的电特征。
根据本公开的教导，可重复使用的电池指示器或远程电池指示系统的前述方面中的任何一个或多个可以进一步包括以下可选形式中的任何一个或多个。
在一些可选形式中，升压器可以电连接到电压传感器或结合在电压传感器中。
在其它优选形式中，第一连接器和第二连接器中的至少一个包括磁体、杯形件、套筒、突出部、插口、销、垫圈、弹簧连接器中的至少一个或其任意组合。
在又一优选形式中，第一连接器和第二连接器中的至少一个包括至少一种金属和至少一种绝缘体。
在又一优选形式中，第一连接器和第二连接器中的至少一个包括金属、金属合金、冷轧钢、碳中的至少一种或其任意组合。
在又一优选形式中，通信电路可以包括射频识别电路、蓝牙®电路、蓝牙®低能量电路、Wi-Fi电路、Zigbee®电路、LORA电路和Z波电路中的至少一种。
在又一优选形式中，电压传感器能够读取小于1.8伏的开路电压。
在又一优选形式中，电压传感器和通信电路形成在印刷电路板上，印刷电路板适于插在第一连接器和第二连接器之间。
在又一优选形式中，第一连接器和第二连接器可以包括带有导电磁体的柔性线。
在又一优选形式中，电压传感器和通信电路安装在壳体内，并且壳体的大小和形状形成为适配在纵向并排布置的两个圆柱形电池之间。
在又一优选形式中，壳体具有三棱柱形状的横截面。
在又一优选形式中，壳体具有为凹形的一侧或为凹形的两侧。
在又一优选形式中，电压传感器是圆盘形的，并且电压传感器被布置成适配圆柱形电池单元的一端。
在又一优选形式中，电压传感器是薄圆盘形BLE、UHF或RF模块之一。
在又一优选形式中，可重复使用的电池指示器的壳体安装在电子设备的电池插孔内。
在又一优选形式中，计算设备通信地连接到通信电路，并且计算设备通过天线从通信电路接收信息。
在又一优选形式中，计算设备包括处理器和存储器，存储器存储软件例程，该软件例程使得处理器检测来自可重复使用的电池指示器的无线通信信号，以通过可重复使用的电池指示器远程控制电池电路来确定电池特征数据；并将电池特征数据发送到使用者界面。
在又一优选形式中，电池特征数据包括电容、电压、阻抗、温度、电流、使用年限、充电/放电循环计数和库仑计数中的至少一种。
在又一优选形式中，当由处理器执行时，软件例程使处理器确定电池类型、电池的物理位置和电池正在供电的电子设备中的至少一项。
附图说明
虽然说明书以特别指出并清楚要求保护被认为构成本发明的主题的权利要求书来结束，但是通过结合附图的以下描述，将更好地理解本发明。
图1是根据本公开的教导构造的电池单元和可重复使用的电池指示器的俯视平面图，电池单元和可重复使用的电池指示器彼此分离。
图2是连接到电池单元的图1的可重复使用的电池指示器的俯视平面图。
图3是图1的可重复使用的电池指示器的印刷电路板的特写平面图。
图4是图1的可重复使用的电池指示器的电子电路示意图。
图5A和5B分别是连接到电池单元的可重复使用的电池指示器的第二实施例的俯视和仰视透视图。
图6是连接到电池单元的可重复使用的电池指示器的第三实施例的俯视透视图。
图7A和7B分别是连接到电池单元的可重复使用的电池指示器的第四实施例的俯视和仰视透视图。
图8A和8B分别是连接到电池单元的可重复使用的电池指示器的第五实施例的俯视透视图和仰视透视图。
图9是在图8A和8B的可重复使用的电池指示器的一端的负径向板的特写剖视图。
图10是电子设备的电池室的仰视透视图，该电子设备包括两个电池单元和连接到电池单元之一的可重复使用的电池指示器的第六实施例。
图11是可重复使用的电池指示器的第七实施例的端视图，该电指示器附连到一对电池单元中的一个电池单元。
图12是位于两个相邻电池单元之间的可重复使用的电池指示器的第八实施例的图。
图13是包括图1的可重复使用的电池指示器的电池指示系统的示意图。
图14A是第九实施例的可重复使用的电池指示器和电池单元的透视图。
图14B是图14A的可重复使用的电池指示器和电池单元的侧剖视图。
具体实施方式
电化学电池单元或电池可以是一次电池或二次电池。一次电池意指只能放电（例如耗尽）一次，并然后丢弃。一次电池(或一次性电池)例如在大卫·林登的《电池手册》(2011年第4版)（David Linden, Handbook of Batteries (4th ed. 2011)）中进行了描述。二次电池(或可充电电池)旨在反复充电和使用。二次电池可以多次放电和充电，例如超过五十次、一百次或更多次。二次电池例如在大卫·林登的《电池手册》(2011年第4版)（David Linden, Handbook of Batteries (4th ed. 2011)）中进行了描述。因此，电池可以包括各种电化学联接和电解质组合。尽管本文提供的描述和示例通常针对一次碱性电化学电池单元或电池，但是应当理解，本发明适用于水性、非水性、离子液体和固态系统的一次电池和二次电池。因此，上述系统的一次电池和二次电池在本申请的范围内，并且本发明不限于任何特定实施例。
参考图1和2，示出了一次碱性电化学电池单元或电池单元10，其包括阴极12、阳极14和壳体18。电池单元10还包括端盖24。端盖24用作电池单元10的负端子。正极接线柱（positive pip）26位于电池单元10的与端盖24的相对端处。正极接线柱26用作电池单元10的正端子。电解质溶液分散在整个电池单元10中。电池单元10可以是，例如，AA、AAA、AAAA、C或D碱性电池。另外，在其它实施例中，电池单元10可以是9V电池、相机电池、手表电池或任何其它类型的一次或二次电池。
壳体18可以由任何合适类型的壳体基材制成，例如冷轧钢或镀镍冷轧钢。在图1所示的实施例中，壳体18可以具有圆柱形形状。在其它实施例中，壳体18可以具有任何其它合适的非圆柱形形状。壳体18例如可以具有包括至少两个平行板的形状，例如矩形、正方形或棱柱形形状。壳体18可以例如由成片的基材（诸如冷轧钢或镀镍钢）深拉而成。壳体18可以例如被拉成圆柱形形状。壳体18可以具有侧壁。壳体18的侧壁的内表面可以用在壳体18侧壁的内表面与电极(诸如阴极12 )之间提供低电接触电阻的材料处理。壳体18的侧壁的内表面可以镀有例如镍、钴和/或涂有载碳涂料，以降低例如壳体18的侧壁的内表面与阴极12之间的接触电阻。
电池单元10旁边是通信机构的一个实施例，诸如可重复使用的电池指示器40。可重复使用的电池指示器40包括可以被结合到印刷电路板（PCB）42中的集成电路、电连接到PCB 42的第一连接器44和电连接到PCB 42的第二连接器46。如图2所示，第一连接器44可以可移除地并电连接到正极接线柱26以形成正电连接，并且第二连接器46可以可移除地电连接到端盖24以形成负电连接。第一连接器44和第二连接器46实际上可以采取允许第一连接器44和第二连接器46与电池单元10和PCB42形成电连接的几乎任何物理形式。在一些实施例中，第一连接器44和第二连接器46可以采取以下形式中的任何一种或多种，磁体、杯形件、套筒、突出部、插口、销、垫圈、弹簧连接器、线环或其任意组合。此外，第一连接器44和第二连接器46可以由将模拟信息(诸如电信息)从电池单元传输到PCB42的几乎任何材料形成。例如，在一些实施例中，第一连接器44和第二连接器46可以由以下材料中的一种或多种形成：金属、金属合金、冷轧钢、硬拉铁合金和非铁合金、高碳钢合金和低碳钢合金、后镀或预镀铁合金和非铁合金或其任意组合。在一些实施例中，第一连接器44和第二连接器46中的至少一个可以包括金属和绝缘体。更具体地，第一连接器44和第二连接器46的内表面可以在除了用于端子的接触区域之外的区域中包括非导电涂层(诸如聚合物层、环氧树脂或钝化层)或附加绝缘体环(例如纸、酚醛树脂或聚合物)，以防止使电池壳体或卷边短路。
通常，集成电路从第一连接器44和第二连接器46接收电信息，诸如安培或伏特，并且该电信息被集成电路用来计算电池特征信息，诸如电能或带电水平，并且然后集成电路将电池特征信息传输到接收器，诸如计算机、智能电话或个人数字助理，供消费者使用。以这样的方式，可重复使用的电池指示器40允许消费者获取电池特征信息，而无需从电子设备(或从包装)移除电池单元。第一连接器44和第二连接器46将电信息传送到集成电路，而不干扰电池单元与电子设备之间的电接触。此外，可重复使用的电池指示器40可从一个电池单元移动到另一个电池单元，以便反复地重复使用，从而降低消费者的总成本。
现在转到图3和4，在PCB 42上形成的是集成电路48，其包括集成电路48内的嵌入式电压传感器50，该嵌入式电压传感器50通信地连接到第一连接器44和第二连接器46。嵌入式电压传感器50感测模拟电池单元特征，诸如安培和电压，并将感测的模拟特征转换成数字信息。PCB 42还包括通信电路52。天线54操作性地联接到通信电路52。通信电路52可以包括射频识别电路、蓝牙®电路、蓝牙®低能量电路、Wi-Fi电路、Zigbee ®电路、LORA电路和Z波电路中的一种或多种。在一个实施例中，诸如无线蓝牙低能量电压传感器的集成电路可以结合模数转换器、微控制器、蓝牙无线电、存储设备和DC/DC电压转换器。
升压器56电连接到集成电路48和嵌入式电压传感器50。嵌入式电压传感器50和升压器56能够读取例如可以小于1.8伏的电池开路电压。在一些实施例中，通信电路52可以包括薄圆盘BLE模块、UHF模块或RF模块中的一种或多种。
在图3和4所示的实施例中，集成电路48、电压传感器50和通信电路52都形成在连接到第一连接器44和第二连接器46的PCB 42上。然而，在其它实施例中，集成电路48、电压传感器50和通信电路52可以形成为彼此通信地且操作性地连接的单独部件。
在图5A和5B所示的实施例中，类似的元件被标记为比图1至图4中标记的元件刚好大100。例如，在图1至图4中电池单元被标记为10，而在图5A和5B中电池单元被标记为110。除非另有说明，来自任何示出的实施例的任何元件都可以结合到任何其它示出的实施例中。
现在转向图5A和5B，可重复使用的电池指示器140的第二实施例附连到电池单元110。可重复使用的电池指示器140包括PCB 142、第一连接器144和第二连接器146。虽然图5A和5B中的电池单元110被示为AA型号的电池，但是该图示并不旨在将可重复使用的电池指示器140限制于所示的电池单元110。相反，可重复使用的电池指示器140的大小和形状形成为适配几乎任何电池单元，尤其是说明书中其它地方列出的那些电池单元型号。
在图5A和5B所示的实施例中，第一连接器144和第二连接器146分别包括柔性线160、162。柔性线160、162可以形成为弹簧丝(由硬拉铁弹簧合金和非铁弹簧合金制成)，其分别捕获正电池端子126和负电池端子124，以将电特征(诸如电压和安培)传输到形成在PCB 142上的集成电路。在所示的实施例中，柔性线160、162由具有预镀镍或后镀镍的ASTMA228琴用丝形成，以增强导电性、降低接触电阻并提供耐腐蚀性。
在图5A和5B所示的实施例中，柔性线160包括连接到PCB 142上的正端子168的第一端166和也连接到PCB 142上的正端子168的第二端170。柔性线160包括从第一端166延伸的第一腿172和从第二端170延伸的第二腿174。第一腿172和第二腿174定向成基本平行于电池单元110的纵向轴线A。第一腿172和第二腿174在端环176处彼此连接。端环176位于基本垂直于电池单元110的纵向轴线的平面内。端环176的大小和形状形成为围绕电池单元110的正端子126适配。结果，柔性线160在PCB 142上形成从正电池端子126到正端子168的正电路径。此外，柔性线160可以形成为产生弹簧力，该弹簧力将柔性线160偏置到图5A和5B所示的附连位置，同时允许使用者使柔性线160暂时变形，以在需要时从电池单元110移除可重复使用的电池指示器140。
类似于柔性线160，柔性线162包括连接到PCB 142上的负端子180的第一端178和也连接到PCB 142上的负端子180的第二端182。柔性线162包括从第一端178延伸的第一腿184和从第二端182延伸的第二腿186。第一腿184和第二腿186定向成基本平行于电池单元110的纵向轴线A。第一腿184和第二腿186在端环188处彼此连接。端环188位于基本垂直于电池单元110纵向轴线的平面内。端环186的大小和形状形成为围绕电池单元110的负端子124适配。结果，柔性线162在PCB 142上形成从负电池端子124到负端子180的负电路径。此外，柔性线162可以形成为产生弹簧力，该弹簧力将柔性线162偏置到图5A和5B所示的附连位置，同时允许使用者使柔性线162暂时变形，以在需要时从电池单元110移除可重复使用的电池指示器140。
第一柔性线160的第一腿172和第二腿174与端环176之间以及第二柔性线162的第一腿184和第二腿186与端环188之间的大约90°弯曲产生轴向力，该轴向力保持可重复使用的电池指示器140与电池单元110电连接。在其它实施例中，弯曲可以大于90°，以匹配锥形的正端子。
在一些实施例中，第一柔性线160和第二柔性线162中的一个或多个可以包括导电磁体，或者第一柔性线160和第二柔性线162中的一个或多个可以由导电磁性材料形成，以在第一柔性线160与正端子126之间以及第二柔性线162与负端子124之间提供额外的保持力。
在其它实施例中，第一柔性线160和第二柔性线162中的一个或多个可以形成为开尔文连接，包括独立的电能和感测端子，以测量阻抗。此外，在替代实施例中，第一柔性线160和第二柔性线162不需要形成为单根连续线，而是可以形成为多个线段，例如，在端环中分开小距离的两个线段。
如图5A和5B中一样，在图6的实施例中，类似的元件被标记为比图1至图4中标记的元件刚好大100。例如，在图1至图4中电池单元被标记为10，而在图6中电池单元被标记为110。除非另有说明，来自任何示出的实施例的任何元件都可以结合到任何其它示出的实施例中。
现在转向图6，可重复使用的电池指示器140的第三实施例附连到电池单元110。可重复使用的电池指示器140包括PCB 142、第一连接器144和第二连接器146。虽然图6中的电池单元110被示为AA型号的电池，但是该图示并不旨在将可重复使用的电池指示器140限制于所示的电池单元110。相反，可重复使用的电池指示器140的大小和形状可以形成为适配几乎任何电池单元，尤其是说明书中其它地方列出的那些电池单元型号。
在图6所示的实施例中，第一连接器144和第二连接器146分别包括柔性线160、162。柔性线160、162可以形成为弹簧丝，其分别捕获正电池端子126和负电池端子124，以将电特征，诸如电压和安培，传输到形成在PCB 142上的集成电路。
图6中的柔性线160、162类似于图5A和5B中的柔性线，除了图6中的柔性线160、162只有单个腿。更具体地，柔性线160包括第一端166，其连接到PCB 142上的正端子168。柔性线160包括从第一端166延伸的单个腿172。单个腿172定向成基本平行于电池单元110的纵向轴线A。单个腿172在第二端形成端环176。端环176位于基本垂直于电池单元110的纵向轴线的平面内。端环还位于正端子126的接触表面的平面之下。以这种方式，端环176不干扰电子设备与正端子126接触。端环176的大小和形状形成为围绕电池单元110的正端子126适配。结果，柔性线160在PCB 142上形成从正电池端子126到正端子168的正电路径。此外，柔性线160可以形成为产生弹簧力，该弹簧力将柔性线160偏置到图6所示的附连位置，同时允许使用者使柔性线160暂时变形，以在需要时从电池单元110移除可重复使用的电池指示器140。
类似于柔性线160，柔性线162包括第一端178，其连接到PCB 142上的负端子180。柔性线162包括从第一端178延伸的单个腿184。单个腿184定向成基本平行于电池单元110的纵向轴线A。单个腿184在第二端形成端环188。端环188位于基本垂直于电池单元110R 纵向轴线的平面内。端环188还位于负端子124的接触表面的平面之下。以这种方式，端环188不干扰电子设备与负端子124接触。端环188的大小和形状形成为围绕电池单元110的负端子124适配。结果，柔性线162在PCB 142上形成从负电池端子124到负端子180的负电路径。此外，柔性线162可以形成为产生弹簧力，该弹簧力将柔性线162偏置到图6所示的附连位置，同时允许使用者使柔性线162暂时变形，以在需要时从电池单元110移除可重复使用的电池指示器140。
在一些实施例中，第一柔性线160和第二柔性线162中的一个或多个可以包括导电磁体，或者第一柔性线160和第二柔性线162中的一个或多个可以由导电磁性材料形成，以在第一柔性线160与正端子126之间以及第二柔性线162与负端子124之间提供额外的保持力。
在其它实施例中，第一柔性线160和第二柔性线162中的一个或多个可以形成为开尔文连接，包括独立的电能和感测端子，以测量阻抗。
在图7A和7B所示的实施例中，类似的元件被标记比图1至图4中标记的元件刚好大200。例如，在图1至图4中电池单元被标记为10，而在图7A和7B中电池单元被标记为210。除非另有说明，来自任何示出的实施例的任何元件都可以结合到任何其它示出的实施例中。
现在转向图7A和7B，可重复使用的电池指示器240的第四实施例附连到电池单元210。可重复使用的电池指示器240包括PCB 242、第一连接器244和第二连接器246。虽然图6A和6B中的电池单元210被示为AA型号的电池，但是该图示并不旨在将可重复使用的电池指示器240限制于所示的电池单元210。相反，可重复使用的电池指示器240的大小和形状可以形成为适配几乎任何电池单元，尤其是说明书中其它地方列出的那些电池单元型号。
在图7A和7B所示的实施例中，第一连接器244和第二连接器246分别包括板簧260、262。板簧260、262可以形成为分别捕获正电池端子226和负电池端子224的平面状的腿，以将诸如电压和安培的电特征传输到形成在PCB 142上的集成电路。
在图7A和7B所示的实施例中，板簧260包括第一端266，其连接到PCB 242上的正端子268。板簧260包括从第一端266延伸的第一腿272。第一腿272基本上是平面状的(或者非常微小地弯曲以反映电池单元210的外表面的曲率)，并且定向成基本上平行于电池单元210的纵向轴线。第一腿272在第二端273附近转弯大约90°，从而形成端夹276。端夹276位于基本垂直于电池单元210的纵向轴线的平面内。端夹276包括凹形端，该凹形端弯曲以反映电池单元210的正端子226的外圆柱形表面。结果，板簧260在PCB 242上形成从正电池端子226到正端子268的正电路径。此外，板簧260可以形成为产生弹簧力，该弹簧力将板簧260偏置到图7A和7B所示的附连位置，同时允许使用者使板簧260暂时变形，以在需要时从电池单元210移除可重复使用的电池指示器240。
类似于板簧260，板簧262包括第一端278，其连接到PCB 242上的负端子280。板簧262包括从第一端278延伸的第一腿284。第一腿284基本上是平面状的(或者非常微小地弯曲以反映电池单元210的外表面的曲率)，并且定向成基本上平行于电池单元210的纵向轴线。第一腿284在第二端285附近转弯大约90°，从而形成端夹288。端夹288位于基本垂直于电池单元210的纵向轴线的平面内。端夹288包括凹形端，该凹形端弯曲以反映电池单元210的负端子224的外圆柱形表面。结果，板簧262在PCB 242上形成从负电池端子224到负端子280的负电路径。此外，板簧262可以形成为产生弹簧力，该弹簧力将板簧262偏置到图7A和7B所示的附连位置，同时允许使用者使板簧262暂时变形，以在需要时从电池单元210移除可重复使用的电池指示器240。
第一板簧260的第一腿272与端环276之间以及第二板簧262的第一腿184与端环288之间大约90°的弯曲产生轴向力，该轴向力保持可重复使用的电池指示器240与电池单元210电连接。
在一些实施例中，第一板簧260和第二板簧262中的一个或多个可以作为多层PCB242的一层分别集成到PCB 242的正端子268和负端子280中。
在一些实施例中，可重复使用的电池指示器240还可以包括保持夹291，保持夹291从可重复使用的电池指示器240在基本垂直于电池单元210的纵向轴线的平面中延伸。保持夹291可以包括两个相对的腿，这两个腿弯曲以反映电池单元210的外表面的曲率。保持夹291提供额外的保持力，以将可重复使用的电池指示器240保持在电池单元210上。
在图8A、图8B和图9所示的实施例中，类似的元件被标记为比图1至图4中标记的元件刚好大300。例如，在图1至图4中电池单元被标记为10，而在图8A、图8B和图9中电池单元被标记为310。除非另有说明，来自任何示出的实施例的任何元件都可以结合到任何其它示出的实施例中。
现在转向图8A、图8B和图9，可重复使用的电池指示器340的第五实施例附连到电池单元310。可重复使用的电池指示器340包括PCB 342、第一连接器344和第二连接器346。虽然图8A和图8B中的电池单元210被示为AA型号的电池，但是该图示并不旨在将可重复使用的电池指示器340限制于所示的电池单元310。相反，可重复使用的电池指示器340的大小和形状可以形成为适配几乎任何电池单元，尤其是说明书中其它地方列出的那些电池单元型号。
类似于前面的实施例，在图8A、图8B和图9所示的实施例中，第一连接器344和第二连接器346分别包括第一板簧360和第二板簧362。除了以下的例外，第一板簧360和第二板簧362类似于图7A和图7B的第一板簧260和第二板簧262。
在图8A、图8B和图9所示的实施例中，第一板簧360包括保持夹391，保持夹391在基本垂直于电池单元310的纵向轴线的平面中延伸。在其它实施例中，第二板簧362可以包括类似的保持夹。保持夹391可以包括两个相对的腿，这两个腿弯曲以反映电池单元310的外表面的曲率。保持夹391提供额外的保持力，以将可重复使用的电池指示器340保持在电池单元310上。
第二板簧346包括端环388，而不是包括端夹。端环388位于基本垂直于电池单元310的纵向轴线的平面内。端环388包括内开口392，内开口392的大小和形状形成为反映电池负端子324的外圆柱形表面。结果，第二板簧362在PCB 342上形成从负电池端子324到负端子的负电路径。
在一些实施例中，端环388可以包括圆盘形电压传感器，其被布置成适配圆柱形电池单元310的一端。
现在具体转向图9，端环388可以包括远离端环388朝向PCB 342延伸的径向套环394。径向套环394的大小和形状形成为适配在负盖凹部396内。除了端环388之外，径向套环394还提供负端子定位和接触力。
在其它实施例中，具有径向套环的类似端环可以形成在第一板簧中，用于在正电池端子处接触。在这样的实施例中，径向套环可以在正电池端子处提供额外的空隙，在该处存在反极性插入保护装置。
端环388和径向套环394与具有负盖/正极卷边凹槽的电池单元协作。
现在转向图10，示出了可重复使用的电池指示器440的第六实施例。在图10的实施例中，可重复使用的电池指示器包括壳体498、安装在壳体498内的集成电路、电压传感器和通信电路。在图10的实施例中，壳体498的大小和形状形成为适装在纵向并排布置的两个圆柱形电池单元410之间。在图10所示的实施例中，壳体498具有为三棱柱形状的横截面。更具体地，壳体498具有为凹形的第一侧497和为凹形的第二侧499。在其它实施例中，壳体498可以具有适配在由三棱柱所描述的空间内的诸如矩形、梯形、椭圆形、半圆形和变体形状。在图10的实施例中，可重复使用的电池指示器440安装在电池单元410之间和电子设备500的电池插孔495内。
现在转向图11，示出了可重复使用的电池指示器540的第七实施例，并且其位于两个电池单元510之间。在图11的实施例中，可重复使用的电池指示器540包括仅具有单个凹形侧的壳体598。
图12示出了替代的壳体形状。在该实施例中，壳体698被布置成装配在由两个圆柱形电池单元610形成的空间中，这两个圆柱形电池单元610并排布置并且定向成使得电池单元610的相应纵向轴线彼此平行。在图12所示的实施例中，壳体698具有由以下方程式限定的横截面形状：
其中
Av是壳体698的横截面面积；和
DB是一个电池单元610的直径。
具有由前述方程式限定的横截面形状的壳体使电池单元之间的可用空间最大化。例如，对于给定的电池型号(假设壳体长度等于电池单元长度)，具有上述限定的横截面形状的壳体将产生以下壳体体积。对于AAA电池，壳体将具有526mm3的体积；以及对于AA电池，壳体将具有1140 mm3的体积。
现在转向图13，计算设备800通信地连接到可重复使用的电池指示器740中的通信电路。计算设备通过由可重复使用的电池指示器740中的天线发送的无线信号从通信电路接收信息。例如，无线信号可以是wifi信号、蓝牙®信号、RFID信号或任何其它无线信号中的一种或多种。在其它实施例中，计算设备800和可重复使用的电池指示器740可以通过有线连接而通信地连接。
计算设备800包括处理器802和存储器804。存储器804可以存储处理器可执行指令，当由处理器802执行这些指令时，使得处理器802检测来自可重复使用的电池指示器740的无线通信信号。在一些实施例中，，存储器804可以包括非暂时性计算机可读介质，在非暂时性计算机可读介质上作为制品嵌入有处理器可执行指令。处理器可执行指令还可以使处理器802将无线信号发送返回到可重复使用的电池指示器740，以通过可重复使用的电池指示器740远程控制电池电路。以这种方式，处理器802可以使可重复使用的电池指示器740确定电池特征数据；并将电池特征数据发送到使用者界面，诸如计算设备800上的显示器806。
在一些实施例中，电池特征数据可以包括电容；电压；阻抗、温度、电流；使用年限、充电/放电循环计数和库仑计数中的至少一种。
在其它实施例中，当由处理器802执行时，处理器可执行指令使得处理器802通过与可重复使用的电池指示器740通信来确定电池类型、电池的物理位置和电池正在供电的电子设备中的至少一项。
现在转向图14A和14B，示出了可重复使用的电池指示器940的又一实施例。可重复使用的电池指示器940包括第一连接器944和第二连接器946。第一连接器944连接到电池910的负端子924，并且第二连接器946连接到电池910的正端子。第一连接器944包括带有嵌入线907的绝缘腿905。绝缘腿905包括内部909，内部909防止嵌入线907与电池壳体918的卷边壁961接触。然而，嵌入线907在绝缘腿905的径向向内端暴露，使得嵌入线907可以与负端子924电接触，从而完成电连接。
本文公开的尺寸和值不应被理解为严格限于所列举的精确数值。相反，除非另有说明，每个这样的尺寸旨在表示列举的值和围绕该值的功能等效范围。例如，公开为“40毫米”的尺寸意指“大约40毫米”。
除非明确排除或以其它方式限制，否则本文引用的每个文件，包括任何交叉引用的或相关的专利或申请以及本申请要求其优先权或权益的任何专利申请或专利，以其全文引用的方式并入到本文中。对任何文件的引用并不是承认它是关于本文公开或要求保护的任何发明的现有技术，也不意味着其单独地，或者与任何其它一个或多个参考文件的任何组合地，教导、建议或公开了任何这样的发明。此外，如果本文件中术语的任何含义或定义与通过引用并入的文件中相同术语的任何含义或定义相冲突，则应以本文件中赋予该术语的含义或定义为准。
虽然已经示出和描述了本发明的特定实施例，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种其它改变和修改。因此，意图在所附权利要求中涵盖本发明范围内的所有这些改变和修改。

Claims (22)

1.可重复使用的电池指示器，包括:
电压传感器，其被配置为将感测的模拟电池特征转换成数字信息；
通信电路，其通信地连接到所述电压传感器；
天线，其操作性地联接到所述通信电路；和
连接机构，其具有电连接到所述电压传感器的至少第一连接器和第二连接器，所述第一连接器和所述第二连接器适于分别可移除地连接到第一电池端子和第二电池端子，从而当所述连接机构联接到第一电池端子和第二电池端子时，完成所述电压传感器与第一电池端子和第二电池端子之间的电路。
2.根据权利要求1所述的可重复使用的电池指示器，还包括电连接到所述电压传感器的升压器。
3.根据权利要求1所述的可重复使用的电池指示器，其中，所述第一连接器和所述第二连接器中的至少一个包括磁体、杯形件、套筒、突出部、插口、销、垫圈、弹簧连接器、线环中的至少一个或其任意组合。
4.根据权利要求1所述的可重复使用的电池指示器，其中，所述第一连接器和所述第二连接器中的至少一个包括至少一种金属和至少一种绝缘体。
5.根据权利要求1所述的可重复使用的电池指示器，其中，所述第一连接器和所述第二连接器中的至少一个包括金属、金属合金、冷轧钢、硬拉铁合金和非铁合金、高碳钢和低碳钢合金、后镀或预镀铁合金和非铁合金中的至少一种或其任意组合。
6.根据权利要求1所述的可重复使用的电池指示器，其中，所述通信电路包括射频识别电路、蓝牙电路、蓝牙低能量电路、Wi-Fi电路、Zigbee电路、LORA电路和Z波电路中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的可重复使用的电池指示器，其中，所述电压传感器能够读取小于1.8伏的开路电压。
8.根据权利要求1所述的可重复使用的电池指示器，其中，所述电压传感器和所述通信电路形成在印刷电路板上，所述印刷电路板适于插在所述第一连接器与所述第二连接器之间。
9.根据权利要求1所述的可重复使用的电池指示器，其中，所述第一连接器和所述第二连接器包括柔性弹簧丝。
10.根据权利要求1所述的可重复使用的电池指示器，其中，所述第一连接器和所述第二连接器包括导电磁体。
11.根据权利要求1所述的可重复使用的电池指示器，还包括壳体，所述电压传感器和所述通信电路安装在所述壳体内，所述壳体的大小和形状形成为适配在纵向并排布置的两个圆柱形电池之间。
12.根据权利要求11所述的可重复使用的电池指示器，其中，所述壳体具有为三棱柱形状的横截面。
13.根据权利要求12所述的可重复使用的电池指示器，其中，所述壳体具有为凹形的一侧。
14.根据权利要求12所述的可重复使用的电池指示器，其中，所述壳体具有为凹形的两侧。
15.根据权利要求1所述的可重复使用的电池指示器，其中，所述电压传感器是圆盘形的，并且所述电压传感器被布置成适配圆柱形电池单元的一端。
16.根据权利要求15所述的可重复使用的电池指示器，其中，所述电压传感器是薄圆盘BLE、UHF或RF模块之一。
17.包括权利要求1所述的可重复使用的电池指示器的电子设备，其中，所述可重复使用的电池指示器的壳体安装在电子设备的电池插孔内。
18.远程电池指示系统，所述系统包括:
电池；和
可重复使用的电池指示器，所述电池指示器包括电压传感器，所述电压传感器将感测的模拟电池特征转换成数字信息；通信电路，其通信地连接到电压传感器；天线，其操作性地联接到通信电路；以及连接机构，其具有电连接到电压传感器的至少第一连接器和第二连接器，第一连接器和第二连接器适于分别可移除地连接到第一电池端子和第二电池端子，从而当所述连接机构联接到所述第一电池端子和所述第二电池端子时，完成所述电压传感器与第一电池端子和第二电池端子之间的电路，
其中所述第一连接器和所述第二连接器分别电附连到第一电池端子和第二电池端子，使得所述电压传感器感测电池的特征。
19.根据权利要求18所述的系统，还包括通信地连接到所述通信电路的计算设备，所述计算设备通过所述天线从所述通信电路接收信息。
20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述计算设备包括处理器和存储器，所述存储器存储软件例程，所述软件例程使得所述处理器检测来自所述可重复使用的电池指示器的无线通信信号，以通过所述可重复使用的电池指示器远程控制电池电路，从而确定电池特征数据；并将电池特征数据发送到使用者界面。
21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述电池特征数据包括下列中的至少一种：电容；电压；阻抗、温度、电流；使用年限、充电/放电循环计数和库仑计数。
22.根据权利要求20所述的系统，其中，当由所述处理器执行时，所述软件例程使得所述处理器确定电池类型、所述电池的物理位置和所述电池正在供电的电气设备中的至少一项。
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