CN112534634A

CN112534634A - 用于输送电力的电池

Info

Publication number: CN112534634A
Application number: CN201880096210.1A
Authority: CN
Inventors: K·耶尔德兹; O·阿科德米尔
Original assignee: Wester Electronic Industry And Trade Co ltd
Current assignee: Wester Electronic Industry And Trade Co ltd
Priority date: 2018-08-16
Filing date: 2018-08-16
Publication date: 2021-03-19
Anticipated expiration: 2038-08-16
Also published as: CN112534634B; JP2021534551A; EP3837726A1; KR20210041592A; US20210313613A1; JP7194261B2; WO2020035144A1

Abstract

用于以电池电压输送电力的电池(1)具有主体(2)，该主体具有第一端和第二端。在第一端处提供第一极性的第一端子(4)，并且在第二端处提供第二极性的第二端子(5)。主体(2)沿着其长度能够扩展和能够收缩，以便使第一端子(4)和第二端子(5)分别彼此分开和彼此靠近，以改变电池(1)的长度。电池(1)具有布置为根据电池(1)的长度来设置电池电压的电路系统(7)。

Description

用于输送电力的电池

技术领域

本公开涉及用于输送电力的电池。

背景技术

电池以多种标准类型制造和供应。一般而言，不同的标准类型具有不同的形状和尺寸，并以一个特定的电压或另一个特定的电压输送电力。通常，特定的设备或装置需要一个或多个特定类型的电池，并且无法容纳不同类型的电池。这对于消费者而言是不方便的，因为这意味着他们必须进行购买并且通常还为不同的设备储备许多不同类型的电池。

发明内容

根据本文公开的一方面，提供了一种用于以电池电压输送电力的电池，该电池包括：

具有第一端和第二端的主体；

在第一端处的第一极性的第一端子；

在第二端处的第二极性的第二端子；以及

电路系统；

该主体沿着其长度能够扩展和能够收缩，以使第一端子和第二端子分别彼此分开和彼此靠近以改变电池的长度；以及

该电路系统被布置为根据电池的长度设置电池电压。

这提供了可配置的电池，其可以根据其中可以安装电池以供使用的一些电池夹持器或容器等的尺寸来调节长度。该主体可以是手动能够扩展和能够收缩的，使得用户可以用手调节电池的长度。电池供应的电压可以取决于电池的长度自动调节。下面将进一步讨论其一些具体示例。

在示例中，电池包括传感器，该传感器被布置为向电路系统提供电池的长度的测量，该电路系统被布置为根据所测量的电池的长度来设置电池电压。

在示例中，传感器是接近传感器。

在示例中，电路系统被布置为在电池的长度大于大约30mm的情况下将电池电压设置为大约1.5V，并且在电池的长度小于大约30mm的情况下将电池电压设置为大约12V。

在示例中，主体是能够扩展的和能够收缩的，以便将电池的长度改变为与AAAA、AAA、AA、A、C、D、A23和A27类型的电池的长度选择性地相同。AAAA、AAA、AA、A、C和D电池均提供1.5V的电压，而A23和A27电池提供12V的电压。

在示例中，电池被布置为使得当电池处于其静止状态时电池的长度是最大的。即，如果没有力施加到电池，特别是没有力施加到主体，那么电池的长度是最大的。

在示例中，主体在其整个宽度上是能够扩展和能够收缩的。

在另一个示例中，主体在其整个宽度上是不能够扩展或不能够收缩的。

如上所述，也可以组合地提供托架和电池，该托架具有限定托架的宽度的外壁并且具有其中可以容纳电池的中空内部。

在这个示例中，能够扩展/能够收缩的电池可以具有宽度，该宽度是要被“模仿”或通过能够扩展/能够收缩的电池实现的电池类型中的最窄的宽度。如果能够扩展/能够收缩的电池要被容纳在一些要求电池具有比电池宽度更大宽度的电池夹持器或插座中，那么可以将电池插入到托架中，该托架然后占据空间。

附图说明

为了帮助理解本公开并示出如何实施实施例，通过示例的方式参考附图，其中：

图1示意性地示出了处于第一构造的根据本发明的电池的示例；

图2示意性地示出了处于第二构造的图1的电池；

图3示意性地示出了标准电池类型的示例；

图4示意性地示出了根据本公开的电池的另一个示例；

图5示意性地示出了根据本公开的电池和托架的示例；以及，

图6示意性地示出了根据本公开的电池的示例以及在该电池中使用的电路系统的示例。

具体实施方式

如所提到的并且如众所周知的，电池以大量标准类型被制造和供应。这给用户带来不便。

在本文所述的示例中，提供了一种电池，其中可以调节电池的长度，并且根据电池的长度来设置由电池输送的电压。这为用户提供了可调节的电池，其可以将电池电压设置为适合被“模仿”或实现的电池类型的电池电压。

现在参考图1和图2，它们分别示出了处于第一扩展构造和第二收缩构造的根据本公开的电池1的示例。电池1通常是圆柱形的，具有长度l和宽度w。在这个示例中，电池1的横截面形状是圆形的，使得在这个示例中，“宽度”是电池1的直径。

电池1具有主体2。主体2沿着电池1的长度能够扩展和能够收缩。在这个示例中，主体2是手动能够扩展和能够收缩的，使得用户可以用手扩展和收缩电池1。下面将讨论使得能够扩展和收缩的主体2的布置的示例。

电池1在主体2内包含电化学电池单元3。电化学电池单元3以本身已知的方式产生电力。在电池1是“一次”或“一次性”电池的情况下，电化学电池单元3可以是单次使用类型的，或者在电池1是“二次”或可再充电电池的情况下，电化学电池单元3可以是可再充电的。电池1的一端具有第一端子4，并且另一端具有第二端子5。第一端子4可以是“nub”类型并且通常是正极端子。第二端子5可以是平板(flat disk)类型，并且通常是负极端子。第一端子4和第二端子5与电化学电池单元3电连通。电化学电池单元3与第一端子4和第二端子5之间的连接可以通过例如柔性连接线(未示出)来实现，该柔性连接线在电池1扩展或收缩时维持电连接。

该示例的电池1还具有用于获得电池1的长度的测量并且与电路系统7通信的传感器6，电路系统7将在下面进一步讨论。传感器6可以例如位于电池单元3的顶部，并且可以测量电池单元3的顶部与电池1的主体2的顶部(即，靠近正极端子4)处的内壁8之间的距离。在仅主体2的上部能够扩展和能够收缩的情况下，这可能是合适的。替代地，传感器6可以例如位于电池单元3的底部，并且可以测量电池单元3的底部与电池1的主体2的底部(即，靠近负极端子5)处的内壁9之间的距离。在仅主体2的下部能够扩展和能够收缩的情况下，这可能是合适的。在所示的示例中，传感器6被定位在主体2内以提供主体2的上内壁8和下内壁9之间的距离的测量。在主体2可以在顶部和底部或者更一般地沿着其长度的任何地方扩展的情况下，这是特别合适的。在另一个示例中，在电池单元5的顶部和底部可能存在用于分别测量从电池单元到主体2的顶部和底部的距离的传感器6。

传感器6可以是例如接近传感器。接近传感器6可以是例如光学传感器，诸如光电接近传感器、电容性接近传感器、电感性接近传感器等。接近传感器6通常可以以高准确度提供电池1的长度的测量。作为使用接近传感器的替代，传感器6可以是滑动电位计或某种其它类型的传感器。

电路系统7包含在电池1的主体2内。合适的电路系统7的具体示例将在下面进一步讨论。电路系统7从传感器6接收电池1的长度的测量。电路系统7可以基于电池1的长度在使用中根据需要设置的由电池1输送的输出电压。

表1总结了可以被电池1模仿或有效实现的不同类型的电池的示例，并在图3中以图形方式显示。在表3中，如表1中所示，维度以毫米为单位。此外，指示的电压是由电池1供应的标称电压，应该理解的是，由电池输送的实际电压会随时间而变化，例如因为电化学电池单元随着使用而耗尽。

类型	直径(mm)	长度(mm)	电压
				AAAA	8.3	42.5	1.5V
AAA	10.5	44.5	1.5V
				AA	14.5	50.5	1.5V
A	17	50	1.5V
				C	26.2	50	1.5V
D	34.2	61.5	1.5V

A23	10.3	28.5	12V
				A27	8	28.2	12V

表1

电路系统7被配置为使得如果电池1模仿AAAA、AAA、AA、A、C或D类型的电池，那么使电池1输送1.5V的(标称)电压。另一方面，如果电池1模仿A23或A27类型的电池，那么电路系统7操作，以使电池1所述12V的(标称)电压。这对于用户特别方便，因为电池1不仅允许获得不同尺寸的电池，而且电池1还根据需要调节由电池1输送的电压。

电路系统7可以被布置为使得如果电池1的长度大于例如30mm，那么电池1被配置为输送1.5V的电压，而如果长度小于例如30mm，那么电池1被配置为输送12V的电压。阈值长度可以不同。例如，例如35mm左右的阈值长度允许在电池1的长度的测量中更大的误差余量。在其它示例中，可以使用高达大约40mm的阈值长度。

使电池1能够扩展和能够收缩的许多不同的布置是可能的。

例如，电池1的主体2可以具有一个或多个“六角风琴(concertina)”(或之字形或手风琴或“z”)部分，其具有允许该部分扩展或收缩的多个褶皱。图4中示意性地示出了其示例。在图4的示例中，电池10具有主体11，主体11具有两个六角风琴部分12、13。第一六角风琴部分12朝着主体11的上部设在电池单元14/电路系统15与上部正极端子16之间。第二六角风琴部分13朝向主体11的下部设在电池单元14/电路系统15与下部负极端子17之间。六角风琴部分12、13允许用户根据需要手动地沿着电池1的长度扩展和收缩电池1。

在另一个示例(未示出)中，电池可以具有由“存储器泡沫”(诸如例如粘弹性聚氨酯泡沫)部分或完全形成的主体。这再次使得能够根据需要手动地沿着电池的长度扩展和收缩电池。

在一些示例中，电池被布置为使得当它处于其静止状态时其长度是最大的。即，如果没有力施加到电池，特别是如果没有力施加到主体，那么电池的长度是最大的。在这种情况下，用户只需要使主体收缩或压缩即可获得较短长度的电池，并且可以使电池松弛至其最大长度，以达到所需的最长电池长度。

在一些示例中，电池沿着其长度是能够扩展和能够收缩的，并且在其整个宽度上也是能够扩展和能够收缩的。这使电池本身能够更紧密地适应一系列“标准”电池尺寸。

在其它示例中，电池仅沿着其长度能够扩展和能够收缩，而在其整个宽度上不能够扩展或不能够收缩。即，在这个示例中，主体具有足够的刚性，以至于用户通常不能手动地使主体在其宽度上收缩或扩展。这样做的优点是，电池本身与在其整个宽度上能够扩展和能够收缩的电池相比可能更易于制造。

在这些示例中的任何一个示例中，电池可以与托架结合使用。图5示意性地显示了这样的示例。在图5中，左侧示出了电池20的正视图，该电池20沿着其长度能够扩展且能够收缩，但是不(必要)沿着其宽度能够收缩。在图5的右侧示出了托架30的透视图，托架30用于容纳电池20。托架30通常是套筒状的、是圆柱形的并且具有中空的内部32。托架30的相对端34、36中的至少一个，并且在一些示例中，托架30的相对端34、36中的两个是开放的，以允许将电池20插入到托架30的中空内部32中以及从中空内部32中取出。托架30使得能够增加电池20的有效宽度。

在电池20在其整个宽度上不能够扩展或不能够收缩的情况下，那么电池20可形成为具有将由能够扩展/能够收缩的电池模仿或实现的电池类型中的最窄的宽度。参考表1，在具体示例中，电池的宽度可以为大约8mm，对应于AAAA或A27类型的电池。然后可以将电池20插入到托架30中以获得更大的有效宽度。

即使电池20在其整个宽度上是能够扩展和能够收缩的，这种托架30也可能是有用的，因为它允许有效地实现和适应更宽范围的电池宽度，而不需要电池20的主体进行大的宽度改变。托架30的中空内部32可以具有的宽度(或直径)略小于电池20在其静止状态下的宽度。在这种情况下，用户可以在电池20的整个宽度上对其进行压缩，以将电池20装配到托架30中。然后，电池20可以放松，从而使其宽度扩大，从而将其牢固地保持在托架30中。

托架30可以是基本上刚性的，特别是足够刚性，以使其在用户的法向力的作用下不会压缩。在其它示例中，托架30本身可以是能够扩展和能够收缩的，尤其是在其整个宽度上。这进一步扩展了尺寸范围，特别是宽度范围，这可以通过电池20和托架30的组合有效地实现。

参考图6，其示意性地示出了根据本公开的电池10的示例以及用于电池10中的电路系统20的示例。该示例的电池10可以大体上类似于并根据上述示例，并且在此将不再重复对各种相似组件进行描述。

简要地并且类似于上面讨论的示例，电池10具有主体12，该主体12沿着电池10的长度是能够扩展和能够收缩的。电池10在主体12内包含电化学电池单元13。电池10的一端具有第一端子14，另一端具有第二端子15。该示例的电池10具有传感器16，其可以是例如接近传感器，用于获得电池10的长度的测量。

电路系统20包含在电池10的主体12内。该示例的电路系统20包括控制器单元22、功率转换器块24和开关电路系统块26。控制器单元22可以例如是或包括处理器，诸如例如可编程片上系统或SOC。可编程SOC可以非常小并且适合位于电池10的主体12内。

如以上所讨论的，传感器16获得电池10的长度的测量值。在图6所示的示例中，接近传感器16位于朝向电池10的一端(即，在该示例中靠近负极端子15)，并且测量到电池10的另一端的距离(即，在该示例中靠近正极端子14)。在电池10的制造生产或校准阶段期间，传感器16可以针对将由能够扩展/能够收缩的电池“模仿”的所有类型的电池测量电池10的长度。测量值可以永久存储在控制器22的软件中。同样，与这些长度对应的电压值也可以永久地存储在控制器22的软件中。

在使用中，传感器16测量电池10的长度，并将测量数据发送至控制器22。然后，控制器22将测得的长度值与所存储的电压长度值进行比较，并确定电池类型和期望的电压水平。控制器22然后可以控制开关电路系统块26，使得电池10的功率转换器块24输出正确的对应电压。

在示例中，功率转换器块24包括功率转换器集成电路系统或IC。可以由反馈引脚控制由功率转换器模块24的IC输出的电压，该反馈引脚由开关电路块26控制。

为此，该示例的开关电路块26具有两个晶体管28、30，其在控制器22的控制下用作开关，该控制器22向晶体管28、30的基极提供控制信号(电压)。在功率转换器24的反馈电路中设有第一电阻器R1。第二和第三电阻器R2、R3分别设在晶体管28、30的集电极之间，并且反馈电路和晶体管28、30的发射极接地(例如，电池10的主体12)。设置电阻器R1、R2和R3的值，使得取决于由控制器22结合传感器16从电池10的长度确定的电池类型实现从功率转换器块24的期望输出电压。

将理解的是，本文中所指的处理器或处理系统或电路系统实际上可以由单个芯片或集成电路或多个芯片或集成电路提供，可选地作为芯片组、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、图形处理单元(GPU)等提供。一个或多个芯片可以包括用于实施至少一个或多个数据处理器、一个或多个数字信号处理器、基带电路系统和射频电路系统中的一个或多个的电路系统(以及可能的固件)，它们是可配置的，以便根据示例性实施例进行操作。在这方面，示例性实施例可以至少部分地由存储在(非暂态)存储器中并且可由处理器执行的计算机软件来实现，或者由硬件或者由有形存储的软件和硬件(以及有形存储的固件)的组合来实现。

本文描述的示例将被理解为本发明的实施例的说明性示例。设想了进一步的实施例和示例。关于任何一个示例或实施例描述的任何特征可以单独使用或与其它特征结合使用。另外，关于任何一个示例或实施例描述的任何特征也可以与示例或实施例中的任何其它的一个或多个特征或者示例或实施例中的任何其它的任何组合结合使用。此外，在权利要求书所限定的本发明的范围内，也可以采用本文未描述的等同形式和修改形式。

Claims

1.一种用于以电池电压输送电力的电池，所述电池包括：

具有第一端和第二端的主体；

在第一端处的第一极性的第一端子；

在第二端处的第二极性的第二端子；以及

电路系统；

所述主体沿着其长度能够扩展和能够收缩，以使第一端子和第二端子彼此分开和彼此靠近以改变电池的长度；以及

所述电路系统被布置为根据电池的长度设置电池电压。

2.根据权利要求1所述的电池，包括被布置为向所述电路系统提供电池的长度的测量的传感器，所述电路系统被布置为根据测得的电池的长度来设置电池电压。

3.根据权利要求2所述的电池，其中所述传感器是接近传感器。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电池，其中在电池的长度大于大约30mm的情况下，所述电路系统被布置为将电池电压设置为大约1.5V，并且在电池的长度小于大约30mm的情况下，将电池电压设置为大约12V。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电池，被布置为使得当电池处于其静止状态时电池的长度为最大。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的电池，其中所述主体在其整个宽度上是能够扩展和能够收缩的。

7.根据权利要求1至5中的任一项所述的电池，其中所述主体在其整个宽度上是不能够扩展或不能够收缩的。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的电池和托架的组合，所述托架具有限定所述托架的宽度的外壁，并且具有能够容纳电池的中空内部。