CN205692938U - 电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电子设备。一种电子设备具有热源和接近热源的大体矩形的电池。该电池可以具有第一和第二主要表面。温度调节器与热源以及电池的基本整个至少第一主要表面都有热接触。在设备运行期间，经由温度调节器从热源传递至第一主要表面的热使沿第一主要表面示出的温度曲线平衡，从而使其基本均匀。
Description
技术领域
本公开的实施例涉及一种用于便携式电子设备的热管理系统，特别是用于含有现代电池或下一代电池的设备。
背景技术
自从便携式晶体管收音机的发明之后，就产生了对便携式，现被称为“移动式”，电子设备的兴趣。这一兴趣开始于人们可以携带的调幅（AM）收音机，继而是相机和组合盒式磁带播放器-收音机，例如，Walkman®收音机，以及现在包括例如相机、移动电话、移动计算机、平板、MP3播放器以及其他设备的设备。
随着便携式/移动设备几十年来的进步，对这种设备的需求和性能也在发展。利用每一代设备，所述设备能够以比以前更高的带宽和更加用户友好的模式向其使用者提供更多的内容，并且给予用户创造、修改和传送来自他们的设备的内容的能力。随着这种设备的便捷性的提高，对设备的电源的要求以及对与用于这种设备的电池相关的技术的要求也随之提高。这些后一代的设备具有更多能量并且产生更大功率并且因此产生了更多的热。除了电池之外，设备的硬件零件例如无线电、显示器和处理单元也变得更强大并且同样产生了这种设备的额外热问题。因此随着这些设备变得越来越强大，对这种设备的电池的要求也将增加。
发明内容
本文公开的实施例是针对具有热源和接近热源的大体为矩形形状的电池的电子设备。电池可以具有第一和第二主要表面。温度调节器与热源以及电池的基本上整个第一主要表面均形成热接触。在设备运行期间，热经由温度调节器从热源被传递至第一主要表面，温度调节器平衡沿着第一主要表面的温度曲线，使得呈现出基本均匀的曲线。
根据本实用新型的实施例，公开了一种电子设备，所述电子设备包括：
a. 热源；
b. 接近所述热源的大体矩形形状的电池，
i. 所述电池具有第一和第二主要表面；
c. 温度调节器，所述温度调节器与所述热源以及所述电池的基本整个第一主要表面都有热接触；
因此，在设备运行期间，热从所述热源经由所述温度调节器传递至所述第一主要表面，并且所述第一主要表面的温度曲线基本均匀。
应该理解前述的一般描述和下文的细节描述均提供了本公开内容的实施例，并且旨在提供如所要求保护的本发明的本质和特征的理解的综述或框架。
附图说明
图1是第一实施例的示意图。
图2是第二实施例的示意图。
图3是第三实施例的示意图。
图4是第四实施例的示意图。
图5是第五实施例的示意图。
具体实施方式
本文公开的实施例应用于各种移动设备，例如但不仅仅局限于，通常被称为“智能电话”的蜂窝电话、笔记本计算机、上网本、超级本、平板、MP3播放器和相机。这些类型的设备可以总体被称为移动设备。
众所周知，由于这种移动设备中包含部件，例如但不仅仅局限于，中央处理单元“CPU”、图形处理单元“GPU”、驱动芯片、存储器芯片、RF功率放大器和收发器、用于任一或所有机载无线电类型（CDMA、GSM、WCDMA/UMTS和LTE以及它们的数据等价物；Wi-Fi、BT、GPS、NFC等）的DC/DC转换器、PMIC（电源管理集成电路）例如降压和/或升压电感器和电源转换器、和/或无线充电元件、高速数字电子器件（例如相机图像处理和稳定元件、静止或视频图像光源）、显示器元件（LED、OLED和它们的驱动器）、磁盘驱动器（例如CD/DVD/蓝光驱动器）和高速USB接口或其它用于例如用于充电或运行外围设备的高功率应用的接口，这些部件已经变得更加强大，产生于设备内部的热也在增加。为了本公开的目的，全部上述部件可以总体地被称为热源或源。
本文公开的实施例涉及电子设备。通常该设备将包括热源，例如上述部件之一，以及接近热源的大体为矩形形状的电池。电池接近热源的例子包括电池与热源竖直对齐，水平对齐，对角对齐或上述的组合。此外，电池可以具有第一和第二主要表面。设备还可以包括温度调节器，温度调节器与热源以及电池的基本上整个至少第一主要表面的都有热接触。热接触可以通过任何热传递手段，例如传导、对流、辐射或任何上述的组合而发生。
在设备运行期间，热经由温度调节器从热源被传递至第一主要表面。优选地，第一主要表面的温度曲线是基本均匀的。本文中基本均匀的意思是，在主要表面上最热点和最冷点之间呈现出少于（十）10℃的差别，优选地少于（五）5℃的差别，更优选地少于（三）3℃的差别。
可应用于本文公开的实施例的电池的类型的例子包括镍-镉电池、锂离子电池、锂聚合物电池、镍金属-氢化物或锂-磷酸盐电池等。上述实施例可类似地也可应用于下一代电池。此外，实施例可应用于可拆卸电池或不可拆卸电池。可拆卸电池能够从设备被移出而不破坏电子设备和/或包含在设备中的任何其它部件。
任选地，电子设备还可以包括接近电池的主要表面之一的近场通讯元件（NFC）。NFC元件的例子可以包括在塑料涂层中的铜线。
在另一任选的实施例中，温度调节器可与电池的基本整个第二主要表面热接触，因此，在设备运行期间，热从热源经由温度调节器传递至第二主要表面，并且第二主要表面的温度曲线基本均匀。在进一步的任选实施例中，与第二主要表面热接触的温度调节器的部分的厚度不大于与电池的第一主要表面热接触的温度调节器的第二部分的厚度的一半。在一个具体实施例中，该部分的厚度不超过0.50 mm，第二部分的厚度达到1.0 mm。任一这种部分的厚度可以包括在1 mm到0.010 mm的范围之中的厚度。
在另一个替代性实施例中，温度调节器与第二主要表面热接触的部分包含的平面内导电性和穿透平面导电性的各向异性比不超过60:1，优选地不超过50:1，更优选地不超过40:1。
替代地，电子设备还可以包括接近电池的第一主要表面的电磁干扰（EMI）屏蔽。优选地，第一主要表面位于设备的外部背表面的对面。在进一步的替代性实施例中，EMI屏蔽可以围绕电池外部的大部分延伸。“大部分”在本文中被用于表示超过电池表面积的50%。该实施例可进一步延伸至当EMI屏蔽完全围绕电池延伸时的情形。替代地，EMI屏蔽可以围绕可能产生EMI问题的电池的任意部分而延伸。产生这种问题的原因可能是在设备的内部或外部或者可能甚至是设备的使用者。EMI屏蔽可以不是温度调节器的一部分或从热源传递热到电池的热路径的一部分。
在一个特定实施例中，温度调节器包括多个膨胀石墨粒子的压缩粒子层之一。这种层的任何例子都包含可从俄亥俄州，帕尔马的GrafTech国际股份有限公司获取的eGraf®热解决方案。具体例子包括GrafTech的SS300、SS400、SS500和SS600材料。除了EGRAFSpreadershieldTM材料外，GrafTech的HiThermTM热界面材料也可以具有作为温度调节器的部分的应用。所述层可能含有或不含有一种或多种EMI添加物。优选地，EMI添加物衰减低频（“频率衰减材料”），例如低于三（3）千兆赫（GHz）的频率。这些是可以被添加于层的添加物，从而所述层可以被用作EMI屏蔽。这种添加物的例子包括用于低频衰减的高导磁率材料，例如镍、铜、银、锡、钢、不锈钢、金、铝，任何或全部上述材料的合金以及它们的组合。一个具体例子包括铁镍高导磁合金（mu-metal），例如坡莫合金。
替代地，代替膨胀石墨粒子的压缩粒子层，温度调节器可以包含例如GrafTech的SS1500材料的石墨化聚酰亚胺层。如果需要，温度调节器可以含有石墨化聚酰亚胺层与膨胀石墨的压缩粒子层的组合。
电子设备也可以含有布置在热源的表面和温度调节器之间的热界面材料。合适的热界面的例子将包括GrafTech的HiThermTM材料。
在另一个替代性实施例中，电子设备包含与温度调节器热接触的第二热源。
现在将关于图1-5进一步讨论本文公开的实施例。图1中示出的是带有温度调节器14的电池12的实施例10，温度调节器14显示在电池12的第一和第二主要表面16、18之上。在图1中，NFC元件19位于调节器14下方，与电池12的主要表面18相邻。替代地，实施例10可以含有另外的任选温度调节器17和11，每一个都环绕包裹电池12的相应终端15。未示出的是热源和朝向热源延伸的温度调节器14。
图2与图1不同的是，在实施例20中，NFC元件19是在温度调节器14的外部而不是被布置在温度调节器14的内部。如本文所使用的，如图1和图2所示的NFC元件19仍然接近电池12。
图3与图1不同的是，其包括位于温度调节器14外部在电池12的第一主要表面16上的EMI屏蔽32。如示出的，EMI屏蔽含有二（2）层金属。在特定实施例中，这两个金属层是铜。优选地，EMI屏蔽位于电池12和一个或多个需要屏蔽电池12产生的EMI的部件之间。这种部件的例子可以包括设备的屏幕。
图4，实施例40与图3相似，除了取代由二（2）层金属构成的EMI屏蔽之外，EMI屏蔽含有如图3所示的第一金属41和环绕包裹电池12的外表面积的大部分的第二金属层42。
图5，实施例50是另一替代性实施例。图5中的电池12包括围绕如图1所示的电池12的每一个终端15的额外的温度调节器17和11。任选地，调节器17可沿着仅一个所述终端15设置，而不使用调节器11。任选地，并且与其它实施例相似的是，调节器14位于接近电池12的第一主要表面16或者第二表面18，如果设备设计者是这样预想的话。另外，实施例50包括在调节器14上方的EMI屏蔽32。介电粘合剂可以被用来将EMI屏蔽32的二（2）个铜层粘合在一起。由于可能是有益的，介电粘合剂的使用可以合并到其它实施例中。实施例50还可包括接近主要表面16或18的任一个的NFC元件，如果设备设计者是这样预想的话。
本文公开的实施例的优势是，电池中的各种电池单元可以在设备使用期间被保持在基本一致的温度。这减少/消除了由于这种热点引起的电池的退化。
上文的描述旨在使得本领域的技术人员能够实践本发明。本说明不旨在详细描述所有可能的对于阅读了本说明的技术人员来说变得显而易见的变型和改型。然而，本说明旨在所有这种改型和变型都被包含在所附权利要求所定义的本发明的范围以内。
虽然存在已经描述的特定的实施例，但是本说明不意图这样的参考被理解为对本发明的范围的限制，除非在所附权利要求中提出。以上所讨论的各种实施例可以以上述的任何组合的方式被实践。
Claims (15)
1.一种电子设备，所述电子设备包括：
a. 热源；
b. 接近所述热源的大体矩形形状的电池，
i. 所述电池具有第一和第二主要表面；
c. 温度调节器，所述温度调节器与所述热源以及所述电池的基本整个第一主要表面都有热接触；
因此，在设备运行期间，热从所述热源经由所述温度调节器传递至所述第一主要表面，并且所述第一主要表面的温度曲线基本均匀。
2.根据权利要求1所述的电子设备，还包括接近所述电池的主要表面之一的近场通讯元件。
3.根据权利要求1所述的电子设备，还包括与所述电池的基本整个第二主要表面热接触的所述温度调节器，因此，在设备运行期间，热从所述热源经由所述温度调节器传递至所述第二主要表面，并且所述第二主要表面的温度曲线基本均匀。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其中与所述第二主要表面热接触的所述温度调节器的部分的厚度不大于与所述电池的第一主要表面热接触的所述温度调节器的第二部分的厚度的一半。
5.根据权利要求4所述的电子设备，其中与所述第二主要表面热接触的所述温度调节器的部分的平面内导电性和穿透平面导电性的各向异性比不超过60:1。
6.根据权利要求4所述的电子设备，其中所述部分的厚度不超过0.50 mm，并且第二部分的厚度达到1.0 mm。
7.根据权利要求1所述的电子设备，还包括接近所述电池的第一主要表面的EMI屏蔽并且所述第一主要表面位于所述设备的外部背表面的对面。
8.根据权利要求1所述的电子设备，还包括围绕所述电池的外部的大部分的EMI屏蔽。
9.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述温度调节器包括一个以上的膨胀石墨粒子的压缩粒子层。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其中所述层包括频率衰减材料。
11.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述层含有一种或多种EMI屏蔽添加物。
12.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述温度调节器包含从膨胀石墨粒子的压缩粒子层、石墨化聚酰亚胺层以及上述的组合中选择的至少一种。
13.根据权利要求1所述的电子设备，还包括设置于所述热源的表面和所述温度调节器之间的热界面材料。
14.根据权利要求1所述的电子设备，还包括与所述温度调节器热接触的第二热源。
15.根据权利要求1所述的电子设备，还包括围绕产生EMI问题的电池的任何部分的EMI屏蔽。
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