[发明专利]无线可充电电池及其部件

说明书

本申请是申请日为2012年9月24日、于2014年3月27日进入中华人民共和国国家阶段的申请号为CN 201280047175.7、发明名称为“无线可充电电池及其部件”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及无线可充电的电池。更具体地，但不是唯一地，本发明涉及接收器线圈拓扑结构、电池屏蔽和可拆卸的电能接收器。

背景技术

无线可充电电池已经被用于诸如电动牙刷之类的设备多年。这种设备典型地利用非标准的电池或不易于替换的电池。普通消费电池仍通常需要电连接来实现充电。存在对如下这种消费可充电电池的需求：其如果被设置在充电区域，可以方便地无线充电，而不需要任何特殊取向或电连接。

电能接收器需要尽可能小，以确保用于通常消费应用的足够的电池容量。也需要能够在任何朝向与充电交变磁场耦合—由于电池可以采用任何朝向放置在充电区域中，或者可以采用任何朝向位于设备内部。

也需要电池能快速地充电，而在充电磁场中电化学电池不过热。

另外，电池的电能接收器由消费者可回收或可重复使用将是值得期待的。

接收器线圈拓扑结构的数目已经被提出并且讨论如下。

WO 2001/67046公开一种无线电能接收器，其具有缠绕在交叉形状的芯体上的三个相互正交的绕组(即，芯体是XYZ坐标系的原点的形状)。

US 5,281,941公开了一种用于支持三个相互正交的绕组的球形形式。

US 7,414,380公开了一种具有缠绕在平行管形状的芯体上的三个相互正交的绕组的无线电能接收器。

US 7,248,017公开了一种无线可充电电池，其具有缠绕在电池外部的芯体上、或者缠绕在芯体上并安装在电池内部的绕组。绕组的轴与电池的纵轴平行。说明书也公开了具有两个正交绕组以当充电时供电池自由旋转。

US 2011/0086256公开了一种无线可充电电池，其具有布置在电池的一个端部的接收器电路，但是绕组在电池的外部上。

以上拓扑结构都有点笨重和/或在某些朝向上耦合不佳。另外，以上设计被形成为一体，并且不允许简单地再利用。另外，它们未提供电化学电池的屏蔽。

本发明的目标是提供一种线圈接收器组件、电能接收器和无线可充电电池，克服了这些问题中的至少一些，或者至少向公众提供一种有用的选择。

发明内容

根据一个示例性实施例，提供了一种用于可充电电池的接收器线圈组件，包括：第一线圈和第二线圈，具有彼此横向定向的磁轴；以及第三线圈，其具有横向于第一线圈和第二线圈的磁轴的磁轴，并且围绕第一线圈和第二线圈。

第三线圈优选地是大体环形线圈，并且组件优选具有通常的圆柱形形式。

第一线圈和第二线圈优选地以交叉体布置，其中第一线圈和第二线圈围绕交叉体的臂缠绕、并且第三线圈围绕该交叉体缠绕。

根据另一个示例性实施例，提供了一种用于可充电电池的接收器线圈组件，包括具有彼此横向定向的磁轴的第一线圈、第二线圈和第三线圈，其中，线圈中的一个相比于其他线圈能够具有较大的电能传输。

第三线圈优选地包围其他线圈，并且第一线圈和第二线圈优选地采用交叉布置。

第三线圈的电能传输容量优选地大于第一线圈和第二线圈的功率电能传输容量至少10％、更优选地20％。第三线圈的导体长度优选地大于第一线圈和第二线圈的导体长度至少25％、更优选地50％。

根据另一个示例性实施例，提供了一种无线可充电电池，其具有电能接收器和电化学电池，其中，电能接收器安装在第一电池子外壳中，而电化学电池安装在第二电池子外壳中，其中，第一电池子外壳和第二电池子外壳是可拆卸的。

电能接收器可以凭借螺纹、推入配合连接或磁连接而是从电化学电池上用户可拆卸的。

电化学电池可以通过围绕电化学电池的金属层来被磁屏蔽。这个层可以是大约一个趋肤(skin)深度，并且可以由铜箔形成。

公认的是，术语“包括”在不同的审查权限范围下可以归结为排他的或包括的意思。针对本说明书的目的，并且除非另有说明，这些术语旨在具有包括的含义，即这些术语将用于包括直接引用的所列出的部件，而且还包括其他的未指定的部件或元件。

本说明书中参考的任何现有技术不构成承认这些现有技术形成公知常识的一部分。

附图说明

被并入并构成说明书的部分的附图，与上面给出的本发明的一般描述一起说明本发明的实施例，以及以下给出的示例性实施例的详细描述用来解释本发明的原理。