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CN201319516Y - 用于移动设备的自适应外挂电池 - Google Patents

用于移动设备的自适应外挂电池 Download PDF

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CN201319516Y CNU2008203029355U CN200820302935U CN201319516Y CN 201319516 Y CN201319516 Y CN 201319516Y CN U2008203029355 U CNU2008203029355 U CN U2008203029355U CN 200820302935 U CN200820302935 U CN 200820302935U CN 201319516 Y CN201319516 Y CN 201319516Y
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Abstract

本实用新型涉及一种用于移动设备的自适应外挂电池，该自适应外挂电池包括DC/DC转换模块、电池保护模块、充电模块、电量显示模块、至少一个电芯、充电接口、放电接口和电池管理系统，所述电池管理系统包括通信模块和控制模块，所述通信模块用于接收移动设备发送的控制信号，所述控制模块用于根据移动设备发送的控制信号，控制所述自适应外挂电池的供电方式。相较于现有技术，本实用新型用于移动设备的自适应外挂电池具有良好便携性、高效率和电量根据实际需要可以增加或者减少的优点。

Description

用于移动设备的自适应外挂电池
技术领域
本实用新型涉及一种外挂电池，尤其涉及一种用于移动设备的自适应外挂电池，属于通信领域。
背景技术
随着新一代智能手机的流行，手机已经从单纯的通信工具转变成了具有多媒体、游戏、导航、办公、数据交换等多种应用的移动计算机设备，而这些应用在提供更多功能的同时也在极大地消耗着手机的电能。大屏幕和多功能等特点使得这些智能手机的电量往往只能够支持1天或者2天。为了解决移动设备电量不足这一问题，目前主要有两个解决方案：一个是设置额外的内置电池，一个是设置外挂电池。然而，内置电池虽然易于携带，但使用比较困难，往往需要停机后进行安装，影响移动设备的使用；而一些移动设备的内置电池也无法由用户自行更换，比如iPhone；内置电池的电量是固定的，无法根据需要增加或者减少电池的电量。
传统的外挂电池只是根据特定的电压和功率要求提供设备所需要的电能，不具备任何智能。外挂电池一般通过输出线与移动设备相连接，使用定制的适配器进行充电，携带和充电均不是很方便。大部分移动设备为了更高效地使用电能，在内置电池供电时都会进入节能模式，而使用外接电源时会采用高性能模式，对移动设备而言，外挂电池同外接电源没有任何区别，因此也同样采用高性能的电源管理模式而不是更为合理的节能模式，这是造成外挂电池效率往往不高的原因之一。传统的外挂电池的电量同样是固定的，无法根据需要增加或者减少电池的电量，同时，当外挂电池的电芯在使用超过一定的充放电次数后会老化，最终导致整个外挂电池都将无法使用。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种具有良好便携性和高效率的用于移动设备的自适应外挂电池，该自适应外挂电池具有可热插拔的电芯，可以提高自适应外挂电池的可扩展性，使得自适应外挂电池的电量可以根据实际需要进行增加或者减少。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于移动设备的自适应外挂电池，该自适应外挂电池包括DC/DC转换模块、电池保护模块、充电模块、电量显示模块、至少一个电芯、充电接口、放电接口和电池管理系统，所述DC/DC转换模块，用于将外挂电池的输出电压升高到移动设备需要的工作电压，并将升高后的工作电压发送至移动设备；所述电池保护模块，用于为外挂电池提供保护；所述充电模块，用于提供外挂电池充电需要的充电逻辑；所述电量显示模块，用于显示外挂电池剩余的电量。所述外挂电池电芯用于存储电量，，所述电池管理系统包括通信模块和控制模块，所述通信模块用于接收移动设备发送的控制信号，所述控制模块用于根据移动设备发送的控制信号，控制所述自适应外挂电池的供电方式。
进一步，所述自适应外挂电池包括至少两个电芯，还包括至少两个充电开关和至少两个放电开关，所述充电开关和所述电池保护模块相连，所述放电开关和所述DC/DC转换模块相连。
进一步，所述电芯为热插拔电芯。
进一步，所述放电接口用于对所述移动设备进行供电。
进一步，所述自适应外挂电池的放电接口为突起状，其形状与所述移动设备内陷的充电接口相适配；所述自适应外挂电池为薄片状，其形状与所述移动设备机体的背面形状相适配。
进一步，所述充电接口通过USB接口或者移动设备的充电器进行充电。
进一步，所述自适应外挂电池还包括与电芯相连的温度传感器和形变传感器，用于经所述电芯进行温度和形变的采样后，将温度和形变的具体数值通过电池管理系统进行分析传递至移动设备。
进一步，还包括一电池套，一端为用于折叠的盖，另一端为用于容纳所述自适应外挂电池和所述移动设备的套子。
进一步，所述移动设备包括手机、MP3或者MP4。
本实用新型的有益效果是：通过调制系统控制自适应外挂电池，移动设备可以选择适当的充放电过程及电源管理模式；用户可以像使用内置电池一样，直接在移动设备上查看自适应外挂电池的运行状态；通过将自适应外挂电池同电池套相结合，可以更方便用户的携带和使用；通过支持可热插拔的多个电芯，用户可以根据需要增加或者减少外挂电池的容量。
附图说明
图1为本实用新型移动设备和用于移动设备的自适应外挂电池的外部结构示意图；
图2为本实用新型用于移动设备的自适应外挂电池的第一实施例的内部结构示意图；
图3为本实用新型用于移动设备的自适应外挂电池的第二实施例的内部结构示意图；
图4为本实用新型用于移动设备的自适应外挂电池的立体结构示意图；
图5为本实用新型用于移动设备的自适应外挂电池的第三实施例的内部结构示意图；
图6为本实用新型用于移动设备的自适应外挂电池的电池套的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
图1为本实用新型移动设备和用于移动设备的自适应外挂电池的外部结构示意图。如图1所示，在本实用新型中，移动设备10和用于该移动设备10的自适应外挂电池20直接进行连接。所述移动设备10包括自适应外挂电池20的管理服务软件101、内置电池102、操作系统103和充电接口104，所述自适应外挂电池20的管理服务软件101用于存储所述内置电池102的特性参数并发送控制所述自适应外挂电池20供电方式的控制信号。所述内置电池102的特性参数包括电压、电量和供电方式。所述管理服务软件101包括电池管理服务器1011和电池管理器1012。所述电池管理服务器1011用于从移动设备的操作系统103中获取内置电池102的状态、电源管理模式等信息，同时也从自适应外挂电池20获取自适应外挂电池20的状态等信息，包括电芯电压、电流、温度、形变以及是否接入，用于在放电过程中判断电芯是否具备继续放电的能力。所述自适应外挂电池20的管理服务软件101提供了自动管理模式和手动管理模式两种操作模式。在手动管理模式下，用户可以直接通过电池管理器1012对自适应外挂电池20进行管理，手动打开或者关闭控制自适应外挂电池20的放电输出。在自动管理模式下，所述电池管理服务器1011利用所获取的内置电池102和自适应外挂电池20的信息，自动判断是否打开自适应外挂电池20进行放电输出。所述充电接口104用于接收自适应外挂电池20提供的电能。
所述自适应外挂电池20的管理服务软件101可以是所述移动设备10自带的，也可以是后来安装于所述移动设备10中的。
所述自适应外挂电池20包括电池管理系统201、DC/DC转换模块202、电量显示模块203、充电模块204、电池保护模块205、电芯206、充电接口209和放电接口210。所述电池管理系统201用于控制所述自适应外挂电池20的供电方式。所述DC/DC转换模块202，用于将电芯206的输出电压，一般为3伏-4.2伏，升高到移动设备10需要的工作电压，一般为5伏，并由电池管理系统201控制打开或者关闭；所述电量显示模块203，用于显示自适应外挂电池20剩余的电量；所述充电模块204，用于提供自适应外挂电池20充电需要的充电逻辑，包括涓流充电、恒流充电、恒压充电等；所述电池保护模块205，用于为自适应外挂电池20提供过流保护、过充保护、过温保护以及短路保护。所述电芯206为热插拔电芯；所述充电接口209通过USB接口或者移动设备的充电器进行充电，比如iPhone可以将USB接口或者充电器通过iPhone标准连接线连接进行充电，当电芯206的电压小于4.2伏时，会以500毫安的电流进行充电；当电芯206的电压充至4.2伏时，会以恒压的充电方式直至充电电流小于15毫安；所述放电接口210，用于对所述移动设备10进行供电。
所述自适应外挂电池20还可以包括与电芯保护模块205相连的放电开关和充电开关，该放电开关连接到DC/DC转换模块202上，充电开关连接到充电模块204上，用于控制电芯206的充电和放电。
图2为本实用新型用于移动设备的自适应外挂电池的第一实施例的内部结构示意图。如图2所示，与图1不同之处在于，所述自适应外挂电池20包括与电芯206相连的温度传感器207和形变传感器208。所述温度传感器207和形变传感器208经电芯206进行自适应电池20的温度和形变的采样后，将温度和形变的具体数值进行分析并通过电池管理系统201传递至移动设备10。所述移动设备10中的管理服务软件101存储有电芯正常工作的温度和形变等特性参数，当温度或形变超过一定阈值时，移动设备10会发出控制信号至电池管理系统201，电池管理系统201关闭DC/DC转换模块202，阻止自适应外挂电池20充放电的进行，同时，电芯保护模块205为电芯206提供保护。本实施例的自适应外挂电池可以随时被监视使其的外部环境温度和电芯变形程度都在安全范围以内，从而提升自适应外挂电池的安全性，实现自适应外挂电池的环境温度和形变的保护。
图3为本实用新型用于移动设备的自适应外挂电池的第二实施例的内部结构示意图。如图3所示，与图2不同之处在于，所述电池管理系统201包括通信模块2011和控制模块2012。所述通信模块2011用于接收移动设备10发送的控制信号，所述控制模块2012用于根据移动设备10发送的控制信号，控制所述自适应外挂电池20的供电方式。
图4为本实用新型用于移动设备的自适应外挂电池的立体结构示意图。如图4所示，所述自适应外挂电池的放电接口210为突起状，其形状与所述移动设备内陷的充电接口相适配。所述自适应外挂电池为薄片状，其形状与所述移动设备机体的背面形状相适配。
图5为本实用新型用于移动设备的自适应外挂电池的第三实施例的内部结构示意图。如图5所示，与图1不同之处在于，还包括另一电芯212和与该电芯212相连的电芯保护模块211，与电芯保护模块205相连的放电开关213和充电开关214，与电芯保护模块211相连的放电开关215和充电开关216。每个电芯的放电开关连接到DC/DC转换模块上，充电开关连接到充电模块上。控制模块维护有当前处于激活状态的电芯列表，该电芯列表包括存储有与电芯相关数据的数据结构，与电芯相关的数据包括温度、电流、电压、是否接入、是否正在充电、是否正在放电等等。在放电的过程中，每个电芯都会定时接入到DC/DC转换模块中，接入到DC/DC转换模块的电芯的放电开关被打开，未接入到DC/DC转换模块的电芯的放电开关被关闭。其中，转换的频率在1赫兹到1000赫兹之间。这样每个电芯在其不工作期间就可以得到恢复，从而提升放电效率。在本实施例中，通过调节与不同电芯保护模块相连的放电开关和充电开关，可以实现对两个电芯的轮换充放电控制，以保证所接入的每个电芯都能进行独立的充放电。
当发生电芯热插拔事件后，所述电池管理系统201通过检查电芯电压，判断是否有电芯被插入或者拔出，随之调整自适应外挂电池20的充放电过程，实现根据需要增加或者减少外挂电池的容量。具体过程如下：首先检查各个电芯电压；如果某个电芯的电压低于某个特定值，则认为该电芯被拔出，该电芯在充放电过程中将被从电芯列表中移除，从而减少外挂电池的容量；如果某个电芯的电压高于某个特定值，则认为该电芯被插入，该电芯在充放电过程中将被加入至电芯列表，从而增加外挂电池的容量。
可以理解，本实用新型中电芯的数量不限于两个，对至少两个电芯的轮换充放电控制的方法可以按照顺序依次选择所有的电芯，也可以以电芯的电量作为选择条件，即电量多的电芯给予更多的放电机会，从而保证各个电芯之间的电量平衡。
本实用新型中，运行在移动设备10上的自适应外挂电池20的管理服务软件101，通过内置电池102获取移动设备10的相关信息，比如内置电池电压、电量、供电方式等等，并根据这些相关信息决定是否使用自适应外挂电池20进行供电。运行在移动设备10上的管理服务软件101定时检查是否有自适应外挂电池20接入，同时收集内置电池102的电量和充电状态等信息。当移动设备10中内置电池102的电量小于一个特定值时，管理服务软件101向自适应外挂电池20发送开始供电的供电信号，DC/DC转换模块202被打开并提供移动设备10需要的工作电压；管理服务软件101继续监视内置电池102的状态和充电情况，当移动设备10中内置电池102的电量大于或者等于一个特定值时，管理服务软件101向自适应外挂电池20发送停止供电的控制信号，DC/DC转换模块202被关闭并中断移动设备10需要的工作电压的输出。
本实用新型中的自适应外挂电池相当于现有技术中的外挂电池，通过这种自适应的供电控制方法，内置电池将被优先作为供电源，而不是像传统外挂电池那样只要接入外挂电池就会一直使用外挂电池作为供电源。因为内置电池的能量转换效率要高于外挂电池，所以采用这种智能供电方式能够延长供电时间。而且，因为内置电池深充(指完全放完电后再充电)比浅充(指未完全放完电后即开始充电)更有利于电池的恢复，因此采用这种智能供电方式还能够提高内置电池的使用寿命。另外，在使用智能外挂电池供电过程中，外挂电池管理软件会将移动设备设置为节电模式，如同在使用内置电池供电一样，这样可以进一步提升外挂电池的续航能力。
本实用新型还包括与自适应外挂电池相结合的电池套，图6为本实用新型用于移动设备的自适应外挂电池的电池套的结构示意图。如图6所示，该电池套一端30为用于折叠的盖，另一端为用于容纳30所述自适应外挂电池20和所述移动设备10的套子。所述电池套还包括充电接口401、充电指示灯402、至少一个卡槽403和屏显槽404。所述充电接口401和所述自适应外挂电池20的充电接口209相适配，这样装在电池套中的移动设备可以连同自适应外挂电池一同进行充电。所述卡槽403用于与移动设备10机体侧面的按键相适配，这样可以不影响装在电池套中的移动设备的按键的使用。所述屏显槽404和移动设备10的屏幕相适配，这样移动设备装在电池套中也不影响屏幕的显示功能。所述电池套的材质为皮制或者塑料，该电池套还安装有皮带扣以便挂在皮带上。这样在为移动设备进行供电的同时，还提供了保护的功能。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于移动设备的自适应外挂电池，该自适应外挂电池包括DC/DC转换模块、电池保护模块、充电模块、电量显示模块、至少一个电芯、充电接口和放电接口，所述DC/DC转换模块，用于将外挂电池的输出电压升高到移动设备需要的工作电压，并将升高后的工作电压发送至移动设备；所述电池保护模块，用于为外挂电池提供保护；所述充电模块，用于提供外挂电池充电需要的充电逻辑；所述电量显示模块，用于显示外挂电池剩余的电量；所述外挂电池电芯用于存储电量，其特征在于，所述自适应外挂电池还包括电池管理系统，所述电池管理系统包括通信模块和控制模块，所述通信模块用于接收移动设备发送的控制信号，所述控制模块用于根据移动设备发送的控制信号，控制所述自适应外挂电池的供电方式。
2.根据权利要求1所述的用于移动设备的自适应外挂电池，其特征在于，所述自适应外挂电池包括至少两个电芯，还包括至少两个充电开关和至少两个放电开关，所述充电开关和所述电池保护模块相连，所述放电开关和所述DC/DC转换模块相连。
3.根据权利要求2所述的用于移动设备的自适应外挂电池，其特征在于，所述充电开关和放电开关的数量和所述电芯的数量相同。
4.根据权利要求1-3任一项所述的用于移动设备的自适应外挂电池，其特征在于，所述电芯为热插拔电芯。
5.根据权利要求4所述的用于移动设备的自适应外挂电池，其特征在于，所述放电接口用于对所述移动设备进行供电。
6.根据权利要求5所述的用于移动设备的自适应外挂电池，其特征在于，所述自适应外挂电池的放电接口为突起状，其形状与所述移动设备内陷的充电接口相适配；所述自适应外挂电池为薄片状，其形状与所述移动设备机体的背面形状相适配。
7.根据权利要求1-3任一项所述的用于移动设备的自适应外挂电池，其特征在于，所述充电接口通过USB接口或者移动设备的充电器进行充电。
8.根据权利要求1-3任一项所述的用于移动设备的自适应外挂电池，其特征在于，所述自适应外挂电池还包括与电芯相连的温度传感器和形变传感器，用于经所述电芯进行温度和形变的采样后，将温度和形变的具体数值通过电池管理系统进行分析并传递至移动设备。
9.根据权利要求1-3任一项所述的用于移动设备的自适应外挂电池，其特征在于，还包括一电池套，一端为用于折叠的盖，另一端为用于容纳所述自适应外挂电池和所述移动设备的套子。
10.根据权利要求1-3任一项所述的用于移动设备的自适应外挂电池，其特征在于，所述移动设备包括手机、MP3或者MP4。
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