CN1294472A - 包括可再充电电池的无线电信系统的移动终端和防止所述可再充电电池膨胀的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无线通信系统的移动终端(1),具有:可再充电电池(7),用于为移动终端(1)提供电源电压;电压检测装置(8),用于检测电池(7)的电压;温度检测装置(9),用于检测电池(7)或接近它的温度;和放电装置(11,12),根据检测的温度和检测的电压将电池(7)放电,所以该放电装置(11,12)包括转换装置(12),用于将电能转换为机械能,以便将该电池放电。另外,本发明还涉及一种防止无线通信系统的移动终端(1)中的可再充电电池(7)的膨胀的方法。从而本发明使用防止移动终端的可再充电电池膨胀的简单有效的方法,使得可降低移动终端的体积和制造成本,并增加了电池的性能。

Description

包括可再充电电池的无线电信系统的移动终端 和防止所述可再充电电池膨胀的方法
本发明涉及包括可再充电电池的无线通信系统的移动终端和防止这种移动终端的可再充电电池膨胀的方法。
诸如GSM系统等无线通信系统的移动终端通常是由可再充电电池供电的，该电池包含在电可拆卸的电池容器中，机械上可连接到该移动终端的外壳上。因而，有不同种类的电池，例如，镍镉，镍氢或锂离子电池。锂离子电池由于它们很好循环性能(无存储影响)，低的漏电流和很高的存储能量的容量，变得越来越通用了。
在无线通信系统的移动终端中的可再充电电池的使用需要各种矛盾的参数的最佳化。首先，该电池应尽可能大以便能尽可能存贮多的能量。反之，无线电信系统的移动终端必须是尽可能小。第二，电池能存贮的能量越多，电池通常就越重。反之，无线通信系统的移动终端必须是尽可能轻。另外，该移动终端和该可再充电电池用在很宽的温度范围，特别是在夏天，可能经受很高的温度。
而暴露在高温之下对于这类电池会产生一些问题。例如锂离子电池当它们充满电经受高温时有膨胀的倾向。这一特征对于棱柱形电池特别危险。膨胀意味着当达到电池的一定高温值和／或一定的电压值时电池体积增加。通常该临界电压值基本上对应于电池的满充电状态。该膨胀是一种必须考虑的影响，并且要对电池或包含电池的电池容器的结构进行补偿。例如，在电池容器的塑性外壳与电池或电池组之间提供空隙，以便当达到一定温度和／或电压值时电池或电池组能够增加它们的体积。然而，这就增加了电池和电池容器的尺寸和制造的复杂性。
该膨胀现象伴有电池的电性能的恶化，即电解质和／或电池的活性物质的恶化导致了电池容量的减少。结果是该电池不能达到它的原有容量值或只能在显著地加长再充电过程之后达到。JP 08045549提议一种二次(可再充电)电池的保护装置包括：电压检测器，用于检测电池的终端电压；温度检测器，用于检测电池和控制器的温度。当电压与温度之间的关系落在表示恶化了容量的预定范围时，控制器发出一个致令请求。这就启动了对该二次电池进行冷却的致令部件。从而防止了容量的降低以及该二次电池的恶化。EP 0477908B1也公开了一种二次电池的保护装置。该保护装置包括检测电池的电压的电压检测装置和检测电池或接近电池的温度的温度检测装置。另外，该保护装置包括一个放电装置，根据检测的温度和检测的电压对电池进行放电。因此该放电装置是一个放电电阻，将电池的电能转换为热，以逐渐地降低电池电压。然而，对该电池放电的电阻的使用，在防止电池膨胀中不是有效的，因为该膨胀现象呈现在电池的一定高温和一定的充电电压上。而通过将电能转换为热来降低电池的充电电压，进一步增加了电池中或接近电池的温度，故不能有效地防止膨胀的影响。
因此本发明的目的是提供一种包括一个可再充电电池的无线电信系统的移动终端，其中能够有效地防止电池的膨胀。本发明的还一目的是提供一种有效地防止在无线通信系统的移动终端里可再充电电池的膨胀的方法。
通过按照权利要求1的无线通信系统的移动终端达到了上述目的，该移动终端包括：一个可再充电电池，为该移动终端提供电源电压；电压检测装置，用于检测电池的电压；温度检测装置，用于检测电池或接近电池的温度；和放电装置，用于根据检测的温度和检测的电压对电池放电，故所述放电装置包括转换装置，用于将电能转换为机械能，以便对电池放电。
通过按照权利要求9的防止在无线通信系统的移动终端里可再充电电池的膨胀的方法也达到了上述的目的，该方法包括步骤：检测电池的电压；检测电池或接近电池的温度；根据检测的温度和检测的电压，通过将电能转换为机械能对电池放电。
因此，本发明使用通过将电池的电能转换为机械能的对移动终端的电池放电的简单有效的方法来放电该电池，结果防止了电池的膨胀。故电能到机械能的转换通常未达到100％，而只将电能的某一部分转换为机械能，将其余的转换为热。
优越的是，根据检测的温度和检测的电压可起动根据本发明的移动终端的该转换装置，从而可防止电池的膨胀。
更优越的是，用于将电能转换为机械能以便对电池放电的该转换装置可为振动装置。另外，该转换装置可方便的为蜂鸣器。在两种情况中，可将该转换装置方便地用于向移动终端的用户机械地输出信号。该信号例如可是警报信号，呼叫信号等等，即替代或伴随移动终端正常操作的声信号的信号。
在该放电装置包括例如一振动装置作为将电能转换为机械能的转换装置的情况下，可将该移动终端的正常输出信号，即警报信号，控制信号，指示信号等作为由该振动装置输出的振动信号。另一方面，当该放电装置的转换装置为蜂鸣时，则可以蜂鸣信号的形式由该蜂鸣器输出该移动终端的正常输出信号。
更优越的是，当电压检测装置检测出该电压超过预置的阈值电压、温度检测装置检测出该电池或接近该电池的温度超过预置的阈值温度时，该放电装置可将该电池放电。因此，设置温度和电压的固定水平，当两个水平同时超过时将导致该放电装置的启动，来降低该电池的充电电压，以便防止膨胀。
可替代地，该放电装置可根据该电压与温度之间的预置函数关系方便地对电池放电，使得当检测到较低电压和较高温度或较高电压较低温度时对该电池放电。当所选电池的种类表示该膨胀现象不是来自固定的温度值和固定的电压值，而是来自按照预置的函数关系相互依赖的电压和温度值时，这种替代是优越的。换句话说，在这种情况下该膨胀现象由于电压和温度的水平而开始。电压和温度彼此成反比，即从较低电压和较高温度或较高电压和较低温度开始。
更优越的是，该移动终端包括一个可拆卸的电池容器，其中包含有电池，电压检测装置，温度检测装置和放电装置。另外，该可拆卸电池容器可只包括电池，电压检测装置和温度检测装置，故该放电装置是移动终端的其余部分。再一个可替代的，该可拆卸电池容器可只包括电池和温度检测装置，故电压检测装置和放电装置包括在移动终端的其余部分。
在下面，将基于本发明的最佳实施例，结合附图，详细地描述本发明，其中：
图1表示根据本发明的移动终端的示意图，
图2表示说明根据本发明的防止膨胀的方法的实施例的流程图，
图3是用于说明表现出膨胀现象的上述电压和温度之间的函数关系的电压／温度曲线图。
在图1中，示意地表示根据本发明的移动终端1。该移动终端1可以是，例如GSM系统或UMTS系统的移动终端，包括天线2，用于向电信系统的基地台发送高频信号或从基地台接收高频信号。将该天线又连接到移动终端1的通信块，该通信块包括：例如发送和接收装置3，例如包括该移动终端1的高频部分，用于对信号下变频和上变频；和控制装置4，用于控制移动终端1的操作。移动终端1的通信块5还包括用于操作在各个无线电信系统中的移动终端必须部件，比如编码器、译码器、显示器、键盘等等。从本发明的观点这些部件不是有关的，故为清楚起见没有示出。
根据本发明的移动终端1还包括电池容器6，包含有可再充电电池，用于为移动终端1的通信块5提供电源电压，可将电池容器6电和机械地连接到移动终端1。为了在空时或在故障时替换该电池容器6，可将该电池容器6从移动终端1除去，以换上充满电的电池容器。虽然在图1中示出只有单个电池7，但根据所需的应用该电池容器6用包括许多电池7，或者一个或多个电池组。
图1中所示的移动终端的电池容器6还包括并联到电池7的电压检测装置8，用于检测电池7的充电电压。另外，电池容器6包括一个温度检测装置9，用于检测电池7或接近电池7的温度。将温度检测装置9和电压检测装置8连接到诸如微处理器或简单模拟ASIC的控制装置10，该控制装置10从电压检测装置8和温度检测装置9接收相应的检测信号。该控制装置10控制包括转换装置12和开关11的放电装置，连接或断开转换装置到电池7的连接。当开关11为闭合状态时该转换装置12并联到电池7以便从电池7放电。该控制装置10根据从电压检测装置8和温度检测装置9接收的检测信号来控制开关11的打开和闭合。温度和电池电压一达到临界范围，控制装置10就闭合开关11，转换装置12产生电池7的电压，使电池7的膨胀被防止。转换装置12将来自电池7的电能转换为机械能，使电池7的电压减少。转换装置12可以是，例振动装置，蜂鸣器等等。在呼叫被接收的情况等，可将该转换器12用于向移动电话的用户输出机械信号。在转换装置12为振动装置的情况，将该移动电话的正常输出信号，例如警报信号，控制信号，指示信号等等作为该振动装置输出的振动信号。在转换装置12为蜂鸣器时同样是正确的。在这种情况，可将移动终端的正常输出信号作为该蜂鸣器的蜂鸣信号输出。在这种情况，可将转换装置12连接到移动终端1的控制装置10。然后，控制装置10控制转换装置12，以输出相应的输出信号，例如警报信号，呼叫信号等等。
控制装置10可以两种不同的方式控制电池7的放电。在一个简单的例子中，当温度检测装置9测得的温度超过预定的阈值，同时电压检测装置8检测的电压超过预定的阈值时，控制装置10启动放电装置，即闭合开关11，以使转换装置12将电池7放电。例如，该温度阈值可为60℃，而该电压阈值可为电池7的最大充电电压的90％。换句话说，当电池7或接近电池7的温度超过60℃，与此同时电池7的充电电压超过其最大充电电压的90％时，该控制装置使电池7放电。然后，控制装置10闭合开关11，转换装置12将来自电池7的电能很快地转换为机械能，使电池7的电压显著地降低。当电压检测装置8检测的电压一降到第二电压阈值之下(该第二电压阈值低于例如为最大充电电压的90％的第一电压阈值)，控制装置10重新打开开关11，电池容器6继续正常地操作。当温度检测装置9测量的温度降到第二温度阈值以下例如低于60℃的第一温度阈值，出现同样的情况。该第一实施例提供了根据本发明防止移动终端的电池7膨胀的简单，廉价和有效的可能性。
应指出，即使当电池容器7不被连到移动终端1时，根据本发明的移动终端的电池容器6也能避免膨胀。例如，当电池容器6位于窗口的弯曲部或辐射器的顶部内，转换装置12工作，将电池7的电能转换为机械能，将电池放电，从而防止了电池的膨胀。因而，电池容器6不必连接到移动终端1。
虽然在图1中所示的移动终端内，所示和描述的电池容器6包括了本发明的重要部件，即可再充电电池7、电压检测装置8、温度检测装置9和放电装置11，12，但这些部件的一个或多个可以实现在移动终端1的其余部分中。例如，放电装置11，12可以是移动终端的部分而不是电池容器6的部分。另外，可将放电装置11，12以及电压检测装置8实现在移动终端1里而不是在电池容器6中。
在图2中以流程图示意地表示了这个第一实施例，其中在第一步S1，温度检测装置9测量电池7或接近电池7的温度T。在第二步S2，控制装置10将从温度检测装置9接收的温度值T与第一温度阈值比较。当从温度检测装置9接收的测量温度T不超过第一温度阈值时，在步骤S3，控制装置10检查是否开关11被闭合，即在此时转换装置12是否正将电池7放电。在打开开关11时，该过程返回到步骤S1。当在步骤S3控制装置10检测到，开关11闭合和电池7正在被转换装置12放电时，将开关11打开，使转换装置12对电池7的放电中断。然后，该过程返回到步骤S1。
当在步骤S2控制装置10检测到，从温度检测装置9接收的测量温度T超过了第一温度阈值时，控制装置10启动电压检测装置8以测量电池7的电压。然后，在步骤S6控制装置10将从电压检测装置8接收的测量电压值与第一电压阈值比较。当从电压检测装置8接收的电压值不超过第一电压阈值时，该控制装置进入步骤S3，其中检查开关11打开或没有。当在步骤S6控制装置10确定从电压检测装置8接收的电压值超过第一阈值时，在步骤S7将开关11闭合，使转换装置12将电池7放电。将第一温度阈值和第一电压阈值。例如，存储在连接到控制装置10的存储器中。
根据第二个更复杂的实施例，控制装置10根据电压和温度之间预置的函数关系来控制电池7的放电。从而，假定该膨胀现象发生在由图3的曲线所示的电池7的电压和温度之间的函数关系确定的临界区域中。在图3所示的曲线中，水平轴表示以℃表示的温度，而垂直轴表示以电池7的最大充电电压的百分比划分的电池7的电压V．100％意味着电池7充满电。电压和温度之间的函数关系是，至少温度在40-70℃范围，电压在50～100％的范围，故当检测到低电压和高温度或高电压和低温度时产生膨胀。例如，如果控制装置10从温度检测装置9接收70℃的温度值，而来自电压检测装置8的电压值对应于最大充电电压的50％，将开关11闭合，使转换装置12将电池7放电以避免膨胀。在另一方面，如果控制装置10例如从温度检测装置9接收对应于40℃的温度值，而来自电压检测装置8的电压值对应于最大充电电压的100％，它也闭合开关11，使电池7被转换装置12放电。因为膨胀只发生在图3中所示的区域中，即当超过相应的电压／温度值时，将图3的曲线中所示的函数关系存储在控制装置10中，使得当超过对应的电压／温度值时控制装置10将开关11闭合，以有效和精确的方式防止电池7的膨胀。
应注意，电池7是例如锂离子电池，或其它类型电池，当超过一定的电压和／或温度值时表现出膨胀现象。另外，根据本发明的电池容器6可具有附加的安全特征，比如过充电保护、过流保护、温度控制，使电池7在高温等情况完全不充电。另外，可将电压检测装置8，、控制装置10、开关11、转换装置12和温度检测装置中的一个或多个部件设在移动终端1中而不是在电池容器6里。因为电池容器6包括电连接到移动终端1的电池7，故当相应的控制部件包含在移动终端1时同样可执行根据本发明的放电控制。

Claims (15)

1．一种无线通信系统的移动终端(1)，具有：
可再充电电池(7)，为该移动终端(1)提供电源电压，
电压检测装置(8)，用于检测电池(7)的电压，
温度检测装置(9)，用于检测电池(7)或接近电池(7)的温度，和
放电装置(11，12)，根据所检测的温度和所检测的电压将电池(7)放电，
从而，
所述的放电装置(11，12)包括转换装置(12)，用于将电能转换为机械能以对该电池放电。
2．根据权利要求1的无线通信系统的移动终端，其特征在于，
根据所检测的温度和所检测的电压启动所述的转换装置(12)，以防止所述电池(7)的膨胀。
3．根据权利要求1或2的无线通信系统的移动终端，其特征在于，
所述的转换装置(12)包括一个振动装置。
4．根据权利要求1或2的无线通信系统的移动终端，其特征在于，
所述的转换装置(12)包括一个蜂鸣器。
5．根据权利要求3或4的无线通信系统的移动终端，其特征在于，
还将所述的转换装置(12)用于机械地输出信号给移动终端(1)的用户。
6．根据权利要求1-5中任一项的无线通信系统的移动终端，其特征在于，
当所述的电压检测装置(8)检测到电池(7)的电压超过预置的阈值、所述的温度检测装置(9)检测到所述电池(7)或接近它的温度超过预置的阈值时，所述的放电装置(11，12)将所述的电池(7)放电。
7．根据权利要求1-5中任一项的无线通信系统的移动终端，其特征在于，
所述的放电装置(11，12)根据所述电压和所述温度之间的预置函数关系将所述电池(7)放电，使得当检测到低电压和高温度或高电压和低温度时将所述电池(7)放电。
8．根据权利要求1-7中任一项的无线通信系统的移动终端，其特征在于，
可拆卸的电池容器(6)包括所述电池(7)、所述电压检测装置(8)、所述温度检测装置(9)和所述放电装置(11，12)。
9．根据权利要求1-8中的任一项的无线通信系统的移动终端，其特征在于，
所述的放电装置(12)以该移动终端的正常操作模式输出正常的输出信号。
10．一种用于无线通信系统的移终终端(1)的电池容器(6)，具有：
可再充电电池(7)，为该移动终端(1)提供电源电压，
电压检测装置(8)，用于检测电池(7)的电压，
温度检测装置(9)，用于检测电池(7)或接近它的温度，和
放电装置(11，12)，根据所检测的温度和所检测的电压将电池(7)放电，
从而，
所述的放电装置(11，12)包括转换装置(12)，用于将电能转换为机械能，以便将该电池放电。
11．一种防止无线通信系统的移动终(1)的可再充电电池(7)的膨胀的方法，包括步骤：
检测电池(7)的电压，
检测电池(7)或接近它的温度，和
根据所检测的温度和所检测的电压，通过将电能转换为机械能将电池(7)放电。
12．根据权利要求11的防止可再充电电池的膨胀的方法，其特征在于，
通过振动装置执行电能到机械能的所述转换。
13．根据权利要求11的防止可再充电电池的膨胀的方法，其特征在于，
通过蜂鸣器来执行电能到机械能的所述转换。
14．根据权利要求11，12或13的防止可再充电电池的膨胀的方法，其特征在于，
当检测到该电池的电压超过预置的阈值电压、所述电池或接近它的温度超过预置的阈值温度低，将所述的电池(7)放电。
15．根据权利要求11，12或13的防止可再充电电池的膨胀的方法，其特征在于，
根据所述电压和所述温度之间的预置函数关系将所述电池(7)放电使得当检测到低电压和高温度或高电压和低温度时将所述电池(7)放电。
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