CN203481851U - 一种备用电池产品及其堆叠充电系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于维护二次电池或二次电池装置的技术领域。为了克服现有技术中备用电池充电时需要插拔带来的不便，提供了一种备用电池产品及其堆叠充电系统，包括多个依次堆叠的被充电备用电池产品和堆叠至少一个所述备用电池产品的充电座，所述备用电池产品之间以及所述备用电池产品和充电座之间通过磁铁和外形凹凸对位设计来使充电所需的触点进行位置、极性对准和接触。通过本实用新型的创新设计，被充电备用电池产品开始充电和结束充电时都不需要进行插拔动作；只需要将被充电备用电池产品放上充电底座或备用电池产品上面，充电即可开始；只需要将被充电备用电池产品拿开，充电即可结束。

Description

一种备用电池产品及其堆叠充电系统
技术领域
本实用新型涉及维护二次电池或二次电池装置的技术领域，更具体地，涉及一种备用电池产品及用于为备用电池产品充电的堆叠充电系统。
背景技术
现有的备用电池产品，又称“移动电源”、也叫“外挂电池”、“外置电池”、“后备电池”、“数码充电伴侣”、“充电棒”、“充电移动电源”、“移动电源宝”、“续电虫”，是一种集供电和充电功能于一体的便携式充电器，可以给手机等数码设备随时随地充电或待机供电。一般用锂电芯或者干电池作为储电单元。区别于产品内部配置的电池，也叫外挂电池。具有大容量、多用途、体积小、寿命长和安全可靠等特点，是可随时随地为手机、数码相机、MP3、MP4、PDA、掌上电脑、掌上游戏机等各种数码产品供电或待机充电的功能产品。
目前最常见的备用电池产品的充电方式有AC直接充电，外接电源充电，无线充电，太阳能充电，手摇式充电等。其中，外接电源充电是最常见的充电方式。尤其是使用USB电源来进行充电。
例如，专利号为CN200520057049.7的中国实用新型专利公开了一种可以提供直流和交流两种规格的多功能电源插座。多功能电源插座主要包括插座壳体,以及安装在内部的电极接片、安装在壳体上的插口和开关,壳体由上壳体和下壳体构成,在插座壳体内设有微型电子整流器,在插座侧面设有USB接口,微型电子整流器的输出端与USB接口连接。使用新型提供的对手机之类的通讯设备充电时,只需用USB连接线将手机与USB接口相连,可直接对通讯设备进行充电。申请号为CN201220538700.2的中国实用新型专利公开了一种充电插座，包括插座和设于插座内的充电模块。充电模块包括电源适配器和多个并联的USB接口。电源适配器一端与交流电源电连接，另一端与USB接口电连接。
以上述技术方案为代表的现有技术具有通用性强的优点：因为现有的绝大多数数码产品使用的是USB电源。而且在绝大多数的个人电脑上都有USB接口，可以提供充电电源。但是，它们都存在使用不方便的缺陷：每个备用电池产品需要连接一个USB电源，而且开始充电时和结束充电时都需要进行插拔动作。这不利于优良的用户体验。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种备用电池产品及用于为备用电池产品充电的堆叠充电系统，使得电池产品具有直接堆叠充电功能而不需要外接电源线才能充电，并为多个备用电池充电提供便利。
为达到上述目的，本实用新型提供了一种备用电池产品及用于为备用电池产品充电的堆叠充电系统。
根据本实用新型的一方面，提供了一种堆叠充电系统，包括多个依次堆叠的被充电备用电池产品，每个备用电池产品均包括具有一定外形的壳体、储电单元、电源输入接口、多块磁铁以及沿着所述备用电池产品依次堆叠的方向设置的、在所述壳体内彼此电连接的导电触点和导电弹针，所述电源输入接口与所述导电触点电连接，所述导电触点为其所在的备用电池产品的储电单元提供充电电源；相邻的两个备用电池产品在朝向彼此堆叠的方向上设置有彼此凹凸对位的外形，在相邻的两个备用电池产品内部、朝向彼此堆叠的方向分别对位地设置所述磁铁且使其在朝向彼此堆叠的方向上相互吸引，通过所述磁铁的吸引和外形凹凸对位设置来使分别位于相邻的两个备用电池产品在朝向彼此堆叠的方向上的导电弹针和导电触点自动进行位置对准和导电接触，其中，所述朝向彼此堆叠的方向分别对位地设置的所述磁铁至少包括一对。
进一步地，所述导电弹针的朝向彼此堆叠的方向的端部凸出于其所在备用电池产品的朝向彼此堆叠的方向的外表面，所述导电触点的朝向彼此堆叠的方向的端部凸出于其所在备用电池产品的朝向彼此堆叠的方向的外表面。
进一步地，堆叠充电系统还包括充电座，所述被充电备用电池产品的至少一个堆叠于所述充电座，所述充电座包括具有一定外形的壳体、电源输入接口、多块磁铁和沿着所述堆叠的方向设置的导电触点，所述电源输入接口与所述导电触点电连接，相互堆叠的备用电池产品和充电座在朝向彼此堆叠的方向上设置有彼此凹凸对位的外形，所述充电座内的磁铁被设置为和与其堆叠的备用电池产品内部、朝向彼此堆叠的方向的磁铁对位吸引，通过所述充电座和与其堆叠设置的备用电池产品之间朝向堆叠的方向上的所述磁铁的吸引和外形凹凸对位设置来使分别位于所述充电座和与其堆叠设置的备用电池产品在朝向彼此堆叠的方向上的导电触点和导电弹针自动进行位置对准和导电接触，其中，所述对位吸引的磁铁至少包括一对。
进一步地，所述充电座的导电触点的朝向彼此堆叠的方向的端部凸出于充电座靠近所述彼此堆叠的方向的外表面。
进一步地，所述导电弹针和导电触点的数量和电气参数根据所述堆叠的被充电备用电池产品的数量和充电电流确定。
进一步地，所述堆叠充电系统所需的充电电压源于所述任一电源输入接口。
进一步地，所述导电弹针为金属弹针。
根据本实用新型的另一方面，本实用新型提供了一种根据上述堆叠充电系统使用的备用电池产品，所述备用电池产品自身能够通过其电源输入接口连接外部电源的方式而独立充电。
本实用新型具有如下优点：本实用新型提供的是一种备用电池产品充电的创新设计。具体来说，包括如下优点：
第一，被充电备用电池产品开始充电和结束充电时都不需要进行插拔动作。
第二，只需要将被充电备用电池产品放上充电底座或备用电池产品上面，充电即可开始。
第三，只需要将被充电备用电池产品拿开，充电即可结束。
第四，可以在现有被充电备用电池产品上继续堆叠具有同样设计的产品实现对该产品堆叠充电。
第五，只需要调整弹针和触点的数量和电气性能，就能满足不同的充电电流或堆叠更多个备用电池充电的要求。
附图说明
图1是根据本实用新型的第一实施例的使用充电座的备用电池产品和堆叠充电结构的原理示意图；
图2是根据本实用新型的第二实施例的使用充电座的多层堆叠充电结构连接示意图；
图3是根据本实用新型的第三实施例的全用充电备用电池产品堆叠充电的堆叠充电结构连接示意图；
图4是根据本实用新型的第二实施例的充电座的立体结构图；
图5是根据本实用新型的第二实施例的备用电池产品的立体结构图；以及
图6是根据本实用新型的第二实施例的使用充电座的多层堆叠充电结构的立体结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细描述。
参考图1，图1示出了根据本实用新型的第一实施例的使用充电座的备用电池产品和堆叠充电结构的原理示意图。图1以中间的箭头被分为上、下两部分，箭头之上的部分为根据本实用新型的第一实施例的使用充电座的备用电池产品在堆叠之前的原理示意图，箭头之下的部分为根据本实用新型的第一实施例的使用充电座的备用电池产品在堆叠之后的原理示意图。
在上部分中，充电座1601包括具有基本上是扁平圆角长方体形状的外壳1001，以及位于外壳1001内的磁铁1303、磁铁1305、导电触点1401和电源输入接口1101。外壳1001的上、下表面基本平行。导电触点1401设置于靠近所述外壳1001的上部且被以垂直于所述外壳1001的上表面的方向固定，所述电源输入接口1101设置于外壳1001短边一侧并与所述导电触点1401电连接，磁铁1305设置于外壳1001短边的另一侧，与所述电源输入接口1101相对。磁铁1303被设置于靠近充电座1601的上表面。所述电源输入接口1101通过例如USB口等接口从外部电缆获得电源供应，供给备用电池产品和堆叠充电结构至少充电用的电力。
在上部分中，备用电池产品1701包括具有基本上是扁平圆角长方体形状的外壳1201，以及位于外壳1201内的磁铁1301、磁铁1302、磁铁1304、储电单元、导电弹针1501、导电触点1401和电源输入接口1102。外壳1201的上、下表面基本平行。储电单元用于存储电能，可以采用锂电芯或其他可二次充电的电芯或材料制成。备用电池产品1701的导电触点1401与充电座1601的导电触点1401结构相同，设置于靠近所述外壳1201的上部且被以垂直于所述外壳1201的上表面的方向固定，导电弹针1501设置于靠近所述外壳1201的下部且被以垂直于所述外壳1201的下表面的方向固定，导电触点1401与导电弹针1501沿纵向方向基本上在同一直线方向上且彼此电连接，所述电源输入接口1102设置于外壳1201短边一侧并与所述导电触点1401电连接，磁铁1305设置于外壳1201短边的另一侧，与所述电源输入接口1102相对。磁铁1303被设置于靠近备用电池产品1701的上表面，磁铁1304被设置于靠近备用电池产品1701的下表面。储电单元设置于外壳1201内的空间，其位置可以根据具体应用要求或者备用电池产品1701的外观设计而由本领域技术人员确定。
所述电源输入接口1101和电源输入接口1102被设置于竖直方向上的基本上是同一直线方向上，所述充电座1601的导电触点1401与备用电池产品1701的导电弹针1501和导电触点1401被设置在竖直方向且基本上在同一直线方向上。所述磁铁1301、磁铁1302和磁铁1303被设置在竖直方向且基本上在同一直线方向上。所述磁铁1304和磁铁1305被设置在竖直方向且基本上在同一直线方向上。磁铁1302和磁铁1303在相向方向的磁极相反，磁性相吸，即对位吸引。磁铁1304和磁铁1305在相向方向的磁极相反，磁性相吸，即对位吸引。磁铁1301、磁铁1302和磁铁1303这组磁铁与磁铁1304和磁铁1305这组磁铁在水平方向上互不干扰。
在图1的上部分中，充电座1601和备用电池产品1701之间的箭头表示后者堆叠在前者之上，即图1示出了单层备用电池产品1701堆叠于充电座1601之上的原理示意图。堆叠时，备用电池产品1701和充电座1601在朝向彼此堆叠的方向上设置有彼此凹凸对位的外形，例如是图1所示的使导电触点1401与导电弹针1501之间凹凸对位的形状。
在图1的下部分中示出，通过所述充电座1601和与其堆叠设置的备用电池产品1701之间朝向堆叠的方向上的所述磁铁1301、磁铁1302和磁铁1303的吸引（实际上是一种对位吸引——在沿着堆叠方向，例如竖直方向等上，两块磁铁被设置在相互对应的结构位置处，并表现出互相吸引大于互相排斥的磁性效果）、磁铁1304和磁铁1305的吸引（实际上是一种对位吸引）和充电座1601外形与备用电池产品1701外形凹凸对位设置来使分别位于所述充电座1601和与其堆叠设置的备用电池产品1701的导电触点1401和导电弹针1501自动进行位置对准和导电接触。这样，当外部电源通过电缆向电源输入接口1101供电时，电能从电源输入接口1101被传输到充电座1601的导电触点1401，并通过所述导电接触被传输到备用电池产品1701的导电弹针1501，然后被传输到备用电池产品1701的导电触点1401，从而最终被传输到备用电池产品1701的储电单元，实现对于被充电备用电池产品1701的充电操作。
值得说明的是，在所述充电座1601与所述备用电池产品1701堆叠时，被充电备用电池产品开始充电和结束充电时都不需要进行插拔动作。只需要将被充电备用电池产品放上充电底座上面，充电即可开始。充电结束后，只需要将被充电备用电池产品拿开，充电即可结束。充电状态（包括是否正在充电、是否充电完成、是否有充电电源等信息）的表达可以通过所述充电座1601与所述备用电池产品1701上各自的状态指示灯等手段实现。
现在参考图2。图2是根据本实用新型的第二实施例的使用充电座的多层堆叠充电结构连接示意图。第二实施例与上述第一实施例的区别在于：最底部的充电座之上所堆叠的备用电池产品数量为两个。图2中所示的备用电池产品与第一实施例中的备用电池产品1701完全相同，只是在数量上有所区别。
根据图1的描述，每个备用电池产品均包括导电弹针、导电触点和3块磁铁。为了便于描述，图2中的两个备用电池产品记为2701和2702，二者结构完全相同，充电座记为2601。其中，充电座2601与备用电池产品2701之间的堆叠方式以及备用电池产品2701通过充电座2601获得的电力对其内部的储电单元充电的方式与图1所示的第一实施例完全相同，在此不再赘述。
对于备用电池产品2702和备用电池产品2701之间的堆叠，备用电池产品2701与备用电池产品2702在朝向彼此堆叠的方向上设置有彼此凹凸对位的外形（例如是图1所示的使导电触点1401与导电弹针1501之间凹凸对位的形状），在备用电池产品2701内部与备用电池产品2702内部、朝向备用电池产品2701与备用电池产品2702彼此堆叠的方向上，分别对位地设置备用电池产品2701与备用电池产品2702各自内部的3块磁铁且使其在朝向彼此堆叠的方向上相互吸引（即对位吸引，在各实施例中，在朝向彼此堆叠的方向上，至少有一对彼此对位吸引的所述磁铁）。记备用电池产品2701内部的导电弹针为2501、导电触点为2401，且记备用电池产品2702内部的导电弹针为2502、导电触点为2402，则备用电池产品2701与备用电池产品2702在彼此堆叠过程中形成电连接的方式是通过所述对位吸引的磁铁的吸引和外形凹凸对位设置来使位于备用电池产品2701的导电触点为2401与备用电池产品2702的导电弹针2502自动进行位置对准和导电接触实现的。备用电池产品2701与备用电池产品2702各自的磁铁在朝向彼此堆叠的方向上形成相互吸引的两对，其中一对磁铁中的每个分别靠近导电触点2401和导电弹针2502且在基本上是竖直方向的同一直线方向上对位设置，另一对磁铁中的每个分别设置于远离所述电源输入接口的一侧且在基本上是竖直方向的同一直线方向上对位设置。被从外部通过充电座传输到备用电池产品2701的导电触点2401的电力，除了被用于给备用电池产品2701内的储电单元充电，还用于通过备用电池产品2702的导电弹针2502而被传输到备用电池产品2702的导电触点2402，从而为备用电池产品2702内的储电单元充电，进而实现了不通过任何充电座与备用电池产品之间以及备用电池产品之间的插拔动作，而只需要将被充电备用电池产品放上充电底座上面，充电即可开始。充电结束后，只需要将被充电备用电池产品拿开，充电即可结束。
现在参考图3。图3是根据本实用新型的第三实施例的全用充电备用电池产品堆叠充电的堆叠充电结构连接示意图。该第三实施例与图2所示的第二实施例的区别仅在于去掉了充电座，使得外部电源通过备用电池产品的电源输入接口而被在多个堆叠在一起的备用电池产品之间传输，为各个备用电池产品内的储电单元充电。
图4-6更清楚地表示了备用电池产品和充电座的实际结构。其中，图4是根据本实用新型的第二实施例的充电座的立体结构图；图5是根据本实用新型的第二实施例的备用电池产品的立体结构图；以及图6是根据本实用新型的第二实施例的使用充电座的多层堆叠充电结构的立体结构图。
从图4-6中，尤其是从图6中可以清楚地看出：在第二实施例中，所述导电弹针的朝向彼此堆叠的方向的端部凸出于其所在备用电池产品的朝向彼此堆叠的方向的外表面，所述导电触点的朝向彼此堆叠的方向的端部凸出于其所在备用电池产品的朝向彼此堆叠的方向的外表面。所述充电座的导电触点的朝向彼此堆叠的方向的端部凸出于充电座靠近所述彼此堆叠的方向的外表面。当然，本领域技术人员也可以通过其他结构和相对位置关系设计出导电弹针与导电触点之间的导电接触情形，而不是仅仅限于本实用新型中给出的第二实施例。
通过上述描述和给出的示范性实施例，所述导电弹针和导电触点的数量和电气参数根据所述堆叠的被充电备用电池产品的数量和充电电流确定。这样，只需要调整导电弹针和导电触点的数量和电气性能，就能满足不同的充电电流或堆叠更多个备用电池充电的要求
除了上述给出的示范性实施例，在另一个实施例中，所述堆叠充电系统所需的充电电压源于所述任一电源输入接口。也就是说，由于充电座内的电源输入接口和备用电池产品的电源输入接口在输入和输出具有相同电力参数的电力，因此，在堆叠时，只要将外部电源引入任意一个电源输入接口即可提供整个堆叠充电系统至少用于充电的电源。
在另一个实施例中，所述导电弹针为金属弹针。
根据本实用新型的另一实施例，上述各个实施例中的备用电池产品的充电方式不仅可以是多个备用电池产品堆叠充电或者一个或多个备用电池堆叠在充电座上充电，还可以由一个备用电池产品单独地通过其自身的电源输入接口导入外部电力，通过该备用电池产品内的导电弹针和导电触点依次将电力传输至该备用电池产品内部的储电单元，从而完成充电，而不需要充电座或者其他备用电池产品与之堆叠。
在另一个实施例中，所述充电座能够提供比备用电池产品更完善的充电保护，例如带有温度检测、更精确的过电压检测等。由于充电保护技术对本领域技术人员属于公知常识，故不在本实用新型中详细描述。
本实用新型述及的上述实施例中没有提到的关于电源控制、充电是否允许的控制、电源指示、充电状态或进度指示、散热设计等细节都可以根据本领域技术人员依据美学或客观需要而设定，在此不需要做详细说明。
以上的各实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，例如磁铁、导电触点和导电弹针的数量以及它们相对位的具体位置的设定和改进，以及对外形对位采用非凹凸对位的其他种对位设计，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种堆叠充电系统，包括多个依次堆叠的被充电备用电池产品，其特征在于，每个备用电池产品均包括具有一定外形的壳体、储电单元、电源输入接口、多块磁铁以及沿着所述备用电池产品依次堆叠的方向设置的、在所述壳体内彼此电连接的导电触点和导电弹针，所述电源输入接口与所述导电触点电连接，所述导电触点为其所在的备用电池产品的储电单元提供充电电源；相邻的两个备用电池产品在朝向彼此堆叠的方向上设置有彼此凹凸对位的外形，在相邻的两个备用电池产品内部、朝向彼此堆叠的方向分别对位地设置所述磁铁且使其在朝向彼此堆叠的方向上相互吸引，通过所述磁铁的吸引和外形凹凸对位设置来使分别位于相邻的两个备用电池产品在朝向彼此堆叠的方向上的导电弹针和导电触点自动进行位置对准和导电接触，其中，所述朝向彼此堆叠的方向分别对位地设置的所述磁铁至少包括一对。 
2.根据权利要求1所述的堆叠充电系统，所述导电弹针的朝向彼此堆叠的方向的端部凸出于其所在备用电池产品的朝向彼此堆叠的方向的外表面，所述导电触点的朝向彼此堆叠的方向的端部凸出于其所在备用电池产品的朝向彼此堆叠的方向的外表面。 
3.根据权利要求1或2所述的堆叠充电系统，其特征在于，还包括充电座，所述被充电备用电池产品的至少一个堆叠于所述充电座，所述充电座包括具有一定外形的壳体、电源输入接口、多块磁铁和沿着所述堆叠的方向设置的导电触点，所述电源输入接口与所述导电触点电连接，相互堆叠的备用电池产品和充电座在朝向彼此堆叠的方向上设置有彼此凹凸对位的外形，所述充电座内的磁铁被设置为和与其堆叠的备用电池产品内部、朝向彼此堆叠的方向的磁铁对位吸引，通过所述充电座和与其堆叠设置的备用电池产品之间朝向堆叠的方向上的所述磁铁的吸引和外形凹凸对位设置来使分别位于所述充电座和与其堆叠设置的备用电池产品在朝向彼此堆叠的方向上的导电触点和导电弹针自动进行位置对准和导电接触，其中，所述对位吸引的磁铁至少包括一对。 
4.根据权利要求1或2所述的堆叠充电系统，其特征在于，所述充电座的导电触点的朝向彼此堆叠的方向的端部凸出于充电座靠近所述彼此堆叠的方向的外表面。 
5.根据权利要求1或2所述的堆叠充电系统，其特征在于，所述弹针和触点的数量和电气参数根据所述堆叠的被充电备用电池产品的数量和充电电流确定。 
6.根据权利要求1或2所述的堆叠充电系统，其特征在于，所述堆叠充电系统所需的充电电压源于所述任一电源输入接口。 
7.根据权利要求1或2所述的堆叠充电系统，其特征在于，所述导电弹针为金属弹针。 
8.一种根据权利要求1或2所述的备用电池产品，其特征在于，所述备用电池产品自身能够通过其电源输入接口连接外部电源的方式而独立充电。 
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Inventor after: Liu Weishun

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Inventor before: Zheng Lei

Inventor before: Qiu Yijin

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