CN116018712A - 具有集成加热器的电池组 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种具有加热元件的电池。电池的连接器包括第一端子、第二端子和加热器端子。一个或多个可充电电池单体电耦合到连接器的第一和第二端子。加热元件与电池单体的子集接触，并且包括电耦合到连接器的第一端子和加热器端子的电阻加热器路径，并且当加热器电压被施加到加热器端子时产生热量以温暖电池。防水材料被包裹在加热元件和电池单体的外部周围并且防止环境水接触加热器元件和电池单体。防水材料包括开口以允许连接器的至少第一和第二端子电耦合到逻辑板。

Description

具有集成加热器的电池组
背景技术
户外电子设备(例如，户外相机)可能会暴露在非常低的温度下，这对于在这样的设备中安装的可充电锂离子电池来说是有问题的。在这样低的温度下，锂离子电池充电和放电过程期间的电化学动力学可能会显著降低，这可能会增加电池阻抗。例如，加拿大的平均温度在一月和二月的冬季月份期间范围为从-5℃至-15℃，并且具有能量容量为约500mAh的锂离子电池的阻抗在该温度范围下可能会与锂离子电池在室温下的阻抗相比增加五倍。锂离子电池的阻抗增加可能会降低其放电容量，并且导致由电池供电的电子设备的运行时间显著下降。此外，虽然锂离子电池为电子设备的操作提供电力，但阻抗增加可能会导致电池本身出现不希望的电压下降，这可能会增加设备掉电(brownout)(即中断了设备操作的电子设备的电力供应中无意的电压下降)的可能性。像这样，需要一种机制来延长设备运行时间并且避免在许多设计用于低温环境的电池供电的电子设备中的设备掉电。
发明内容
本公开描述了用于对暴露于低温环境的电子设备(例如，室外相机、门铃相机)的电池进行预热的方法。电池包括电耦合到两个端子的一个或多个可充电电池单体。加热元件与电池的所述一个或多个可充电电池单体物理集成并且与电池单体共享两个端子中的一个。当加热元件被加热时，电池被预热，从而能够防止电池在低温下操作。作为预热电池的结果，电池的阻抗和放电容量没有受到损害，并且如果由电池供电，则电子设备的设备运行时间或电力供应不会不期望地下降。附加地，在一些实施例中，电池被修改为并入封装特征以阻止水渗透同时保持紧密的形状因子。
在一个方面，一些实施方式包括具有连接器、一个或多个可充电电池单体、加热元件和防水材料的电池。连接器包括第一端子、第二端子和加热器端子。一个或多个一个或多个可充电电池单体电耦合到连接器的第一和第二端子。加热元件与一个或多个可充电电池单体的至少子集接触，例如，被包裹在一个或多个可充电电池的外部周围。加热元件包括电耦合到加热器端子以及连接器的第一和第二端子中的一个的电阻加热器路径。当加热器电压被施加到加热器端子时，加热元件的电阻加热器路径产生热量以温暖电池。防水材料被包裹在加热元件和一个或多个可充电电池单体的外部周围。防水材料防止环境水接触加热器元件和电池单体。防水材料进一步包括开口以允许连接器的至少第一和第二端子电耦合到逻辑板(例如，其与电池不同并且在电池外部)。
在一些实施方式中，加热器端子电耦合到温度控制电路的输出，该温度控制电路在电池的操作温度低于阈值温度时向加热器端子提供加热器电压。温度控制电路根据电池的操作温度动态地调节加热器电压。温度控制电路可选地设置在逻辑板上或封闭在防水材料中。
在一些实施方式中，电池进一步包括具有第一电阻的负温度系数(NTC)热敏电阻器，该第一电阻被配置为随电池的操作温度而变化。连接器进一步包括电耦合到NTC热敏电阻器的NTC端子。
因此，电子系统和设备配备有与加热元件集成的可充电电池，特别是当电子设备具有紧密的形状因子和/或在低温环境中使用时。
附图说明
为了更好地理解所描述的各种实施方式，应当结合以下附图参考下面的详细描述，在附图中，相同的附图标记指代贯穿附图的对应部分。
图1A示出了根据一些实施方式的包括可充电电池的示例电子设备，并且图1B是根据一些实施方式的电子设备的截面图。
图2是根据一些实施方式的电子设备的电池充电和放电系统的电路图。
图3A图示了根据一些实施方式的未集成加热元件的示例电池，并且图3B图示了集成了加热元件的示例电池。
图4A至4C示出了根据一些实施方式的三个示例加热元件，每个加热元件都能够集成在电子设备的电池中。
图5A示出了根据一些实施方式的用于将一个或多个电池单体电耦合到电池外部的逻辑板(例如，主板)的电池的连接组件。
图6A和6B是根据一些实施方式的两个示例电池保护系统的电路图。
图7A至7C示出了根据一些实施方式的组装具有多于一个电池单体的电池的过程。具体地，图7A和7B示出了尚未被包裹防水材料的电池，并且图7C示出了被包裹防水材料的电池。
图7D和图7E分别是根据一些实施方式的没有防水材料的电池的透视图和前视图。
图7F和7G是根据一些实施方式的没有防水材料的电池的两个侧视图。
贯穿附图的若干视图，相似的附图标记指代对应的部分。
具体实施方式
在本申请的各种实施方式中，加热元件被集成到电池中，该电池包括一个或多个电池单体并且当一个或多个电池单体与附加功能部件(例如，温度传感器、保护电路)一起封装时可以指电池组。当具有这种电池的电子设备在低温环境中使用时，加热元件产生热量以温暖电池。加热元件与电池集成在减少了制造电池所需的物料清单(BOM)的紧密封装中。电池包括内部保护电路模块(PCM)、电池主体外部的连接器、以及将PCM连接到连接器的导线。附加的连接板用于支撑PCM并且电耦合到加热元件的两个相对端。加热元件的两个相对端中的一个电耦合到连接板上的电池的现有阳极或阴极(例如现有电池组系统接地点)，并且与电池的阳极或阴极共享连接板上相同的现有连接垫、导线和连接器端子。像这样，现有连接板、连接器和导线由电池单体和加热元件共享，并且不需要为加热元件添加分开的加热板、导线或连接器。具有这种电池的电子设备能够进一步节省耦合到电池的外部逻辑板上的空间，因为逻辑板不需要容纳分开地耦合到电池端子和加热器端子的两个连接器。
在一些实施方式中，当电池由电池供应者组装时，加热元件被集成到电池中。加热元件可选地包括直接包裹在电池单体上以促进热传递的发热片。防水材料(例如，带有封装标签的包裹物)进一步被包裹在加热元件和电池单体的外部周围以将加热元件保持紧贴电池单体。该防水材料的应用引入了一个隔热层以保护电池单体免受低温环境的影响，并且保护加热元件以免随着时间的推移从电池组表面分层和分离。
加热元件由系统电源轨供电，并且仅当电池被组装到电子设备中和其连接器电耦合到外部逻辑板并且由外部逻辑板驱动时起作用。当电池的连接器未连接到外部逻辑板时，电池的阳极和阴极与加热元件的两个相对端是断开和浮动的。
图1A示出了根据一些实施方式的包括可充电电池102的示例电子设备100，并且图1B是根据一些实施方式沿在图1A中示出的电子设备100的截面1B-1B取得的电子设备100的截面图1B。电子设备100是将相机模块和门铃系统集成在设备外壳110内的门铃相机设备。作为门铃相机，设备100很可能在寒冷的室外环境中被使用，并且因此是使用具有如本文所述的集成加热器的电池的理想设备。相机模块包括被配置为捕获图像的透镜组件104和图像传感器132，以及被配置为通过一个或多个无线通信网络与远程服务器交换数据的无线收发器。门铃系统被配置为响应于按钮组件106的按钮顶部106’上的按压而使远程打铃设备响铃。
在一些实施方式中，设备外壳110包括前盖板108，其至少密封设备外壳110内的多个电子部件、透镜组件104和按钮组件106。前盖板108包括按钮开口114，该按钮开口114被配置为暴露前盖板108上的按钮顶部106’。按钮顶部106’是按钮组件106的一部分，并且被配置为接收在按钮组件106上的用户按压。在一些实施方式中，前部盖板108进一步包括暴露透镜组件104的相机开口112。透镜组件104包括被配置成保护透镜组件104的盖玻璃。电子设备100可以包括布置在大体上不透明区域后面的IR照明器118阵列。IR照明器118被隐藏于前盖板108下方，但是由IR照明器118产生的光仍然能够穿透前盖板108以照亮电子设备100的视野。
在一些实施方式中，电子设备100进一步包括至少部分地设置在透镜组件104内的环境光传感器(ALS)组件(图1B中未示出)。ALS组件被配置为测量从透镜组件104周围的周边环境进入透镜组件104的光量。电子设备100可以进一步包括麦克风120和扬声器122。麦克风120被隐藏在前盖板108的后面，前盖板108具有允许声波到达麦克风120的麦克风孔径124。远程用户可以查看由电子设备100的相机模块捕获的现场视频流，并且经由麦克风120和扬声器122与访客进行实时对话。
电子设备100可以至少包括堆叠在设备外壳110内的传感器板126、主板128和副板130。主板128至少包括中央处理单元(CPU)和存储器系统(例如，包括存储器和存储器控制器)。图像传感器阵列132可以被设置在传感器板126的一端的顶部。副板130可以包括无线收发器电路、IR照明器驱动器、LED指示器驱动器和音频信号处理器(未在图1B中示出)中的至少一个或多个。
在一些实施方式中，可充电电池102被安装在主板128上，并且经由连接器电耦合到主板128。主板128可以被翻转并粘合到传感器板126。当主板128偏离传感器板126时，可充电电池102可以被定位于传感器板126旁边并且利用设备外壳110内的紧密空间。在一些实施方式中，传感器板126调节外部提供的供电电压，包括提供这些供电电压以对可充电电池102进行充电，并且主板128管理可充电电池102的操作，以便在外部电力供应不可用时，向传感器板126和副板130提供电力。在一些情况下，电子设备100没有与外部电源断开连接，并且电池102被配置为在短暂的持续时间期间，例如当按钮顶部106’被按下时，驱动电子设备100的相机系统。可替代地，在一些情况下，在电池102连接到外部电源并由其充电之前，电池102用于为与任何外部电源断开连接的电子设备100的操作供电达到延长的持续时间。
参照图1A，电子设备100是通常安装在建筑物外部并且暴露于室外环境的门铃相机设备，并且因此，暴露于室外温度的波动。在一些实施方式中，根据可充电电池的温度大于第一阈值温度(例如，45℃)的确定，可充电电池102被禁止充电。相反，在一些情况下，室外温度下降到第二阈值温度以下，例如0℃，并且电子设备100的电池102可能受到室外温度下降的影响。在一些实施方式中，加热元件被集成在可充电电池102中，并且加热元件根据可充电电池的温度小于第二阈值温度(例如，0℃)的确定来加热可充电电池102。根据可充电电池的温度等于或大于第三阈值温度的确定，加热元件被禁用加热可充电电池102。第三阈值温度可选地等于和不同于第二阈值温度。
图2是根据一些实施方式的电子设备100的电池充电和放电系统200的电路图。电子设备100包括电池102。可选地，电池102内置于电子设备100中或者是电子设备100中的可更换模块。在一些实施方式中，电池102包括单个可充电电池单体202。在一些实施方式中，电池102包括多个彼此电耦合的可充电电池单体202。例如，在一些实施方式中，电池102的多个可充电电池单体202能够根据以下各项进行耦合：1SnP并联电池配置，其中n是指示并联连接的电池单体202的数量的整数(例如，1S2P、1S3P、1S4P)；mS1P串联电池配置，其中m是指示串联连接的电池单体202的数量的整数(例如，2S2P)；或mSnP混合电池配置。在本申请中，电池102泛指将一个或多个电池单体202与附加功能部件(例如，加热元件204、NTC热敏电阻器216和电池保护系统224)封装在一起的电池组。
在一些实施方式中，电池102电耦合到包括电子设备100的各种部件的内部电路226，诸如(多个)CPU、存储器、(多个)数据输入设备、(多个)数据输出设备、透镜组件、(多个)散热器、(多个)图像传感器阵列、(多个)红外照明器、(多个)滤波器等。内部电路226在主板128、传感器板126和/或副板130上实现。在一些实施方式中，外部电源228耦合到电池102和内部电路226。外部电源228用于给电子设备100的电池102充电并且为内部电路226供电。
在一些实施方式中，一个或多个电池单体202电耦合到电池保护系统224，电池保护系统224被配置为在电子设备100正在由外部电源228或任何其他电源充电时和/或在电池102正在被放电以驱动电子设备100的内部电路226时，保护一个或多个电池单体202。在一些实施方式中，电池保护系统224用于检测形成电池102的多个可充电电池单体202中的至少一个可充电电池单体何时断开连接或无法充电。在一些实施方式中，电池保护系统224被设计在电池102的保护电路模块内。在一些实施方式中，一个或多个电池单体202和电池保护系统224被集成到在电子设备100内包含的电池组的单个封装/封闭中。在未示出的其他实施方式中，电池保护系统224被封装为与电池102不同的封装/部件。
在一些实施方式中，除了一个或多个电池单体202之外，电池102还包括加热元件204和防水材料206。加热元件204被设置为与一个或多个电池单体202的至少子集接触，例如，被包裹在一个或多个可充电电池单体202的外部周围。加热元件204包括被配置成产生热量以温暖一个或多个电池单体202的电阻加热器路径。防水材料206被包裹在加热元件204和一个或多个可充电电池单体202的外部周围，并且防止环境水接触加热器元件204和电池单体202。
电池102进一步包括连接器(例如，图3中的连接器306)，其被配置为将电池102电耦合到内部电路226和/或外部电源228，例如更具体地耦合到主板128。连接器包括第一端子210、第二端子212和加热器端子214。第一端子210和第二端子212耦合到一个或多个电池单体202的两个相对电极(即，阳极和阴极)，允许一个或多个电池单体202利用第一端子210和第二端子212充电和放电。第二端子212可选地耦合到接地电源220。加热元件204的电阻加热器路径电耦合到加热器端子214以及连接器的第一和第二端子210和212中的一个。当加热器电压被施加到加热器端子214时，加热元件204的电阻加热器路径产生热量以温暖电池102。在加热元件204外部周围包裹的防水材料206具有开口以允许连接器的至少第一端子210和第二端子212电耦合到与电池102分离的逻辑板，例如主板128。
第一端子210和第二端子212分别电耦合到一个或多个电池单体202的高供电节点(即阴极)和低供电节点(即阳极)。在一些实施方式中，电阻加热器路径电耦合在第一端子210与加热器端子214之间。当电池102的操作温度低于阈值温度时，加热器电压低于耦合到第一端子210的高供电节点，并且与电池102的操作温度正相关(即，随着操作温度的升高而升高)。相反，在一些实施方式中，电阻加热器路径电耦合在加热器端子214与第二端子212之间。当电池102的操作温度低于阈值温度时，加热器电压高于耦合到第二端子212的低供电节点，并且与电池的操作温度负相关(即，随着操作温度的升高而降低)。此外，在一些实施方式中，电池102的低供电节点可以接地，并且第二端子212与低供电节点一起接地。
此外，在一些实施方式中，电池102进一步包括具有第一电阻的负温度系数(NTC)热敏电阻器216，该第一电阻被配置为随电池102的操作温度而变化。连接器进一步包括耦合到NTC热敏电阻器216的NTC端子218。NTC端子218的输出指示电池102的操作温度，并且根据NTC端子218的输出满足预定义加热条件的确定，将加热器电压施加到加热器端子214。例如，NTC端子218的输出用于确定电池的操作温度是否低于阈值温度。加热器电压能够根据NTC端子218的输出动态地调整。此外，在一些实施方式中，NTC热敏电阻器216与电阻器222串联耦合。电阻器222和NTC热敏电阻器器215在第一端子210与第二端子212之间电偏置。电阻器222随电池102的操作温度具有大体上保持恒定或在小的容差内变化的第二电阻。电阻器222可选地布置在电池102之外，例如，在内部电路226，或在电池102内部。
在一些实施方式中，加热器端子214电耦合到温度控制电路230的输出，当电池102的操作温度低于阈值温度时，温度控制电路230向加热器端子214提供加热器电压。温度控制电路230根据电池102的操作温度动态地调整加热器电压。可选地，温度控制电路230是电子设备106的内部电路226的一部分，并且在电池102外部，例如，在主板128上。可选地，温度控制电路230被集成在电池102中，而不是被安装在传感器板126、主板128和副板130中的任何一个上。
图3A图示了未集成加热元件204的示例电池300，并且图3B图示了根据一些实施方式的集成了加热元件204的示例电池350。电池300包括一个或多个可充电电池单体202、内部连接板302、电池互连链路304和连接器306。电池300具有包括阴极308和阳极310的两个相对的电极，并且电流能够从电池单体202的极化电气小器械流出通过阴极308流向电池300的阳极310。一个或多个可充电电池单体202根据电池配置(例如，1SnP并联电池配置，mSnP混合电池配置)在阴极308与阳极310之间电耦合。电池300的阴极308和阳极310电耦合到内部连接板302上的两个不同的电池垫，例如第一电池垫和第二电池垫。连接器306经由电池互连链路304连接到内部连接板302。也就是说，连接器306包括第一端子210和第二端子212，该第一端子210和第二端子212分别电耦合到内部连接板302的第一电池垫和第二电池垫并且然后电偶合到电池300的阴极308和阳极310。
应用外部封装片320来封闭一个或多个可充电电池单体202、阴极308和阳极310、内部连接板302和电池互连链路304的电池端。外部封装片320是具有开口以允许电池互连链路304延伸离开电池单体202并且到达外部逻辑板(例如，主板128)。在一些实施方式中，外部封装片320包括防止环境水接触一个或多个可充电电池单体202和内部连接板302的防水材料206。注意图3A和3B是概念图，并且在许多实施例中外部封装片320被紧紧包裹在一个或多个可充电电池单体202周围。
参考图3B，在一些实施方式中，加热元件204被包裹在一个或多个可充电电池单体202的外部并与其接触。加热元件包括具有第一路径端322和第二路径端324的电阻加热器路径。第一路径端322和第二路径端324中的每一个都由加热元件204的基底的相应部分支撑，该基底在电池202的阳极或阴极附近延伸以达到内部连接板302。第一路径端322和第二路径端324分别被电耦合到内部连接板302的第一加热器垫和第二加热器垫。第一加热器垫经由电池互连链路304的加热器互连电耦合到连接器306的加热器端子214。第二加热器垫电耦合到第一或第二电池垫，并且因此经由电池互连链路304耦合到连接器306的第一或第二端子210或212。当加热器电压被施加到加热器端子时，以及当第一和第二端子耦合到供电电压时，电流流过电阻加热器路径以使加热元件204的电阻加热器路径产生热量以温暖电池350。
附加地，应用防水材料206以封闭加热元件204、一个或多个可充电电池单体202、阴极308和阳极310、内部连接板302以及电池互连链路304的电池端。防水材料206具有开口以允许电池互连链路304延伸离开电池单体202并到达外部逻辑板(例如，主板128)。防水材料206防止环境水接触一个或多个可充电电池单体202和内部连接板302。
在一些实施方式中，将加热元件204集成到电池350中不需要分开的连接板、分开的互连链路或分开的连接器。相反，改进现有的连接板302、互连链路304和连接器306以支撑加热元件204。具体地，在一些实施方式中，两个加热器垫被添加到连接板302，并且加热器互连被添加到互连链路304。改进连接器306以包括仅多一个加热器端子214。加热元件204与一个或多个电池单体202共享互连和端子。可替代地，在一些实施方式中，第一和第二加热器垫两者都没有电耦合到或短路到内部连接板302上的第一和第二电池垫中的一个。改进连接器306以包括两个加热器端子。第一和第二加热器垫经由被添加到互连链路304的两个不同的加热器互连电耦合到连接器306的两个加热器端子。通过这些方式，加热元件204具有与电池水平上的电池单体连接分离的它自己的连接，同时不需要分开的连接器板、互连链路或连接器。
图4A至4C示出了根据一些实施方式的三个示例加热元件204A至204C，每个加热元件都能够被集成在电子设备100的电池102中。每个加热元件204具有支撑电阻加热器路径402的不同部分并使其电绝缘的聚合物基底。聚合物基底可选地由聚酰亚胺制成。在一些实施方式中，电阻加热器路径402遵循跨加热元件204的基底均匀分布的图案(例如，具有蛇形形状)。可替代地，在一些实施方式中，电阻加热器路径402遵循跨加热元件204不均匀分布的图案，并且具有与电池102的温度轮廓一致的密度轮廓。例如，加热元件204的区域404将被布置成与电池102的靠近电子设备100的设备外壳110的部分接触并且具有更大的暴露于低温的机会。电阻加热器路径402的密度在加热元件204的区域404处局部增加。
在一些实施方式中，当一个或多个可充电电池单体202被组装在电池102中时，一个或多个可充电电池单体202共同形成具有厚度(t)的大体上平坦的三维(3D)形状，该厚度(t)显著地小于该3D形状的长度(l)或宽度(w)。一个或多个可充电电池单体202的3D形状具有由3D形状的长度(l)和宽度(w)限定的两个相对表面。参考图4A，加热元件204A具有与两个相对表面中的一个匹配的区域408。加热元件204A能够被附接到两个相对表面中的一个或被设置在两个相邻电池单体202之间。参见图4B和4C，加热元件204B或204C包括两个区域406和408，该两个区域406和408与两个相对表面匹配并且被配置成当加热元件204B或204C集成在电池102中时经由一个或多个可充电电池单体202的两个相对侧向电池102提供热量。两个区域406和408中的每一个具有相应的大小，该大小可选地小于或等于一个或多个可充电电池单体202的相对表面中的每一个的大小。
电阻加热器路径402具有第一路径端322和第二路径端324。第一路径端322和第二路径端324中的每一个都由加热元件204的基底的相应部分支撑，该基底从加热元件204的区域408的第一侧412A延伸到达内部连接板302。加热元件204B或204C的两个区域406和408经由桥接区域410连接。加热元件204B或204C在桥接区域410处折叠使得区域406或408能够被包裹在一个或多个可充电电池单体202的相对侧上。参见图4B，桥接区域410可选地从与区域408的第一侧412A相对的区域408的第二侧412B延伸，并且桥接区域410具有小于或等于区域406或408的宽度w’的宽度(wB)。参见图4C，桥接区域410可选地从连接到区域408的第一侧412A的区域408的第三侧412C延伸，并且桥接区域410具有小于或等于区域406或408的长度l’的宽度(wB)。桥接区域410具有与将被加热元件204B或204C包裹的一个或多个电池单体202的厚度(t)相匹配的长度(lB)。附加地，电阻加热器路径402在区域406或408的每一个上遵循相应的图案(例如，具有蛇形形状)。可选地，不在桥接区域410上使用相应的图案。区域406或408的电阻加热器路径402在桥接区域410上延伸并且在桥接区域410上不被电解耦。可选地，电阻加热器路径402在桥接区域410以及区域406和408上遵循相同的图案。区域408和410中的每一个可选地是刚性的或柔性的，并且桥接区域410是柔性的。
图5示出了根据一些实施方式的用于将一个或多个电池单体202电耦合到电池102外部的逻辑板(例如，主板128)的电池102的连接组件500。连接组件500包括内部连接板302、电池互连链路304和连接器306。内部连接板302电耦合到电池102的具有高供电节点(即，阴极308)和低供电节点(即，阳极310)的一个或多个电池单体202。电池互连链路304包括多个互连，用于将电池102的供电节点进一步耦合到连接器306。电池互连链路304的长度大于电池102的供电节点与被配置为接收连接器306的逻辑板的接收连接器之间的距离。连接器306的端子与在逻辑板上组装的接收连接器的端子匹配。当连接器306被机械耦合和电耦合到逻辑板的接收连接器时，连接器306将电池102的电力提供给逻辑板的电子部件或经由逻辑板利用外部电源228对电池102充电。
在一些实施方式中，内部连接板302包括第一电池垫502、第二电池垫504、第一加热器垫506和第二加热器垫508。第一和第二电池垫502和504分别电耦合到电池102的阴极308和阳极310。第一加热器垫506和第二加热器垫508分别电耦合到加热元件204的电阻加热器路径402的第一路径端322和第二路径端324。第一电池垫502和第二电池垫504以及第一加热器垫506经由电池互连链路304的第一电池互连510、第二电池互连512和加热器互连514进一步分别耦合到连接器306的对应端子。此外，在一些实施方式中，第二加热器垫508耦合或短路到内部连接板302上的第二电池垫504，并且因此，也电耦合到电池互连链路304的第二电池互连512。在图5中未示出的一些实施方式中，第二加热器垫508耦合或短路到内部连接板302上的第一电池垫502，并且因此电耦合到电池互连链路304的第一电池互连510。
在一些实施方式中，电池互连链路304进一步包括NTC互连516，并且连接器306进一步包括耦合到NTC互连516的NTC端子218。参见图2，电池102包括NTC热敏电阻器216，该NTC热敏电阻器216可选地设置在内部连接板302上或靠近电池102的一个或多个电池单体202中的一个。NTC热敏电阻器216电耦合到连接器306的NTC端子218。NTC热敏电阻器216具有被配置为随电池102的操作温度而变化的第一电阻，并且NTC端的输出指示电池102的操作温度。在示例中，NTC热敏电阻器216电耦合在连接器的第一端子210与NTC端子218之间，并且跨NTC热敏电阻器216的电压偏置在第一端子210和NTC端子218处监测以确定电池102的操作温度。此外，在一些实施方式中，根据NTC端子218的输出满足预定义加热条件(例如，电池102的操作温度低于阈值温度)的确定，加热器电压被施加到加热器端子214。加热器电压根据NTC端子218的输出动态地调整，从而将电池102的操作温度维持在阈值温度以上。
图6A和6B是根据一些实施方式的两个电池保护系统224的电路图。每个电池保护系统224被配置成确定电池102是否正在异常运行(例如，被过度充电、充电不足或短路)，并且在检测到电池102的异常情况(例如，过度充电、充电不足或短路情况)时断开连接电池102。电池保护系统224被设置在内部连接板302上，并且被电耦合到第一电池垫502、第二电池垫504和第二加热器垫508。电池保护系统224独立于第一加热器垫506操作，同时经由加热元件204耦合到第一加热器垫506。相反地，在一些实施方式中(未示出)，电池保护系统224被设置在电池102外部的逻辑板上并且经由连接器306电耦合到电池102。在一些实施方式中，电池保护系统224包括耦合在第二电池垫504a与NTC节点602之间的NTC热敏电阻器216，并且NTC节点602电耦合到电池互连链路304的NTC互连516和连接器306的NTC端子218。
电池保护系统224包括第一保护集成电路(PIC)604和第一开关部件608。第一PIC604是耦合到第一开关部件608的电源控制器，并且被配置为经由第一开关部件608控制电池102的充电和放电。在一些实施方式中，电池保护系统224进一步包括第二PIC 606和第二开关部件610。第二PIC 606是另一个不同的电源控制器，其被耦合到第二开关部件610并且被配置为经由第二开关部件610控制电池102的充电和放电。第一开关部件608和第二开关部件610沿着充电和放电路径612彼此串联耦合并且与电池102串联耦合。开关部件608和610中的每一个能够由对应的PIC 604或606控制以管理电池102的充电和放电。此外，在一些实施方式中，第一开关部件608和第二开关部件610中的每一个包括被布置在充电和放电路径612上的充电开关和放电开关，用于分开地控制电池102的充电和放电。
在一些实施方式中，两个监测电阻器614A和614B彼此串联耦合并且沿着充电和放电路径612与电池102和开关部件608和610串联耦合。监测电阻器614还与直流(DC)充电和放电路径612上的一个或多个电池单体102串联耦合。第一和第二PIC 604和606中的每一个都耦合到监测电阻器614A或614B，并且被配置为对监测电阻器614A或614B上的电压降进行监测，并且分别基于监测电阻器614A或614B上的电压降来确定电池102是否正在异常运行。
内部连接板302包括第一电池垫502、第二电池垫504、第一加热器垫506和第二加热器垫508。参见图6A，第二加热器垫508经由电池保护系统224的一部分——例如监测电阻器614和开关部件608和610中的一个或多个——耦合到第二电池垫504。在一些情况下，当电池102的操作温度下降到阈值温度以下时，电池保护系统224检测到电池的异常情况并且禁用电池102的充电或放电。当加热器电压和低供电电压经由第一和第二加热器垫506和508施加时，加热元件204仍然能够由外部电源228加热以温暖电池102，而不受电池保护系统224的影响。可替代地，在图6A中未示出的一些实施方式中，第二加热器垫508被直接短路到第一电池垫502。当电池保护系统224检测到电池的异常情况时，它禁用电池102的充电/放电。当高供电电压和加热器电压经由第一加热器垫506和第二加热器垫508施加时，加热元件204也能够通过外部电源228被加热以温暖电池102，而不受电池保护系统224的影响。
参照图6B，在具有高侧电池保护的一些实施方式中，第二加热器垫508直接电短路到第二电池垫504。可选地，能够使用单个垫来代替垫504和508，从而减少内部连接板302的占用空间大小。当电池保护系统224检测到电池的异常情况时，它禁用电池102的充电/放电。当高电源电压和加热器电压经由第一加热器垫506和第二加热器垫508施加时，加热元件204能够被外部电源228加热以温暖电池102，而不受电池保护系统224的影响。
图7A至7C示出了根据一些实施方式的组装具有多于一个电池单体202的电池102的过程700。具体地，图7A和7B示出了尚未被防水材料206包裹的电池102，并且图7C示出了被防水材料206包裹的电池102。图7D和7E分别是根据一些实施方式的没有防水材料206的电池102的透视图720和正视图740。图7F和7G是根据一些实施方式的没有防水材料206的电池102的两个侧视图760和780。
电池102具有被布置成1S2P并联电池配置的两个电池单体202。防水材料206被包裹在加热元件204和两个电池单体202的外部。内部连接板302和耦合到内部连接板302的电池互连链路304的电池端也被封闭在防水材料206中。电池互连链路304的其余部分从电池互连链路304的开口延伸出，并且终止于连接器306处。连接器306被配置为匹配逻辑板的接收连接器。在一些实施方式中，逻辑板包括温度控制电路230，其被配置为当电池102的操作温度低于阈值温度时向加热器端子214施加加热器电压并且根据电池102的操作温度动态地调整加热器电压。可替代地，在一些实施方式中，温度控制电路230至少部分地被设置在被封闭在防水材料206中的内部连接板302上。
参照图7A，当防水材料206从电池102上被移除并且没有被包裹到电池102上时，两个电池单体202A和202B被暴露。两个电池单体202A和202B各自具有长度(l)或宽度(w)的表面，并且被堆叠以共同形成具有厚度(t)的大体上平坦的三维(3D)形状，该厚度(t)显著地小于该3D形状的长度(l)和宽度(w)。电池102的两个相对电极(即，阴极308和阳极310)被形成并且电耦合到电池102的第一端702上的电池单体202A和202B。加热器元件204具有包括第一路径端322和第二路径端324的电阻加热器路径402。第一路径端和第二路径端324还被延伸到电池102的第一端702。内部连接板302被设置在电池的第一端702附近，并且被配置为接收第一路径端322和第二路径端324以及电池102的两个相对电极。
在一些实施方式中，电池单体202A和202B中的每一个在第一端702处部分凹陷。内部连接板302被定位于第一端702附近，并且电池单体202的两个相对电极308和310以及加热元件204的第一路径端322和第二路径端324在第一端702处电耦合到内部连接板302的垫502至508。在一些情况下，保护材料710被应用在每一个电池单体202的凹槽702处以向电池单体202的电极308和310以及加热元件204的第一路径端322和第二路径端324提供电绝缘和机械保护。可选地，保护材料710由一片绝缘泡沫制成。防水材料206被包裹在加热元件204和电池单体202的外部周围，从而防止环境水接触加热元件204和电池单体202。
在一些实施方式中，加热元件204被包裹在彼此附接的两个电池单体202A和202B的外部周围。可替代地，在一些实施方式中，加热元件204被包裹在两个电池单体202A和202B中的仅一个的外部周围。对应的电阻加热器路径402的路径端322和324被延伸到电池102的第一端702，并且被内部连接板302的第一加热器垫506和第二加热器垫508接收。可替代地，在一些实施方式中，加热元件204包括第一加热元件(例如图4B中的204B或图4C中的204C)和第二加热元件(例如图4B中的204B或图4C中的204C)。第一加热元件和第二加热元件分别被包裹在两个电池单体202A和202B的外部周围。可选地，第一和第二加热元件的电阻加热器路径被串联电耦合以在它们相应的路径端322和324终止。可选地，第一和第二加热元件的电阻加热器路径被并联地电耦合在它们相应的路径端322和324处，其被内部连接板302的第一和第二加热器垫506和508接收。
参考图7F，在一些实施方式中，加热元件204没有被包裹在任何一个或多个电池单体周围。相反，加热元件204(例如，图4A中的204A)具有的面积等于或小于具有长度(l)和宽度(w)的电池102的表面的面积。加热元件204被设置于防水材料206与电池单体202A之间、两个电池单体202A与202B之间、或防水材料206与电池单体202B之间。参考图7G，加热元件204包括多个加热元件片(例如，图4A中的204A)，其中的每个加热元件片具有的相应面积等于或小于具有长度(l)和宽度(w)的电池102的表面的面积。每个加热元件片具有电阻加热器路径，其具有电耦合到内部连接板302的第一加热器垫506和第二加热器垫508的路径端322和324。
参见图7B，在一些实施方式中，第一导热片704被设置在电池单体202A与紧邻电池单体202A的加热元件204之间，和/或在电池单体202B与紧邻电池单体202B的加热元件204之间。第一导热片704被配置为均匀地分布由加热元件204和电池单体202A和/或202B产生的热量。附加地或可替代地，在一些实施方式中，第二导热片706被设置在电池单体202A与202B之间，它们以其他方式彼此紧邻，并且被配置为在电池单体202A与202B之间均匀地分布热量。
在本文的各种描述的实施方式的描述中使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，而不旨在限制。如在各种描述的实施方式和所附权利要求的描述中所使用的，单数形式“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。还将理解，本文所使用的术语“和/或”指的是并且涵盖一个或多个相关联的列出的项的任何和所有可能组合。将进一步理解，术语“包括”、“包含”和/或“含有”在本说明书中使用时，指定了所陈述的特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或它们的组。附加地，将理解，尽管术语“第一”、“第二”等可以在本文中用于描述各种元件，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元素与另一个元素区分开来。
如本文所使用，术语“如果”可选地被解释为表示“何时”或“一经”或“响应于确定”或“响应于检测”或“根据确定”取决于上下文。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到【规定的条件或事件】”可选地被解释为“一经确定”或“响应于确定”或“一经检测到【规定的条件或事件】”或“响应于检测到【规定的条件或事件】”或“根据检测到【规定的条件或事件】的确定”，这取决于上下文。
前面的描述，为了解释的目的，已经参考具体实施例进行了描述。然而，以上说明性讨论并非旨在穷举或将权利要求限制为所公开的精确形式。鉴于上述教导，许多修改和变化是可能的。选择和描述实施例是为了最好地解释操作原理和实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解。
尽管各种附图以特定次序图示了多个逻辑阶段，但是不依赖于次序的阶段可以被重新排序并且其他阶段可以被组合或分解。虽然特别提到了一些重新排序或其他分组，但其他那些对于本领域的普通技术人员来说将是显而易见的，因此本文中呈现的排序和分组不是备选方案的详尽穷举。此外，应当认识到，这些阶段可以以硬件、固件、软件或其任何组合来实现。

Claims (15)

1.一种电池，包括：
连接器，所述连接器包括第一端子、第二端子和加热器端子；
一个或多个可充电电池单体，所述一个或多个可充电电池单体电耦合到所述连接器的所述第一端子和所述第二端子；
加热元件，所述加热元件与所述一个或多个可充电电池单体的至少子集接触，所述加热元件包括电耦合到所述加热器端子和所述连接器的所述第一端子和所述第二端子中的一个的电阻加热器路径，其中，所述加热元件的所述电阻加热器路径在加热器电压被施加到所述加热器端子时产生热量以温暖所述电池；以及
防水材料，所述防水材料被包裹在所述加热元件和所述一个或多个可充电电池单体的外部周围，其中，所述防水材料防止环境水接触所述加热元件和电池单体，并且包括开口以允许所述连接器的至少所述第一端子和所述第二端子电耦合到逻辑板。
2.根据权利要求1所述的电池，其中，所述加热器端子电耦合到温度控制电路的输出，所述温度控制电路在所述电池的操作温度低于阈值温度时向所述加热器端子提供所述加热器电压，并且根据所述电池的所述操作温度动态地调整所述加热器电压。
3.根据权利要求2所述的电池，其中，所述电池包括温度传感器，所述温度传感器被布置在所述加热元件与所述一个或多个可充电电池单体之间，并且确定所述电池的所述操作温度。
4.根据权利要求1所述的电池，进一步包括：
具有第一电阻的负温度系数(NTC)热敏电阻器，所述第一电阻被配置为随所述电池的操作温度而变化，
其中，所述连接器进一步包括耦合到所述NTC热敏电阻器的NTC端子。
5.根据权利要求4所述的电池，其中，所述NTC端子的输出指示所述电池的所述操作温度，并且根据所述NTC端子的所述输出满足预定义加热条件的确定，所述加热器电压被施加到所述加热器端子，并且其中，所述加热器电压是根据所述NTC端子的所述输出来动态地调整的。
6.根据权利要求4所述的电池，进一步包括：
具有第二电阻的电阻器，所述第二电阻被配置为随所述电池的所述操作温度而大体上保持恒定，其中，所述电阻器和所述NTC热敏电阻器串联耦合并且被偏置在所述第一端子和所述第二端子之间，并且所述NTC端子的输出被应用以确定所述电池的所述操作温度是否低于阈值温度。
7.根据权利要求1所述的电池，其中，所述第一端子和所述第二端子分别耦合到所述电池的高供电节点和低供电节点，并且所述电阻加热器路径电耦合到所述连接器的所述加热器端子和所述第二端子，并且其中，当所述电池的操作温度低于阈值温度时，所述加热器电压高于所述低供电节点并且与所述电池的所述操作温度负相关。
8.根据权利要求1所述的电池，其中，所述第一端子和所述第二端子分别耦合到所述电池的高供电节点和低供电节点，并且所述电阻加热器路径电耦合到所述连接器的所述第一端子和所述加热器端子，并且其中，当所述电池的操作温度低于阈值温度时，所述加热器电压低于所述高供电节点并且与所述电池的所述操作温度正相关。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电池，其中，所述连接器进一步包括：
内部连接板，所述内部连接板设置在所述一个或多个可充电电池单体附近并且具有第一电池垫、第二电池垫、第一加热器垫和第二加热器垫；
第一电池互连，所述第一电池互连将所述第一电池垫耦合到所述第一端子；
第二电池互连，所述第二电池互连将所述第二电池垫和所述第二加热器垫耦合到所述第二端子；以及
加热器互连，所述加热器互连将所述第一加热器垫耦合到所述加热器端子。
10.根据前述权利要求中任一项所述的电池，其中，所述加热元件包括聚合物基底，所述聚合物基底支撑所述电阻加热器路径的部分并且使所述电阻加热器路径的部分电绝缘。
11.根据前述权利要求中任一项所述的电池，进一步包括第一导热片，所述第一导热片被设置在所述一个或多个可充电电池单体与所述加热元件之间，所述第一导热片被配置为分布由所述加热元件和所述电池单体产生的热量。
12.根据前述权利要求中任一项所述的电池，进一步包括第二导热片，其中，所述第二导热片被设置在两个紧邻的电池单体之间并且被配置为在所述两个紧邻的电池单体之间分布热量。
13.根据前述权利要求中任一项所述的电池，其中，所述连接器机械耦合和电耦合到在所述逻辑板上组装的接收连接器，并且其中，电池保护电路被设置在所述电池中并且电耦合到所述连接器的所述第一端子和所述第二端子。
14.根据前述权利要求中任一项所述的电池，其中，所述电池被集成在门铃相机中，并且被配置为至少在门铃按钮被按下时的持续时间期间驱动所述门铃相机的相机系统。
15.根据前述权利要求中任一项所述的电池，其中，所述一个或多个可充电电池单体包括第一电池单体子集和与所述第一电池单体子集串联布置的第二电池单体子集，并且所述第一电池单体子集和所述第二电池单体子集中的每一个包括在相应的子集内并联布置的相应的电池单体集合。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2024030154A1 (en) * 2022-08-02 2024-02-08 Google Llc Battery heater failsafe circuit
CN115295918B (zh) * 2022-08-12 2023-09-05 广东宇华热能科技有限公司 一种新能源车热管理系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103515669A (zh) * 2012-06-26 2014-01-15 希姆通信息技术（上海）有限公司 电子设备电池加热装置及加热方法
LU92930B1 (en) * 2015-12-24 2017-07-20 Iee Sa Internal battery heating unit with thin-printed foil
CN206585662U (zh) * 2016-03-15 2017-10-24 Bot家庭自动化公司 音频/视频记录和通信门铃
KR102374821B1 (ko) * 2017-03-10 2022-03-17 삼성전자주식회사 온도를 기반으로 배터리의 충전을 제어하는 방법 및 장치
CN106934962B (zh) * 2017-05-08 2019-05-17 中磊电子（苏州）有限公司 门铃装置及用于门铃装置的控制方法
EP4243387A3 (en) * 2017-08-14 2023-11-08 Google LLC Doorbell camera
US10319213B1 (en) * 2018-06-27 2019-06-11 Google Llc Thermal management in smart doorbells
CN111211361A (zh) * 2020-01-07 2020-05-29 福建科立讯通信有限公司 一种提升普通电池低温性能的电路

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