可互换蓄电池单元

摘要

本发明涉及可互换蓄电池单元，该蓄电池单元包括壳体(10，20)和布置在壳体中的锂蓄电池(40)。在蓄电池单元的壳体中还设置有控制锂蓄电池(40)的充电的充电电路(50)。在壳体上设置至少一个第一充电接触单元(8100，200)。

权利要求

1.一种可互换蓄电池单元，包括壳体和布置在所述壳体中的至少一个锂蓄电池以及布置在所述壳体中用于控制所述锂蓄电池的充电过程的充电单元，其中，所述壳体包括布置在所述壳体下侧的第一充电接触单元和布置在所述壳体前侧的第二充电接触单元，所述第一和第二充电接触单元各包括四个充电接触表面，

第一个充电接触表面作为地接触，第二个充电接触表面代表用于连接充电电压的正连接，第三个充电接触表面代表用于向所述蓄电池提供供电电压的正连接，并且第四个充电接触表面代表状态接触，并且所述第一和第二充电接触单元彼此电连接，使得能够经由所述充电接触单元中的每一个进行所述蓄电池的充电。

2.根据权利要求1所述的可互换蓄电池单元，其中，在所述壳体中布置有用于显示剩余电容量的显示单元。

3.根据权利要求1所述的可互换蓄电池单元，其中，所述充电单元被实现为用于监视所述锂蓄电池的充电过程的充电控制器，其中所述充电单元被实现为以如下方式控制所述充电过程：即首先向所述锂蓄电池提供恒定电流，随后向所述锂蓄电池提供恒定电压。

4.一种便携式电子设备，包括根据权利要求1到3之一所述的可互换蓄电池单元。

5.一种用于对蓄电池单元进行充电的充电站，所述充电站包括用于容纳根据权利要求

1到3之一所述的可互换蓄电池单元的筒和/或用于容纳根据权利要求4所述的包括可互换蓄电池单元的便携式电子设备的充电盒，其中位于所述电子设备中的所述可互换蓄电池单元在所述充电盒中被充电。

说明书

可互换蓄电池单元

[0001] 本发明涉及可互换蓄电池单元、便携式电子设备和充电站。

[0002] 可互换蓄电池单元用于所有目前的便携式电子设备如移动电话、PDA等之中。它们的可互换性确保有故障的蓄电池单元能够被替换。

[0003] DE 10 2004 008 569 A1示出用于地下采矿的固有安全的电源。这里示出了包括壳体和锂蓄电池的可互换蓄电池单元。在壳体中还提供保护电路以及充电电路。 [0004] DE 298 17 827 U1示出无线电话，该无线电话包括蓄电池作为电源。但是，该蓄电池没有被设计成为可互换的。

[0005] DE 296 10 085 U1示出包括壳体和可互换蓄电池以及至少一个充电接触(charging contact)的蓄电池单元。

[0006] WO 2005/072548A1示出电加热鞋垫。在这里，鞋垫包括分别与该鞋垫电连接的加热电极和可充电电池以及可充电蓄电池。这里，蓄电池未被设计成为可互换的。 [0007] 本发明的目的是提供一种能更大程度上被互换的蓄电池单元，并且提供对应的充电站。

[0008] 因此，提供一种可互换蓄电池单元，该蓄电池单元包括壳体和置于壳体中的至少一个锂蓄电池。在蓄电池单元的壳体中还设置用于控制锂蓄电池的充电过程的充电电路。在壳体上设置至少一个第一充电接触单元。

[0009] 根据本发明的一方面，蓄电池单元包括在壳体的下侧和/或壳体的前侧的充电接触单元。因此，提供了两个充电接触单元，使得蓄电池单元能够以不同的布置被充电。 [0010] 根据本发明的优选方面，充电接触单元包括地接触、用于连接充电电压的正连接、用于提供蓄电池的供电电压的正连接和状态接触。用于充电电压的正连接与充电电路连接。蓄电池单元通过蓄电池单元的正连接能够用于电压供电。

[0011] 本发明还涉及便携式电子设备，该电子设备包括可互换蓄电池单元。 [0012] 本发明还涉及用于蓄电池单元的充电站。充电站包括用于容纳蓄电池单元的第一筒(shaft)。充电站还包括充电盒，用于容纳包括蓄电池单元的便携式电子设备，以及用于对位于其中的可互换蓄电池单元进行充电。

[0013] 下面将参考附图更具体地限定本发明的各示例性实施例和优点。 [0014] 图1示出根据第一示例性实施例的蓄电池单元的侧视图；

[0015] 图2示出图1的蓄电池单元的俯视图；

[0016] 图3示出图1的蓄电池单元的下侧的示图；

[0017] 图4示出图1的蓄电池单元的又一示图；

[0018] 图5示出图1的蓄电池单元的电部件的示意图；

[0019] 图6示出图1的蓄电池单元的示意性图解；

[0020] 图7示出根据第二示例性实施例的充电站的透视图；

[0021] 图8示出图7的充电站的又一透视图；

[0022] 图9示出根据第三示例性实施例的电子设备的透视图；以及

[0023] 图10示出图9的电子设备的放大图。

[0024] 图1示出根据第一示例性实施例的蓄电池单元的侧视图。蓄电池单元包括上壳体部分10和下壳体部分20。包括四个充电接触11、12、13和14的第一充电接触单元100设置在下壳体部分20上。充电接触11至14的接触深度在0.1mm和1mm之间，优选是0.5mm。 [0025] 图2示出根据图1的第一示例性实施例的蓄电池单元的俯视图。具体的，这里示出了蓄电池单元的上壳体部分10的俯视图。测试点标记30和接线部16设置在上壳体部分10上。

[0026] 图3示出图1的蓄电池单元的又一示图。这里示出了下壳体部分20的示图。包括四个充电接触21、22、23和24的第二充电接触单元200设置在下壳体部分20中。这些充电接触21至24分别耦合到充电接触11至14。

[0027] 上壳体部分10和下壳体部分20包围锂聚合物蓄电池40。包括上部分10和下部分20的壳体相应地包括两个不同的接触平面以及第一和第二充电接触单元100、200。一个接触平面位于下侧，即在下壳体部分20中，其中第二个接触平面相应地位于蓄电池单元的后侧和前侧。两个充电接触单元100、200的实施例和充电接触平面的实施例相应地使得蓄电池单元可以因此作为单独的蓄电池在充电室中被充电，或者以及除此之外，相应地在分别在充电筒和充电盒中的便携式电子设备中被充电。

[0028] 蓄电池40包括抗短路和抗过压的保护电路。任选地，在蓄电池单元中还提供抵抗过度环境温度的保护电路。

[0029] 在蓄电池中或者在蓄电池上设置充电电路，该充电电路控制蓄电池的充电过程。该充电电路能够传送与蓄电池的当前充电状态有关的响应。在下侧20和后侧的充电接触表面分别具有四个充电接触表面。这四个充电接触表面代表地(机壳(mass))、用于充电电压(连接到充电电路的电压)的+、用于蓄电池的+(作为电压供电)和状态接触。通过状态接触12能够控制充电站中的显示器，以便显示是否正在进行充电过程或者是否蓄电池已充电完成。或者以及除此之外，蓄电池单元能够包括显示单元，通过该显示单元能够显示蓄电池的剩余电容量。这能够例如通过时间显示、百分比显示或LED链来进行。 [0030] 由于在蓄电池单元的壳体内设置充电电路，所以整个充电智能(charging intelligence)在蓄电池单元中，使得对应的充电站仅须产生近似5伏的稳定电压。 [0031] 图4示出图1的蓄电池单元的透视图。这里示出了上、下壳体部分10、20以及包括四个充电接触表面11-14的第一充电接触单元100。

[0032] 图5示出图1的蓄电池单元的电部件的示意图。蓄电池40包括锂聚合物电池LI。在锂聚合物电池中或者在锂聚合物电池上，设置充电电路LS、保护电路SS和任选的环境温度保护电路USS。包括四个充电接触的充电接触单元11-14因此与聚合物电池40连接。两个不同的充电接触单元因此设置在不同的壳体平面上。但是，这两个充电接触单元彼此电连接，使得通过所述充电接触单元的每一个充电接触单元都能够进行蓄电池40的充电。 [0033] 充电电路LS例如被实现为用于监视锂聚合物蓄电池的充电过程的充电控制器。
优选地，充电过程最初通过恒定电流进行，随后通过恒定电压进行。优选地，邻着蓄电池和各个蓄电池分别布置印刷电路板。印刷电路板包括充电电路LS和保护电路SS。保护电路SS包括抗短路电流和抗过 压的监视电子装置。由于在蓄电池单元的壳体中分别实现了充电电路和充电控制器，蓄电池单元仅仅需要用于充电过程的5伏恒定电压。充电过程的其余控制通过充电电路LS进行。充电接触单元100包括四个充电接触表面。除了用于地的接触表面之外，还有正连接，该正连接从蓄电池直接引导到便携式电子设备，以便保证用于壳体的电源(用于蓄电池的+)。除此之外，还提供与充电电路LS耦合的其他接触表面。通常，该电压包括5伏，并且代表用于充电电路LS的输入电压。根据该近似5伏的输入电压，充电电路LS生成恒定充电电流和恒定充电电压，通过恒定充电电流和恒定充电电压，对蓄电池进行充电。如上所述，提供用于蓄电池的正电压的接触表面，通过该接触表面，对便携式电子设备进行供电，使得蓄电池单元用作电压源。状态接触耦合到充电电路LS，该充电电路LS或者被切换到正，或者被切换到地。通过状态接触能够请求该信息。这两个操作状态(分别是+和供电电压、以及地)一方面被指定为充电状态，另一方面被指定为完成充电状态。蓄电池是否正在被充电或者已充电的信息能够通过状态接触来传递，使其因而能够显示在充电站中或者充电站上。

[0034] 充电接触表面设置在蓄电池单元的前面以及下侧。充电接触因此优选被实现为轮廓化钢板片，其提供蓄电池单元的两个不同的接触平面(前侧，下侧)。因而能够从蓄电池单元的前侧以及从蓄电池单元的下侧对蓄电池单元进行充电。

[0035] 图6示出图1的蓄电池单元的示意图。从而具体示出上壳体部分10、蓄电池40和下壳体部分20。在后侧，下壳体部分20包括数个接线部，第一充电接触单元能够插入其中，使得不同的充电接触表面置于接线部25之间。在下壳体部分20中进一步设置凹槽，使得在壳体的下侧也可以接触充电接触表面。

[0036] 图7示出根据第二示例性实施例的充电站的透视图。充电站优选设置在传输单元的壳体500中，该传输单元用于进行到便携式电子接收单元的无线传输。在壳体500中设置用于根据第一示例性实施例的可互换蓄电池单元510的充电筒540。优选地，该充电筒布置在壳体500的侧表面。在壳体500的上侧，优选布置充电盒530。便携式电子接收设备能够置于充电腔上，以便对置于其中的可互换蓄电池单元进行充电。

[0037] 图8示出图7的充电站的又一透视图。在充电盒530中设置电接触535，电接触535能够与便携式电子设备中的可互换蓄电池单元的接触表面连接，使得对可互换蓄电池单元进行充电。在壳体500的侧面设置充电 筒540，其中能够设置根据第一示例性实施例的可互换蓄电池单元，以便对该蓄电池单元进行充电。充电接触表面511在图8中被示出为在可互换蓄电池单元的前侧。当可互换蓄电池单元510被插入到充电筒540中时，该蓄电池单元通过位于下侧的充电接触进行充电，如同已根据第一示例性实施例描述这些充电接触那样。因此，在充电筒540中设置电接触545，其与蓄电池单元的下侧的充电接触表面连接。充电筒540在此被优选实现为使得根据图1(即根据图1至6)的可互换蓄电池单元能够被插入，以便仅以接线部16面向上，使得能够保证可互换蓄电池单元总是以正确的方向插入。

[0038] 图9示出根据第三示例性实施例的便携式电子接收单元的透视图。该便携式电子接收单元包括壳体630以及两个耳机臂(stethoset arm)610，所述耳机臂610分别在其末端包括电声转换器620。在壳体630的下侧设置筒640，其中可以插入可互换蓄电池单元510，以便向无线便携式接收设备提供电源。在筒640中设置电接触，所述电接触能够与可互换蓄电池单元的充电接触表面连接，使得蓄电池单元能够用作电压供电。 [0039] 图10示出图9的便携式接收单元的截面的又一透视图。这里，在筒640中设置可互换蓄电池单元，用作便携式电子接收单元的电压供应。

[0040] 根据图9和10的便携式电子接收单元能够置于根据图7和8的充电盒530中，以便对可互换蓄电池单元进行充电。在这种情况下，电接触535与电接触表面511接触，使得便携式电子接收单元中的可互换蓄电池单元通过其前侧的充电接触表面进行充电。