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      應用擴展器設備的制作方法

      文檔序號:7936397閱讀:202來源:國知局
      專利名稱:應用擴展器設備的制作方法
      技術(shù)領域
      本發(fā)明總體上涉及電子設備,并且更具體地涉及與為設備之外的電 子設備提供電力相關(guān)的設備和方法。
      背景技術(shù)
      諸如蜂窩電話之類的便攜式電池組供電設備的大量生產(chǎn)在最近這 幾年里顯著地增加了,并且這一趨勢有望繼續(xù)。電話通常使用內(nèi)置在電 話中的可再充電電池組以提供所需的電力。電池組為電話供電的時間長 度主要取決于電池組的尺寸和內(nèi)置在電話中的能量消耗功能的數(shù)量。響 應于消費者的需求,蜂窩電話制造商將諸如發(fā)送和接收數(shù)字圖片和/或文 本消息的能力之類的功能并入電話中。遺憾地是,將這些功能包括進來 通常對為蜂窩電話供電的可再充電電池組提出了額外的需求。最終的結(jié) 果是蜂窩電話的運行時間因為增加的電力需求而變得越來越短。在對電 池組所提出的電的需求不斷增加的同時,蜂窩電話的尺寸和重量卻在減 少,以降低電話的尺寸。隨著蜂窩電話尺寸的降低,內(nèi)置在蜂窩電話中 的電池盒的尺寸也會降低。這兩個趨勢的存在(即增加的電的需求和降 低的電池組尺寸)使得許多蜂窩電話用戶經(jīng)歷了由于他們的電話的電池 組在不恰當?shù)臅r候被耗盡而引起的失敗的電話呼叫或數(shù)據(jù)傳輸。使得解 決這一問題復雜化的另一趨勢是大多數(shù)蜂窩電話需要具有特定尺寸和 形狀特征的電池組。為了鼓勵消費者從蜂窩電話制造商購買替換電池 組,蜂窩電話被制成使用具有唯一的形狀、鎖定機制、電壓要求等等的 電池組。此外,內(nèi)置在蜂窩電話中的可再充電端口會限制可以連接到蜂 窩電話的充電器的類型??偲饋碚f,這些因素限制了消費者快速地用另 一個電源代替耗盡的電池組的能力。

      發(fā)明內(nèi)容
      根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供了一種應用擴展器設備,其包括外殼。
      所述外殼包括頂蓋,其具有后面壁、前面壁和側(cè)面壁;底蓋,其可操 作地附接到所述頂蓋的后面壁;以及電池組腔,其由所述頂蓋和底蓋限 定。該外殼還包括電路板腔,其由所述頂蓋和所述底蓋中的至少一個 限定;關(guān)閉機構(gòu),其附接在所屬頂蓋上并且可移除地將所述頂蓋附接到 所述底蓋上,以使得可進入所述電池組腔;以及至少一個孔口,其由所 述頂蓋和底蓋中的至少一個限定,其中通過至少一個通氣口來調(diào)整進入 所述電池組腔的空氣流。
      根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,應用擴展器設備包括外殼;可移除地 連接在電路板腔中的可更換電路板;以及連接器,用于將所述應用擴展 器設備電連接到電子設備。該外殼還包括頂蓋、可操作地附接到所述 頂蓋的底蓋、以及由所述頂蓋和底蓋中的至少 一個限定的電路板腔。
      根據(jù)本發(fā)明的又一個方面, 一種用于確定空氣進入的方法包括下述 步驟選擇方形鋅空氣電池的輸出特性,其中所述輸出特性包括電力輸 出;以及選擇所述方形鋅空氣電池的應用特性,其中所述應用特性包括 接通/斷開占空比。該方法還包括根據(jù)所述輸出特性和所述應用特性來確 定空氣進入的量的步驟。


      圖1A、 1B、 1C和1D圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的應用擴展 器設備;
      圖2A、 2B和2C是說明根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的另一個應用 擴展器設備的圖3A到3E是進一步說明在圖2A-2C中的實施例所示的應用擴展 器設備的.'L印
      的實例的能量密度的圖表;
      圖5是說明可以在本發(fā)曰7 能量的圖表;
      圖6是按照應用間歇性而描述方形鋅空氣電池(zinc air prismaticcell)的放電性能的圖表;
      圖7是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的為使用方形鋅空氣電池的外 部供電設備確定空氣進入的方法的流程圖。
      具體實施例方式
      圖1A、 1B、 1C和1D是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的應用擴展 器設備100的圖。應用擴展器設備100可以被用來為通常以參考標識符 1000示出的單獨的電子設備(例如蜂窩電話、便攜式多媒體設備、個人 數(shù)字助理(PDA)、筆記本計算機等)供電。應用擴展器設備100可以
      根椐一個實施例,設備100包括外殼102和連接器104。外殼102 包括頂蓋108和底蓋106。頂蓋108在其內(nèi)部包括電路板腔116,其可 以放置電路板128。電路板蓋112可移除地附接到頂蓋108上以包住電 路板腔116。彈簧和/或觸頭可以安裝在電路板蓋112上以提供到電路板 腔116的電連接。頂蓋108還包括從頂蓋108延伸下來的前、后和側(cè)面 壁。頂蓋108的外部還包括視覺指示器118,其指示該設備的狀態(tài)或運 行。在該實例中,視覺指示器118包括一個或多個發(fā)光二極管(LED)。 例如,視覺指示器118可以通過發(fā)射藍光來指示"使用中"。如另一個 實例,視覺指示器118可以通過閃爍來指示"低電量"。
      根據(jù)一個實施例,底蓋106可操作地附接到頂蓋108上,以使得底 蓋106以鉸接方式附接到頂蓋108的后面壁上??刹僮鞯母浇涌梢园?底蓋106圍繞頂蓋108的一個或多個點樞轉(zhuǎn),以使電池組腔130可使用, 或底蓋106完全/人頂蓋108脫離以使電池組腔130可使用。如圖1B和 1C所示,鉸接機構(gòu)120將頂蓋108附接到底蓋106。當處于如圖1A所 示的關(guān)閉位置時底蓋106和頂蓋108限定了在蓋106和108之間的電池 組腔130。圖1B示出了打開位置以用來移出和/或插入電池組。在該實 例中,打開位置允許大約一百八十度(180° )的打開角126。
      底蓋106通過附接結(jié)構(gòu)114 (例如扣件)附接到頂蓋108的前面壁 上。另外,底蓋106在其內(nèi)表面上包括突出物124,例如球狀物。突出物124提供氣隙,其可便于插入的電池組(例如方形鋅空氣電池組)的 運行??卓诨蛲饪?110可以定位在底蓋106、側(cè)面壁和/或頂蓋108上, 以控制和/或調(diào)整到流體消耗電池組的流體(例如空氣)的流動。因此, 對到插入的電池組的空氣的調(diào)整可以通過適當?shù)卣{(diào)節(jié)尺寸和放置通氣 口 110來控制。由此,經(jīng)過通氣口 110進入到方形鋅空氣電池組周圍的 空氣的空氣流可以由突出物124來增加或控制。根據(jù)一個實施例,突出 物124可以放置在底蓋106、頂蓋108或其結(jié)合上。
      根據(jù)一個可替換的實施例,底蓋106和定蓋108可滑動地彼此附接。 因此,底蓋106和頂蓋108可以具有相應的凸緣,其限定沿著底蓋106 和頂蓋108的平行面縱向延伸的凹槽。為了解釋但非限制的目的,頂蓋 108可以具有限定凹槽的第一和第二凸緣,并且底蓋106可以具有在提 供進入電池組腔130時可滑動地嚙合頂蓋108的凹槽的凸緣。底蓋106 的凸緣可以完全滑動經(jīng)過頂蓋108的凹槽,以使底蓋106和頂蓋108可 以彼此完全脫離,從而提供到電路板腔116的進入??商鎿Q地,底蓋106 的凸緣可以滑動經(jīng)過頂蓋108的凹槽的一部分,以使在可進入電池組腔 130時底蓋106和頂蓋108彼此不完全脫離。本領域技術(shù)人員應該理解, 底蓋106可以具有限定凹槽的頂凸緣和底凸緣,并且頂蓋108可以包括 在提供進入電池組腔130時滑動地嚙合底蓋106的凹槽的凸緣。
      根據(jù)又一個實施例,底蓋106和頂蓋108可以包括一個或多個合適 的緊固件,機械地將底蓋106附接到頂蓋108上。典型地,當緊固件從 頂蓋108釋放底蓋106時,底蓋106和頂蓋108彼此完全脫離以提供進 入電池組腔130。然而,本領域技術(shù)人員應該理解,底蓋106和頂蓋108 可以使用其他合適的設備來彼此附接,其中當可進入電池組腔130時, 底蓋106和頂蓋108^L附接在一起,并且其中當可進入電池組腔130時, 底蓋106和頂蓋108彼此沒有完全脫離。本領域的技術(shù)人員還應該理解, 外殼102可以是永久的外殼,例如底蓋106和頂蓋108是單個的部件或 者彼此不能移除。
      底蓋108的外部包括如圖1C所示的板122。板122可以包括關(guān)于該 設備的識別信息、安全說明、操作說明等等??商鎿Q地,板122便于到 其他設備的附接,例如通過粘附、磁體、支架等等。
      連接器104被耦接到頂蓋108并且提供到電路板腔116的電連接。 連接器104可以被耦接到電子設備,例如蜂窩電話、智能電話、個人數(shù)字助理、便攜式音頻設備、便攜式媒體設備等等。
      根據(jù)一個實施例,可更換(interchangeable)電路板128可以在電 路板腔116中,該電路板腔116可以由頂蓋108和電路板蓋112限定。 因此,可更換電路板128可以移除并且由用戶或制造商用電路板腔116 中的另一個可更換電路板128代替,以使可更換電路板128與連接到設 備100的電子設備1000兼容,或者與用在應用擴展器中的電池組類型 兼容??筛鼡Q電路板128可以包括硬件電路、 一個或多個軟件程序或 其組合(即特定于或?qū)谶B接到設備100的電子設備1000的組合)。 以解釋而非限制的方式,在不考慮設備100所連接的電子設備1000的 情況下,基本上所有的設備100的部件都可以相同,并且可以基于所連 接的電子設備1000選擇可更換電路板128并將其放置在電路板腔116 中。因此,可以基于可連接到設備100的可用電子設備1000來設計多 個可更換電路板128,并且設備100的制造商、電子設備1000的制造商、 不同于設備100、可更換電路板128和電子設備1000的制造商的組裝者 可以將所期望的可更換電路板12 8放置在電路板腔116中;或者設備100 的用戶可以將可更換電路板128放置在電路板腔116中。
      根據(jù)一個可替換的實施例,可更換電路板128可以包括遮蓋可更換 電路板128的一部分的外殼。典型的,設備IOO可以包括頂蓋108和底 蓋106中的一個,并且當可更換電路板128被放置在電路板腔116中時, 可更換電路板128的外殼形成其他的蓋(例如電路板蓋112)。為了解 釋而非限制的目的,頂蓋108限定電路板腔116,并且在可更換電路板 128被放置在電路板腔116中時,可更換電路板128的外殼在該可更換 電路板128的外部面上,其與電路板腔116相對。因此,可更換電路板 128被放置在電路板腔116中,并且被頂蓋108和可更換電路板128的 外殼包圍。
      以解釋而非限制的方式,通過使可更換電路板128具有對應于電路 板腔116的形狀的限定形狀,可以將可更換電路板128連接或附接在電 路板腔116中。根據(jù)可替換的實施例,電路板蓋112可以機械地連接到 頂蓋108,其中電路板蓋112將可更換電路板128固定在電路板腔116 中以保持可更換電路板128和設備IOO之間的電連接。在這樣的實施例 中,電路板蓋112可以通過延伸經(jīng)過電路板蓋112并進入頂蓋108的螺 絲釘來機械地附接到頂蓋108。螺絲釘也可以延伸經(jīng)過可更換電路板128以將可更換電路板128固定在電路板腔116中。
      根據(jù)另一個可替換的實施例,可更換電路板128可以通過可更換電 路板128和設備100之間的電連接(例如通過將在可更換電路板128上 的一個或多個電觸頭插入到電路板腔116中或鄰近于電路板腔116的相 應的電觸頭中)來固定在電路板腔116中。通過設備100的電觸頭來固 定可更換電路板128的另 一個示例性實施例是由使可更換電路板128偏 向第二電觸頭(例如設備中的圓柱形電池組)的彈簧來固定可更換電路 板128。
      可替換地,可以由與設備100的電連接來固定可更換電路板128, 以使電路板腔116是限定在底蓋106或頂蓋108中的槽口 (例如用于蜂 窩電話的訂戶識別模塊(SIM)卡或用于數(shù)字照相機的安全數(shù)字(SD) 卡)。在這樣的實施例中,在底蓋106和頂蓋108處于打開位置以提供 進入電池組腔130時,在電路板蓋112被定位以提供進入電路板腔116 或在設備100的側(cè)面上時,可進入電路板腔116,從而在不改變底蓋106、 頂蓋108或電路板蓋112位置的情況下可更換電路板128可以插入到電 路板腔中或從電路板腔中移出。
      根據(jù)一個實施例,可更換電路板128和連接器104可以是單個、集 成可更換單元的部分。當基于被連接到設備100的電子設備1000來將 可更換電路板128放置在電路板腔116中時,連接器104 (即可更換單 元的一部分)可以與電子設備1000兼容。
      根據(jù)另一個實施例,連接器104是可以從電路板腔116中的固定或 永久的電路板或放置在電路板外殼116中的可更換電路板128中更換 的。因此,如果在電路板腔116中的固定或可更換電路板128與電子設 備1000兼容,那么連接器104是可更換的,以使連接器與電子設備1000 兼容。在這樣的實施例中,外殼102可以是永久的外殼,以使連接器104 可以隨著底蓋106從頂蓋108的分離而更換。根據(jù)一個可替換的實施例, 連接器104從設備100分離,并且可以與電子設備1000耦接。
      根據(jù)任何一個實施例,其中電路板是永久的或可更換的,連接器104 可以包括特定于連接到設備100的電子設備1000的電路。因此電路板 可以與多種類型的電子設備1000兼容,并且連接器104可以包括附加 的硬件電路、 一個或多個軟件程序或其組合(即特定于電子設備1000 的組合)。在一個實例中,設備100包括兩個金屬空氣(例如鋅空氣)方形電 池。為了插入,在設備100處于打開位置時,電池可以被靠著頂蓋108 的內(nèi)表面在側(cè)壁之間放置??商鎿Q地,設備100可以包括堿性鋅類電池 組(其將二氧化錳(Mn02)、羥基氧化鎳(NiOOH)、氧化銀或其組合物 作為活性陰極材料、可再充電鎳鎘(Ni/Cd)或鎳金屬氫化物(NiMH) 電池電池組、具有酸性電解質(zhì)(其包含氯胺(NH2C1)、氯化鋅(ZnCl2) 或其組合物)的鋅二氧化錳(Zn/Mn02)電池電池組、鋰(Li)電池電 池組或4里離子(Li-Ion)電池電池組。另外或可替才奐地,電池或電池組 形狀可以是但不限于圓柱形、方形、紐扣形等。而且,可以使用單個或 多個電池電池組,并且可以4吏用一個或多個多電池電池組。然而,應該 理解可以使用其它類型的電池組。在沒有使用金屬空氣電池組的實施例 中,可能希望省略通氣口 110。
      應該指出,通氣口 110的適當尺寸調(diào)節(jié)便于將方形鋅空氣電池組電 池作為插入的電池的運行。因素包括空氣進入和路徑長度(path length )。 空氣進入是提供用于運行電池的氧氣的每分鐘的空氣體積(空氣/分鐘) 的速率。路徑長度包括從電池或電池的部分到特定通氣口的距離。合適 的空氣進入的實例是大約17-35cc空氣/分鐘的空氣進入(取決于反應動 力學)提供足夠的氧氣來使鋅空氣電池以1000mA放電。這是通常在空 氣電極處所需的理論配比量(stoichiometric amount);實際上實際所需 的空氣要更多,這取決于從周圍到設備腔內(nèi)部的空氣路程有多么直。
      在一個實例中,方形鋅空氣電池具有足夠的敞開面積,從而以大約 1000mA放電。調(diào)節(jié)通氣口 110的尺寸以提供大約17-35cc空氣/分鐘的 空氣進入。在另一個實例中,根據(jù)需要來調(diào)節(jié)通氣口 110的尺寸以提供 較低量的空氣進入,從而產(chǎn)生插入的電池的較低的放電率。
      應該指出,將方形鋅空氣電池大面積地暴露在空氣環(huán)境中會因為暴 露于二氧化碳和/或水的損耗/獲得而降低其性能,因此可以通過調(diào)節(jié)通 氣口 110的尺寸來減少暴露,并且結(jié)果延長了電池的使用還產(chǎn)生了合適 的性能。在一個實施例中,電池包括在其上的主動空氣管理器(active air manager)。該主動空氣管理器延長電池的壽命或使用但因為電池上包 括空氣管理器而的確降低了能量密度。例如,這樣的空氣管理器可以將 能量密度從大約900Wh/L降低到大約600Wh/L。在題為"BATTERY INCLUDING A FLUID MANAGER (包括流體管理器的電池組)"美國專利申請序列號11/33,980的專利中包括了電池上所包括的合適的空氣管 理器的實例,其內(nèi)容被通過引用它們的全部而被結(jié)合于此。在另一個實 例中,調(diào)節(jié)通氣口 110的尺寸來限制暴露還允許合適的給定放電率。空
      者電子地打開并關(guān)閉。閱操作通過使用控制電路來響應設備100正在操 作的電子設備1000的電力需求的變化,該控制電路判明設備和空氣管 理器之間的電通信來以電池組所需的氧氣量成比例地打開并關(guān)閉閥???氣管理器可以被定位在電池、電池組、設備100外殼或由設備IOO供電 的電子設備1000中??諝夤芾砥骺梢园ㄓ糜诩铀倏諝饬鞯脑O備,例 如但是不限于風扇、風箱等或其組合。
      例如,1000mA速率能力的方形鋅空氣電池包4舌在電池上的大約 27mrr^的通氣口以提供合適的空氣進入。在該實例中,通氣口 IIO產(chǎn)生 大約200mr^的空氣進入,針對兩個這樣的電池產(chǎn)生適當?shù)姆烹?。因此?在外殼102中的4個槽口或通氣口 (每個38mm乘1.3mm)為該實例提 供適當?shù)目諝膺M入(大約200mm2)。在另一個實例中,290個0.83mm 乘0.83mm的通氣口產(chǎn)生大約200 mm2并且為該實例提供適當?shù)目諝膺M 入。在又一個實例中,73個1.65mm乘1.65mm的方形通氣口產(chǎn)生200 mm2并且為該實例提供適當?shù)目諝膺M入。
      在下文中參考圖6和圖7來對方形鋅空氣電池的空氣進入進行進一 步討論。另外,應該指出,設備100不限于方形鋅空氣電池并且可以使 用其它類型的電池組和電源,如上所述。
      提供作為實例的設備100以用于說明目的。應該理解,根據(jù)本發(fā)明 可以允許并設想設備100的變型。
      圖2A、 2B和2C是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的另一個應用擴 展器設備200的圖。可以使用應用擴展器設備200來為電子設備1000 (例如蜂窩電話、便攜式多媒體設備、個人數(shù)字助理、筆記本計算機等)
      行時間便于這樣的電子設備的運行。
      用戶擴展器200包括下外殼202、上外殼204和連接器206。下外 殼202的內(nèi)部限定電池組腔130,該該電池組腔130中可以插入一個或 多個電池組電池216。在一個實例中,電池216包括單個方形鋅空氣電 池。在另一個實例中,電池216包括兩個方形鋅空氣電池。下外殼202包括通氣口或孔口 226以便于所插入電池的空氣進入和空氣調(diào)整。通氣 口 226的配置和布置與上面參考圖1A到圖1C所描述的通氣口相似。應 該理解,本發(fā)明的替換方面可以不包括通氣口 226。
      處于關(guān)閉位置時,上外殼204進一步限定了所插入電池216的電池 組腔130,如圖2C所示。上外殼204的內(nèi)部包括用于容置設備電路的電 路板腔。上外殼204通過連接到鉸接機構(gòu)212的觸頭構(gòu)件218以鉸接方 式附接到下外殼202。因此,上外殼204可以圍繞鉸接機構(gòu)212旋轉(zhuǎn)以 從關(guān)閉位置變換到打開位置的范圍。觸頭構(gòu)件218包括附接在其上的第 一觸頭214。上外殼204還包括視覺指示器210,其指示設備200的狀 態(tài)或運行。在一個實例中,視覺指示器210包括一個或多個發(fā)光二極管 (LED)。
      上外殼204還包括第二觸頭220。第一觸頭214和第二觸頭220與 設備電路電接觸,然后可以接著為單獨的電子設備供電。對于將方形鋅 空氣電池作為插入電池216的情況,第二觸頭220可以操作為陽觸頭 (positive contact)并且可以與所插入電池邊鄉(xiāng)彖接觸以減輕源自不適當插 入電池的損壞和/或缺點,并且提供反向保護測量。
      連接機構(gòu)224在與鉸接附接機構(gòu)211相對的面上纟皮附加到下外殼 202。連接機構(gòu)224耦接到被附加在上外殼204的連接構(gòu)件222。本領域 技術(shù)人員應該理解,上面關(guān)于設備100描述的實施例,至少就外殼102、 連接器104、底蓋106、頂蓋108、電路板蓋112、電路板腔116以及可 更換電路板128而言,可以應用于設備200。
      提供作為用于說明目的的實例的設備200。應該理解,根據(jù)本發(fā)明 可以允許并設想設備200的變型。
      圖3A到3E是根據(jù)本發(fā)明實施例進一步例示設備200的圖,以毫米 示出圖中實例的尺寸。
      圖4是說明可以在本發(fā)明中使用的各種電池組化學組成的實例的能 量密度的圖表。注意到方形鋅空氣提供了比堿性的能量密度兩倍還多的 能量密度。
      容量的圖表。注^^鋅空氣提供了比堿性的容量三倍還多的容i。'
      圖6是按照空氣管理的使用間歇和程度而描述方形鋅空氣電池的放 電性能的圖表600。提供作為實例的圖表600以說明各種空氣管理技術(shù)。x軸表示總測試時間并且y軸表示能量密度。
      線602表示具有在其中的主動空氣管理器的第 一鋅空氣電池的實例 特性。主動空氣管理器控制到電池的空氣進入,從而在電池不被使用時 減輕來自H20和/或二氧化碳的退化??梢钥闯?,初始能量密度相對較 低,這是因為空氣管理器被包括在電池中所增加的體積而引起的。
      線604表示不具有空氣管理器的第二鋅空氣電池的實例特性,其在 使用和非使用時段期間接收完全空氣進入。在該線上的點對應于用在每 若干小時中使用一小時而表示的間歇使用。例如lpl2指在12個小時的 時段內(nèi)使用1小時,而lp36指在36小時的時段內(nèi)使用1小時。最初, 第二鋅空氣電池具有比第一鋅空氣電池更大的能量密度。然而,隨著時 間的過去,由于完全、持續(xù)的空氣進入發(fā)生了來自H20和/或二氧化碳 的退化以及能量密度的降低。結(jié)果,對于低間歇放電(lp24、 lp36和 lp48)來說,第二電池的能量密度變得比第一電池的能量密度低。
      線606表示具有主動空氣管理器的第三鋅空氣電池的實例特性,其 在使用和非使用時段期間連續(xù)地限制空氣進入。與第二鋅空氣電池一 樣,第三鋅空氣電池具有比第一鋅空氣電池大的能量密度。被動空氣管 理器(passive air manager)(例如圖1A-1C中的通氣口 100)被調(diào)整或 配置以將空氣進入限制到所選擇的放電率,也被稱為調(diào)諧。基于對電池 放電的空氣的理論配比需求,被動空氣管理器被設計成允許足夠或充足 的空氣流進入電池。如果空氣進入被限制得超過閾限,則電池將不能適 當?shù)剡\行,例如通過不提供充足的電力。然而,在空氣進入的導出值處, 在減輕電池退化并且延長使用時間的同時還能獲得合適的性能。應該指 出,合適的性能可以是但不一定小于給定鋅空氣電池的額定性能。
      隨著時間的過去,源于H20和/或二氧化碳的退化仍然發(fā)生,但是 由于被動空氣管理器的原因電池退化比第二鋅空氣電池要慢。結(jié)果,第 三鋅空氣電池的能量密度通常大于第二鋅空氣電池的能量密度,該第二 鋅空氣電池在給定的總測試時間期間沒有空氣進入管理。
      圖7是說明根據(jù)本發(fā)明的 一 個實施例的確定用于使用方形鋅空氣電 池的外部供電設備的空氣進入的方法。
      方法700從框702開始,其中提供了方形鋅空氣電池。該電池具有 包括開路電壓、電流輸出范圍、電流限制、容量、壽命、使用時間等等 的運行特性。在框704處選擇電池的輸出應用特性。該應用特性包括電流輸出范 圍、電流限制、壽命、使用時間、間歇使用等。應用特性的電流限制可 以等于或小于電池運行特性的電流限制。間歇使用包括期望的電池使用 和非使用時段。例如,期望的間歇使用可以是對于非使用的每23小時 的1小時。使用時間是電池運行使用的小時總數(shù)并且排除"斷開"的時 間段。
      在框706處,根據(jù)鋅空氣電池的應用特性和/或運行特性來確定用于 鋅空氣電池的包括空氣流的空氣進入量。在減輕由H20和/或二氧化碳 暴露而引起的退化并借此延長使用時間的同時選擇空氣進入量來產(chǎn)生 應用特性。
      在框708處,來就外殼選擇通氣口或空氣管理的布置。通氣口的布 置(例如圖1A到圖1C的通氣口 110)可以被配置成外殼中的槽口、矩 形孔口、圓形孔口等等。例如,外殼可以包括設備外殼、電池組包外殼、 應用擴展器外殼、蜂窩電話外殼、便攜式媒體播放器外殼等等。
      應該理解,在附圖中示出并在前面描述的實施例僅用于說明目的并 且不打算限制本發(fā)明的范圍。在該文件中,相關(guān)的術(shù)語,例如第一和第 二;頂、底和側(cè)面等被用來將一個實體或動作與另一個實體或動作進行
      的關(guān)系或順序。盡管已經(jīng)就某個方面或各個方面示出和描述了本發(fā)明, 但是在本領域的其他技術(shù)人員閱讀并理解了本說明書和附加的圖之后 進行等同的替換和修改是顯而易見的。特別地,對于由上述部件(組件、 設備、電路等)執(zhí)行的各種功能,用于描述這樣的部件的術(shù)語(包括對 "裝置"的參考)打算對應于(除非另有說明)執(zhí)行所述部件的指定功 能的任何部件(即功能上等同),即使結(jié)構(gòu)上不等同于執(zhí)行此處所述的 本發(fā)明示例性實施例中的功能的公開結(jié)構(gòu)。另外,盡管就本發(fā)明的一些 方面的僅一個方面公開了本發(fā)明的特定特征,但是這樣的特征可以結(jié)合 對于任何給定或特定應用來說可能是期望的和有益的其它方面的一個 或多個其它特征。同樣,術(shù)語"示例性"打算作為實例,不一定作為最 佳或最優(yōu)解決方案。此外,就在詳細的說明或權(quán)利要求中使用的術(shù)語"包 括"來說,這樣的術(shù)語打算以術(shù)語"包含"的相似方式而是包括性的。
      權(quán)利要求
      1、一種應用擴展器設備,包括外殼,該外殼包括;頂蓋,其具有后面壁、前面壁和側(cè)面壁;底蓋,其可操作地附接到所述頂蓋的后面壁;電池組腔,其由所述頂蓋和底蓋限定;電路板腔,其由所述頂蓋和所述底蓋中的至少一個限定;關(guān)閉機構(gòu),其附接到所屬頂蓋并且可移除地將所述頂蓋附接到所述底蓋,以使得可進入所述電池組腔;以及至少一個孔口,其由所述頂蓋和底蓋中的至少一個限定,其中通過所述至少一個孔口來調(diào)整進入所述電池組腔的空氣流。
      2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的設備,還包括在所述電池組腔中的至少一 個電池組,其中連接器能夠?qū)⑺鲋辽僖粋€電池組電連接到電子設備。
      3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的設備,其中所述至少一個電池組包括至少 一個金屬空氣電池組。
      4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的設備,其中所述至少一個電池組的外 部面是所述頂蓋和所述底蓋中的一個的至少一部分。
      5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的設備,其中所述電池組包括空氣管理器, 其中所述空氣管理器調(diào)整所述電池組腔中的空氣流。
      6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的設備,還包括從所述頂蓋和所述底蓋中的 至少一個的內(nèi)表面延伸的至少一個突出物,其中所述至少一個突出物限 定了所述電池組腔中的空氣體積。
      7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的設備,還包括可移除地連接在所述電路板 腔中的可更換電路板,使得所述可更換電路板對應于通過所述連接器電 連接到所述設備的電子設備。
      8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設備,其中所述可更換電路板機械地連接 到所述電路板腔中。
      9、 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的設備,其中所述可更換電路板通過所 述可更換電路板中的至少 一個電連接點連接在所述電路板腔中。
      10、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的設備,其中所述至少一個孔口以大約 17-3 5cc空氣/分鐘的速率來調(diào)整所述電池組腔中的空氣流。
      11、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的設備,還包括耦接到所述外殼的連接器。
      12、 一種應用擴展器設備,包括 外殼,該外殼包括頂蓋;底蓋,其可操作地附接到所述頂蓋;以及 電路板腔,其由所述頂蓋和底蓋中的至少一個限定; 可更換電路板,其可移除地連接在所述電路板腔中;以及 連接器,其用于將所述用戶擴展器電連接到電子設備。
      13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的應用擴展器設備,包括多個可更換電路 板,根據(jù)不同的電池組類型為不同的電子設備、不同的電輸出或電輸入 配置每個所述可更換電路板。
      14、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的應用擴展器設備,其中所述可更換電路 板機械地連接到所述電路板腔中。
      15、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的應用擴展器設備,其中所述可更換電路 板通過所述可更換電路板的至少 一 個電連接點連接在所述電路板腔中。
      16、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的應用擴展器設備,其中所述連接器可移 除地連接到所述設備。
      17、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的應用擴展器設備,其中所述連接器和所 述電路板被組合在集成的可更換單元中。
      18、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的應用擴展器設備,還包括 電池組腔,其由所述頂蓋和底蓋限定;至少一個孔口,其由所述頂蓋和底蓋中的至少一個限定,其中通過 所述至少一個孔口來調(diào)整進入所述電池組腔的空氣流。
      19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的應用擴展器設備,其中所述至少一個孔 口以大約17-35cc空氣/分鐘的速率來調(diào)整所述電池組腔中的空氣流。
      20、 根據(jù)權(quán)利要求12至18中的任何一項所述的應用擴展器設備,還 包4舌至少一個電池組,所述至少一個電池組包括。喊性4辛電池組、金屬空 氣電池組、鋅二氧化錳電池組、鎳鎘電池組、鎳金屬氫電池組、鋰電池 組以及鋰離子電池組中的至少 一 個。
      21、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的應用擴展器設備,還包括可打開的電路 板腔蓋。
      22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的應用擴展器設備,其中所述電路板腔蓋 可操作地連接到所述頂蓋或所述底蓋中的至少 一個。
      23、 根據(jù)權(quán)利要求22所述的應用擴展器設備,其中所述電路板腔蓋 是可移除的蓋。
      24、 一種用于確定空氣進入的方法,該方法包括下述步驟 選擇方形鋅空氣電池的輸出特性,其中所述輸出特性包括電力輸出;選擇用于所述方形鋅空氣電池的應用特性,其中所述應用特性包括 接通/斷開占空比;以及根據(jù)所述輸出特性和所述應用特性來確定空氣進入的量。
      25、 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法,還包括根據(jù)所確定的空氣進入的 量來確定孔口敞開的面積的步驟。
      26、 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法,還包括根據(jù)所確定的孔口敞開的 面積來在設備外殼中布置一個或多個孔口的步驟。
      27、 根據(jù)權(quán)利要求24至26中的任何一項所述的方法,其中所選擇的 輸出特性的電力輸出小于所述方形鋅空氣電池的額定電力輸出。
      全文摘要
      本發(fā)明提供了應用擴展器設備(100)及其方法(700),其中所述設備(100)包括外殼(102),該外殼具有頂蓋(108),其具有后面壁、前面壁和側(cè)面壁。該設備(100)還包括底蓋(106),其可操作地附接到所述頂蓋(108);以及電池組腔(130)。該外殼(102)可以還包括電路板腔(116),其由所述頂蓋(108)和所述底蓋(106)中的至少一個限定;關(guān)閉機構(gòu)(114),其附接到所述頂蓋(108)并且可移除地將所述頂蓋(108)附接到所述底蓋(106),以使得可進入所述電池組腔(130);以及至少一個孔口(110),其由所述頂蓋(108)和底蓋(106)中的至少一個限定,其中通過所述孔口(110)來調(diào)整進入所述電池組腔(130)的空氣流。
      文檔編號H04B1/38GK101589557SQ200880003037
      公開日2009年11月25日 申請日期2008年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月25日
      發(fā)明者M·利布魯斯, N·魏因施泰因, P·F·霍夫曼, R·H·小托伊, W·J·莫爾 申請人:永備電池有限公司
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