CN105742732A - 具有无线充电功能和近场通信功能的电池组 - Google Patents

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Abstract

公开了一种具有无线充电功能和近场通信功能的电池组，所述电池组包括：天线，附着到电池单元；传感器，被构造为感测天线中感应的能量水平；控制器，被构造为根据传感器的感测到的信号来确定能量水平是用于无线充电的第一能量水平还是用于近场通信的第二能量水平；开关，根据控制器的控制信号将天线连接到电池充电器或近场通信电路。

Description

具有无线充电功能和近场通信功能的电池组
本申请要求于2014年12月24日在韩国知识产权局提交的第10-2014-0188459号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的内容通过引用全部包含于此。
技术领域
本发明的实施例的各方面涉及一种电池组。
背景技术
近来开发的移动通信终端具有用于近场通信的天线。近场通信使移动通信终端能够用作例如地铁、公共汽车和出租车等中的运输票价***或者用作各种电子交易中的支付***。一般来说，天线附着到终端的电池组或终端壳体。当天线附着到终端的电池组时，例如天线可以使用粘附层附着到电池单元。
发明内容
本发明的实施例的各方面提供了一种能够使用共享天线来执行无线充电功能和近场通信功能的电池组。
本发明的实施例的各方面提供了一种通过将用于无线充电的高压区与用于近场通信的低压区彼此电隔离能够执行无线充电功能和近场通信功能的电池组，从而防止高压区与低压区彼此电干扰。
本发明的实施例的上述和其它方面将在示例实施例的下述描述中进行描述或者将通过示例实施例的下述描述是清楚的。
根据本发明的一方面，提供了一种电池组，所述电池组包括：天线，附着到电池单元；传感器，被构造为感测天线中感应的能量水平；控制器，被构造为根据传感器的感测到的信号来确定能量水平是用于无线充电的第一能量水平还是用于近场通信的第二能量水平；开关，根据控制器的控制信号将天线连接到电池充电器或近场通信电路。
当能量水平被确定为第一能量水平时，控制器可以被构造为控制开关将天线连接到电池充电器，当能量水平被确定为第二能量水平时，控制器可以被构造为控制开关将天线连接到近场通信电路。
能量水平可以对应于电压、电流、功率或频率的水平。
第一能量水平和第二能量水平可以彼此不同。
电池充电器包括：AC-DC转换器，连接到开关；充电电路，位于AC-DC转换器与电池单元之间。
传感器、控制器、开关、电池充电器和近场通信电路可以安装在电路板上，电路板可以与电池单元结合。
电池充电器和近场通信电路可以彼此电分离。
电路板还可以包括：天线端子，连接到天线的天线导线；安装凹槽，天线的天线导线安装在其中。
绝缘构件还可以位于天线导线与电路板之间，或者可以位于天线导线与电池单元之间。
天线可以包括：铁氧体层，附着到电池单元；天线图案，附着到铁氧体层。
电池单元可以是棱柱形电池或袋型电池。
如上所述，根据本发明的实施例的电池组能够使用共享天线来执行无线充电功能和近场通信功能。例如，根据通过一个共享天线或在一个共享天线中接收的(或感应的)能量水平来启动无线充电功能或者启动近场通信功能。在一个示例中，当通过一个共享天线感应的能量水平是第一能量水平(例如，预定的第一能量水平)时，接通无线充电功能并断开近场通信功能。在另一个示例中，当通过一个共享天线感应的能量水平是第二能量水平(例如，预定的第二能量水平)时，接通近场通信功能并断开无线充电功能。
另外，根据本发明的实施例的电池组通过将用于无线充电功能的高压区与用于近场通信功能的低压区彼此电隔离能够执行无线充电功能和近场通信功能，从而防止高压区与低压区彼此电干扰。例如，用于无线充电的高压区和用于近场通信的低压区在电路板上安装成彼此完全电断开，从而在用于无线充电的高压区与用于近场通信的低压区之间不出现电干扰。
附图说明
通过参照附图详细地描述本发明的示例实施例，本发明的上面的和其它特征和各方面将会变得更加明显，在附图中：
图1A是示出了根据本发明的实施例的具有无线充电功能和近场通信功能的电池组的配置的框图，图1B是针对无线充电操作而配置的示例性电路图，图1C是针对近场通信操作而配置的示例性电路图；
图2A和图2B分别是根据本发明的实施例的具有无线充电功能和近场通信功能的电池组的透视图和分解透视图；
图3是示出了图2B的区域“A”的放大视图；
图4是根据本发明的实施例的具有无线充电功能和近场通信功能的电池组的局部组装透视图；
图5根据本发明的实施例的具有无线充电功能和近场通信功能的电池组的天线的剖视图；
图6是根据本发明另一个实施例的具有无线充电功能和近场通信功能的电池组的分解透视图；
图7是根据本发明的再一个实施例的具有无线充电功能和近场通信功能的电池组的分解透视图。
具体实施方式
以下，参照附图来进一步详细描述本发明的一些示例实施例。
现在将参照附图在下面更加充分地描述示例实施例；然而，本发明可以以不同的形式来实施，并且不应解释为局限于这里阐述的实施例。相反，这些实施例被提供为使得本公开将是彻底的和完整的，并将把本发明充分传达给本领域的技术人员。
将理解的是，当元件或层被称作“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“结合到”另一元件或层时，它可以直接在所述另一元件或层上、直接连接到或直接结合到所述另一元件或层，或者也可以存在一个或更多个中间元件或中间层。当元件被称作“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件或层时，不存在中间元件或中间层。例如，当第一元件被描述为“结合”或“连接”到第二元件时，第一元件可以直接结合或连接到第二元件，或者第一元件可以经由一个或更多个中间元件间接结合或连接到第二元件。同样的标号表示同样的元件。如这里使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项的任意组合和所有组合。另外，当描述本发明的实施例时，“可以”的使用涉及“本发明的一个或更多个实施例”。当诸如“……的至少一个(种)”的表达在一列元件时，修饰整列元件，而不是修饰一列元件的单个元件。此外，术语“示例性”意图指示例或图示。
将理解的是，尽管可以在此使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区分开来。因此，在不脱离示例实施例的教导的情况下，可以把下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分称为第二元件、组件、区域、层或部分。在附图中，为了图示的清楚，可以夸大各种元件、层等的尺寸。
为了描述的方便，可以在此使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“下面的”、“在……上方”、“上面的”等的空间相对术语来描述如图中所示出的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。将理解的是，除了在图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被翻转，则描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件随后将被定位为“在”其它元件或特征“上方”。因此，术语“在……下方”可以包括“在……上方”和“在……下方”的两种方位。装置可以被另外定位(旋转90度或在其它方位)，并且应相应地解释这里使用的空间相对描述符。如这里使用的，术语“使用”可以被认为与术语“利用”同义。
这里使用的术语仅是为了描述具体示例实施例的目的，并不意图对示例实施例进行限制。如这里使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一个”和“一种”也意图包括复数形式。将进一步理解的是，当术语“包括”和/或“包含”用在本说明书中时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
这里描述的根据本发明的实施例的控制器和/或任意其它相关装置或组件可以利用任意适当的硬件、固件(例如专用集成电路)、软件或者软件、固件和硬件的适当组合来实施。例如，控制器和/或任意其它相关装置的各种组件可以形成在一个集成电路(IC)芯片上或单独的IC芯片上。另外，控制器的各种组件可以在柔性印刷电路膜、载带封装件(TCP)、印刷电路板(PCB)上实施或者与控制器形成在同一基板上。另外，该装置的各种组件可以是进程或线程，所述进程或线程在一个或更多个计算装置中的一个或更多个处理器上运行，执行计算机程序指令并且与用来执行这里描述的各种功能的其它***组件相互作用。计算机程序指令存储在可以在使用诸如以随机存取存储器(RAM)为例的标准存储器装置的计算装置中实施的存储器中。计算机程序指令也可以存储在诸如以CD-ROM或闪速驱动器等为例的其它非临时性计算机可读介质中。此外，本领域技术人员应当识别，在不脱离本发明的示例性实施例的范围的情况下，各种计算装置的功能可以结合或集成到单个计算装置中，或者特定计算装置的功能可以分布在一个或更多个其它计算装置。
下文中，将参照图1A到图1C描述根据本发明的实施例的具有无线充电功能和近场通信功能的电池组。
图1A是示出了根据本发明的实施例的具有无线充电功能和近场通信功能的电池组的配置的框图，图1B是针对无线充电操作而配置的示例性电路图，图1C是针对近场通信操作而配置的示例性电路图。
如图1A所示，根据本发明的实施例的具有无线充电功能和近场通信功能的电池组100可以包括天线130(例如，天线部分)、传感器171(例如，传感部分)、控制器172、开关173(例如，开关部分)、电池充电器174(例如，电池充电部分)和近场通信电路177(例如，近场通信部分)。
将在下面进一步描述的天线130安装在电池单元110的长边区域和/或短边区域，并且被配置为接收无线充电信号和/或近场通信信号。例如，可以通过天线130感应无线充电信号和/或近场通信信号。
在一个实施例中，无线充电可以指示通过供应电力对电池单元110进行无线充电而无需连接到电池单元110的电线，可以以磁感应方式、磁共振方式、微波方式和它们的等同物来执行无线充电。然而，本发明不局限于如这里所列的无线充电的方法。另外，近场通信允许例如在大约10cm的短距离内在两个或更多个终端之间的双向数据通信，NFC格式、蓝牙格式、ZigBee格式、Wi-Fi格式或它们的等同物可以用来提供近场通信，但是本发明的各方面不局限于此。
传感器171感测通过天线130接收的(或感应的)能量水平，并且将能量水平转换成电信号，然后将转换的信号发送到控制器172。例如，当无线充电信号(例如，第一能量水平)被感应到天线130时，传感器171将与无线充电信号对应的第一传感信号发送到控制器172。当近场通信信号(例如，第二能量水平)被感应到天线130时，传感器171将与近场通信信号对应的第二传感信号发送到控制器172。
在一个实施例中，能量水平是电压、电流、功率和/或频率的水平。在一个实施例中，当能量是以电压、电流或功率的形式时，第一能量水平大于第二能量水平。例如，当能量是以功率的形式时，第一能量水平一般可以在几瓦(W)到几千瓦(kW)的范围内，第二能量水平一般可以在几微瓦(μW)到几毫瓦(mW)的范围内。当能量是以频率的形式时，第一能量水平小于第二能量水平。例如，当能量是以频率的形式时，第一能量水平可以在几赫兹(Hz)到几十赫兹(Hz)的范围内，第二能量水平可以在几兆赫(MHz)到几十兆赫(MHz)的范围内。
如上所述，传感器171将与无线充电信号(例如，第一能量水平)对应的第一传感信号和/或与近场通信信号(例如，第二能量水平)对应的第二传感信号发送到控制器172，控制器172可以将控制信号(例如，预定的控制信号)输出(例如，立即输出)到开关173而没有显著时间延迟。因此，例如，在近场通信期间，可以没有显著地操作时间延迟或数据损失。
当通过传感器171接收第一传感信号时，控制器172确定第二能量水平对应于(例如，为)用于无线充电的第一能量水平。当通过传感器171接收第二传感信号时，控制器172确定第二能量水平对应于(例如，为)用于近场通信的第二能量水平。另外，控制器172将与第一传感信号和第二传感信号对应的控制信号输出到开关173。
在一个实施例中，当通过传感器171感测到的能量水平是(例如，被确定是)第一能量水平时，控制器172将第一控制信号(例如，预定的第一控制信号)输出到开关173。当通过传感器171传感的能量水平是(例如，被确定是)第二能量水平时，控制器172将第二控制信号(例如，预定的第二控制信号)输出到开关173。
开关173将天线130电连接到电池充电器174或者将天线130电连接到近场通信电路177。在一个实施例中，当从控制器172输出第一控制信号时，开关173将天线130电连接到电池充电器174。在此情况下，天线130与近场通信电路177电断开。当从控制器172输出第二控制信号时，开关173将天线130电连接到近场通信电路177。在此情况下，天线130与电池充电器174电断开。
开关173可以通过三端子开关、继电器、可控硅整流器(SCR)、门极可关断晶闸管(GTO)、双极型晶体管(BJT)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和它们的等同物来实现，但是本发明的各方面不限于此。
为了便于开关173的快速操作，传感器171、控制器172和开关173可以在片上***(SOC)中或在片中***中(SIC)中实施，但是本发明的各方面不限制于此。
电池充电器174可以包括AC-DC转换器175和充电电路176。AC-DC转换器175将从天线130感应的交流(AC)电压转换成直流(DC)电压，并且将转换的DC电压输出到充电电路176。在一个实施例中，AC-DC转换器175将大约5V的DC电压供应到充电电路176。另外，充电电路176对电池单元充以被供应的DC电压(例如，被供应的大约5V的DC电压)。
在一个实施例中，充电电路176可以以恒压恒流(CV/CC)模式对电池单元110充电，并且可以包括用来保护电池单元110免于被过充电的保护电路。在一个实施例中，如果电池单元110的充电电压超过基准电压，则保护电路阻断充电路径。
因此，电池单元110由于保护电路而不会被过充电。电池单元110一般可以是棱柱形电池、袋型电池、圆柱形电池和它们的等同物，但是本发明的各方面不限于此。如上所述，在不使用电线或者使用恒压恒流方法(例如，以恒压恒流模式)的情况下，充电电路176使用无线充电方法(例如，以无线充电模式)对电池单元110充电。在一个实施例中，可以使用比基准(例如，预定的)充电电压小的电压对电池单元110充电。
近场通信电路177可以包括例如NFC匹配电路、NFC控制器和/或存储器，从而执行在移动通信终端与外部终端之间的数据通信。在一个实施例中，近场通信电路177可以电连接到移动通信终端，而不是电连接到电池单元110，以允许两个终端之间的数据通信。一个或更多个NFC匹配电路、NFC控制器和/或存储器可以安装在移动通信终端上，而不是安装在电池组上。在一个实施例中，近场通信电路177可以进入(例如，执行)例如移动通信终端像传统RFID读卡器一样操作的卡仿真模式、移动通信终端如读卡器一样操作的读/写模式或两个兼容装置彼此通信的P2P模式。在一个实施例中，近场通信电路177通过示例的方式被描述为移动通信终端，但是本发明的各方面不限于此。例如，近场通信电路177可以应用到家用电器、个人计算机(PC)或它们的等同物。
如图1B所示，当从天线130感测的信号处于第一能量水平时，控制器172控制开关将天线130电连接到电池充电器174，使得天线130和近场通信电路177彼此电断开。
如图1C所示，当从天线130感测的信号处于第二能量水平时，控制器172控制开关173将天线130电连接到近场通信电路177，使得天线130与电池充电器174彼此电断开。
对于它们的电压和电流，无线充电信号一般具有比近场通信的能量水平大的能量水平。对于它们的操作时间，无线充电时间一般比近场通信时间长。因此，如图1C所示，根据本发明的实施例的控制器172的配置方式为：开关173通常(例如，在一般状态下)将天线130电连接到近场通信电路177，而当(例如，仅当)输入相对高的能量水平(例如，第一能量水平)达相对长的时间时，开关173将天线130电连接到电池充电器174。因此，根据本发明的实施例，在相对短的时间内不出错地执行近场通信，从而改善近场通信的可靠性。
因为近场通信电路177易于被相对高的能量水平(例如，第一能量水平)损坏，所以用于使过电压或过电流旁路的瞬态电压抑制(TVS)器件178可以连接在开关173与近场通信电路177之间。在一个实施例中，TVS器件178连接在开关173与近场通信电路177之间。因此，即使在通过开关173将天线130与近场通信电路177电连接的状态下通过天线130输出高压无线充电信号，也能通过TVS器件178安全地保护近场通信电路177。
如上所述，本发明的实施例的各方面提供了被配置成使用共享天线来执行无线充电功能和近场通信功能的电池组。
另外，本发明的实施例的各方面提供了被配置为通过将用于无线充电的高压区与用于近场通信的低压区彼此电隔离来执行无线充电功能和近场通信功能的电池组，从而防止高压区与低压区彼此电干扰。
另外，根据本发明的实施例的各方面，共享天线执行近场通信功能，并且当输入无线充电信号时，TVS器件保护近场通信电路，然后断开近场通信电路而接通电池充电器，从而有利于近场通信功能而不出错。另外，在根据本发明的实施例的电池组中，近场通信功能甚至不会受到具有相对高的电压的无线充电信号的损坏。
图2A和图2B分别是根据本发明的实施例的具有无线充电功能和近场通信功能的电池组的透视图和分解透视图，图3是示出了图2B的区域“A”的放大视图，图4是根据本发明的实施例的具有无线充电功能和近场通信功能的电池组的局部组装透视图。
如图2A和图2B所示，根据本发明的实施例的具有无线充电功能和近场通信功能的电池组100包括电池单元110、电路模块120、天线130、顶盖140、底盖150和标签160。在该实施例中，电路模块120可以包括相对高的电压区和相对低的电压区。彼此电断开(例如，完全电断开)的高压区和低压区安装在电路模块120上以防止在在它们之间出现干扰。另外，为了改善无线充电信号和/或近场通信信号的接收(例如，感应)效率并改善刚性，天线130可以包括铁氧体层135和增强层136。
电池单元110包括棱柱形罐111、电极组件、电极端子115、绝缘衬垫116和盖板117。电极组件穿过形成在罐111的一侧的开口被容置到罐111中，该开口被盖板117密封。电池单元110具有正电极和负电极，并且可以是被构造为执行充电和放电的电池组的最小单位。在一个实施例中，棱柱形罐111也可以被称为棱柱形壳体。
罐111可以呈具有空心的基本平坦的长方体形状。例如，罐111具有两个相对宽的长侧表面112、连接两个长侧表面112的两个相对窄的短侧表面113以及连接两个长侧表面112与两个短侧表面113的底表面114。罐111中的开口与底表面114相对地形成。另外，可以弯曲两个短侧表面113。罐111可以由铝、铝合金、铁、铁合金、不锈钢(SUS)和它们的等同物制成，但是本发明的各方面不限于此。另外，罐111本身可以充当电极端子(例如，正电极端子)。
电极组件可以包括正电极板、负电极板和分隔件。分隔件定位在正电极板与负电极板之间，电极组件一般可以以凝胶卷构造来卷绕或堆叠。电极组件可以穿过罐111的开口***到罐111中。电极组件与电解质溶液一起被容置在(例如，容纳在)罐111中。
电极端子115被绝缘衬垫116围绕。电极端子115可以在穿过盖板117的同时向上突出和/或暴露。另外，电极端子115可以电连接到例如负电极板，盖板117可以电连接到例如正电极板。因此，电极端子115可以是负电极，盖板117和罐111可以是正电极。
盖板117密封上面已经描述的罐111的开口，从而防止电极组件和包含在罐111中的电解质被逐到外面或泄露出去。为此，盖板117可以是例如被激光焊接到罐111的顶端。
电路模块120定位在电池单元110上并电连接到电池单元110。为此，电路模块120包括具有开口121a(例如，通孔)的电路板121、天线端子122、内部端子123a和123b以及外部端子124。另外，电路模块120还可以包括安装在电路板121上的传感器171、控制器172、开关173、电池充电器174和近场通信电路177。
另外，电路模块120可以包括形成在电路板121上的用来保护免受过充电/过放电/过电流等影响的保护电路器件，所述保护电路器件是本领域技术人员所广泛知晓的并且将不给出对其的详细描述。
电路板121一般可以是刚性印刷电路板或柔性印刷电路板，并且可以具有大致在中心形成的开口121a，焊接工具***到该开口121a中以使内部端子123a能够被电连接到电池单元110的电极端子115。
天线端子122形成在电路板121的表面上，天线导线133电连接到天线端子122。例如，具有一定深度(例如，预定深度)的凹槽121b可以形成在电路板121的侧面部分以使天线导线133能够从电池单元110向上穿到天线端子122，绝缘片125(或绝缘层)可以放置在凹槽121b中。形成在电路板121的侧面部分的凹槽121b防止天线导线133过度突出到电池单元110的外面，从而有利于电池组100的装配工艺。另外，绝缘片125(或绝缘层)可以防止形成在电路板121上的导电图案和天线导线133彼此电短路(例如，形成短路电路)。
内部端子123a和123b包括连接到电池单元110的电极端子115的第一内部端子123a和连接到电池单元110的盖板117的第二内部端子123b。第一内部端子123a的一端连接到电池单元110的电极端子115，第一内部端子123a的另一端连接到正温度系数(PTC)器件123c。PTC器件123c电连接到电路板121。另外，每个第二内部端子123b的一端连接到电池单元110的盖板117，每个第二内部端子123b的另一端连接到电路板121。在该实施例中，第二内部端子123b可以处于电路板121的相对的端部以使电路板121能够稳定地定位在电池单元110的盖板117上。
外部端子124可以形成在电路板121的表面上并具有允许将移动通信终端、有线充电器和/或电池充电器174电连接到电池单元110的块状(例如，矩形)形状。移动通信终端可以通过外部端子124由电池单元110供应电力(即，对电池单元110放电)，或者可以以无线和/或有线的方式通过外部端子对电池组110充电。在一些实施例中，可以通过外部端子124的区域在天线130与移动通信终端之间发送/接收近场通信信号，这与充电或放电并不相关联。在近场通信电路177独立执行与另一终端的近场通信的实施例中，在天线130与移动通信终端之间通过外部端子124不执行近场通信。在该实施例中，近场通信电路177与外部端子124完全电断开。在该实施例中，电池充电器174的充电电路176通过电路板121的导电图案连接到外部端子124。
传感器171、控制器172、开关173和电池充电器174可以安装在电路板121的在开口121a附近的一侧，近场通信电路177可以安装在电路板121的在开口121a附近的另一侧。例如，当传感器171、控制器172、开关173和电池充电器174被定义为第一组并且近场通信电路177被定义为第二组时，第一组和第二组彼此不会完全电分离。当在示出的实施例中传感器171、控制器172和开关173独立地形成时，它们可以形成为单个SOP或SIP，从而减小整体包装体积同时加快操作速度。另外，在示出的实施例中，第一组和第二组在开口121a附近彼此电断开，但是本发明的各方面不限于此。第一组和第二组可以在控制器172或开关173附近彼此电断开。
在另一个实施例中，当包括AC-DC转换器175和充电电路176的电池充电器174与用来执行电池单元110的充电和/或放电的外部端子124被定义为第一组，并且近场通信电路177被定义为第二组时，第一组和第二组彼此可以完全电断开。例如，返回参照图1B和图1C，被理解的是，即使电池充电器174和近场通信电路174物理地连接到开关173，电池充电器174和近场通信电路177也彼此完全电断开。
因此，根据本发明的实施例，与电池单元110的无线充电和/或有线充电或放电相关的高压区以及与近场通信相关的低压区彼此电断开(例如，完全电断开)，从而减少或防止在高压区与低压区之间出现电干扰。
顶盖140和底盖150分别覆盖电池单元110的上部区域和下部区域以及电路模块120。例如，顶盖140覆盖电池组110的顶部同时覆盖电路模块120。多个开口141形成在顶盖140中，从而使形成在电路模块120中的外部端子124能够暴露到外部。顶盖140和底盖150可以利用一般的塑料树脂来预制造，然后以过盈配合的方式对应于电池单元110的顶部和电池单元110的底部与电路模块120组合。可以以这样的方式形成顶盖140和底盖15：将电路模块120和电池单元110安装在模具中，然后将熔融塑料树脂置于模具中并冷却。
标签160包住电池单元110的整个长侧表面112和整个短侧表面113，并且包住顶盖140和底盖150的一些区域。例如，标签160覆盖天线130，从而保护天线130受到外部冲击。顶盖140、底盖150和标签160可以保护电池单元110、电路模块120和天线130免受外部冲击。在一个实施例中，标签160包括外表面，在该外表面上可以描述产品名称、商标、产品详情、产品的尺寸或体积、生产日期、制作、销售和使用方法等。另外，标签160可以包括形成在其一个表面上(例如，其内表面上)的粘附层，并且可以由表面处理过的聚乙烯膜或表面处理过的聚酯膜来形成，但本发明不将标签160的材料局限于这里所列出的材料。
在另一个实施例中，可以使用由例如刚性塑料材料制成的硬外壳代替标签160。在该实施例中，天线130可以预制在硬外壳的内表面上，然后可以与电池单元110结合。
如上所述，根据本发明的实施例的电池组100使用共享天线提供了无线充电功能和近场通信功能。另外，根据本发明的实施例的电池组100通过将用于无线充电的高压区与用于近场通信的低压区彼此电隔离提供了没有电干扰的的无线充电功能和近场通信功能。
图5是根据本发明的实施例的具有无线充电功能和近场通信功能的电池组的天线的剖视图。
天线130可以定位在电池单元110的两个长侧表面112中的一个长侧表面上。在一些实施例中，可以提供两个天线130并可以将两个天线分别定位在电池单元110的两个长侧表面112上。天线130可以具有基本平坦的矩形形状以与电池单元110的两个长侧表面112的每个的形状对应，并且可以包括绝缘层131、天线图案132、天线导线133(见图2B)和保护层134。天线图案132通过被覆盖以被保护层134保护的环路形式形成在绝缘层131的表面上。在天线导线133连接到天线图案132的状态下，天线导线133可以延伸并在绝缘层131和保护层134的外部突出一定长度(例如，预定长度)。在一个实施例中，绝缘层131可以由聚酰亚胺(PI)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成，天线图案132和天线导线133可以由铜或镍制成，保护层134可以由可光成像阻焊剂(PSR)制成，但是本发明的各方面不限于此。另外，天线导线133电连接到天线图案132，并且向外突出、延伸并被暴露一定长度(例如，预定长度)。天线导线133电连接到设置在电路模块120中的天线端子122(见图2B)。另外，天线130可以定位在电池单元110的两个短侧表面113的一个短侧表面上。可替换地，天线130可以定位在长侧表面112和短侧表面113二者上。
天线130还可以包括铁氧体层135、加强层136以及粘附层137和138。
铁氧体层135可以定位在电池单元110与天线图案132之间，并可以具有平坦的矩形板状。铁氧体层135可以减小产生在天线图案132中的涡电流，并可以使穿过天线图案132的磁通集中，从而改善发送的或接收的信号的频率灵敏度。例如，铁氧体层135具有改善天线图案132的发送的或接收的信号的频率灵敏度的相对高的磁导率，从而提供具有良好的(例如，改善的)无线充电功能和近场通信功能的电池组100。
铁氧体层135可以由烧结铁氧体金属组成。例如，铁氧体层135可以由从镍铁氧体、锌铁氧体、镍锌铁氧体、钡铁氧体、它们的组合和它们的等同物中选择的一种制成。当铁氧体层135由镍锌铁氧体制成时，它可以包括47wt％至48wt％的氧化铁、30wt％的氧化镍、20wt％的氧化锌和2wt％至3wt％的氧化铜。
铁氧体层135具有在大约5μm至30μm的范围内的厚度。如果铁氧体层135的厚度小于大约5μm，那么当经受即使相对小的冲击时，它也会容易破裂。如果铁氧体层135的厚度大于大约30μm，那么电池组100会变得体积大，导致相对于电池组110的容量电池组100的密度的减小。
加强层136定位在电池单元110与铁氧体层135之间，并可以具有基本的矩形平板形状。即使随后将进一步描述的在粘附层137和138标签160之间的粘附性减小，加强层136也能防止天线图案132和铁氧体层135的外部变形，从而防止无线充电功能和近场通信功能减弱。另外，加强层136还可以相比于传统技术减小天线图案132的发送的和接收的信号的频率偏差。
加强层136可以包括从铜、铝、不锈钢、它们的组合和它们的等同物中选择的至少一种，但是本发明不将加强层136的材料局限于这里所列的材料。
另外，加强层136可以具有在大约0.1μm至2.0μm的范围内的厚度。如果加强层136的厚度小于大约0.1μm，则难以防止由于在电池组100随时间的变化(例如，形状上的变化)而引起的天线图案132和铁氧体层135的外部变形。如果加强层136的厚度大于大约2.0μm，则能充分防止由于在电池组100随时间的变化而引起的天线图案132和铁氧体层135的外部变形，然而会增加电池组100的整体厚度。
在该实施例中，加强层136通过镀覆、涂覆、溅射、真空沉积或它们的等同方法直接形成在铁氧体层136的底表面上。因此，铁氧体层135和加强层136一体地形成，加强层136加强了铁氧体层135的脆性。在该实施例中，铁氧体层135通过第一粘附层137粘附到绝缘层131。因此，加强层136可以加强铁氧体层135和天线图案132的刚性。例如，加强层136减小或防止铁氧体层135和天线图案132的外部变形。
粘附层137和138包括第一粘附层137和第二粘附层138。第一粘附层137设置在铁氧体层135与天线图案132之间并将铁氧体层135与天线图案132彼此结合。另外，第二粘附层138设置在电池单元110与加强层136之间并将电池单元110与加强层136彼此结合。在该实施例中，第一粘附层137和第二粘附层138可以是双面粘合带、液态型粘合剂、它们的组合和它们的等同物，但是本发明不将第一粘附层137和第二粘附层138的材料局限于这里所列的材料。
图6是根据本发明的另一个实施例的具有无线充电功能和近场通信功能的电池组的分解透视图。
参照图6，根据本发明的另一个实施例的电池组包括具有凹槽112A(例如，凹进部)的电池组110A和放置在(或布置在)电池组110A的凹槽112A中的天线130。
凹槽112A可以形成在电池组110A的长边表面112(例如，罐111A的长侧表面112)上以具有与天线130的形状对应的形状。示例实施例包括只有安装在凹槽112A中的加强层136，安装在凹槽112A中的加强层136和铁氧体层135，安装在凹槽112A中的加强层136、铁氧体层135和天线图案132，但是本发明不局限于这些示例实施例。第一粘附层137置于天线图案132与铁氧体层135之间，第二粘附层138置于加强层136与罐111A之间。
因此，因为加强层136安装在电池单元110A的凹槽112A中，加强层136和铁氧体层135安装在电池单元110A的凹槽112A中，或者，加强层136、铁氧体层135和天线图案132安装在电池单元110A的凹槽112A中，所以可以减少或最小化被这些元件占用的空间(例如，超出罐111A的空间)，从而将电池组的体积维持在相对小的尺寸而不减小或基本减小电池单元110A的容量。
除了电池单元110A的构造以及电池单元110A与加强层136的连接结构之外，根据本发明实施例的电池组在其构造、功能和作用方面与根据前述实施例的电池组100基本相同。因此，可以省略铁氧体层135和/或天线图案132的解释或描述。
图7是根据本发明的又一个实施例的具有无线充电功能和近场通信功能的电池组的分解透视图。
如在图7中所示，根据本发明的又一个实施例的电池组200包括作为电池单元的袋型电池210，而不是前述的实施例的棱柱形电池。例如，具有与上面描述的构造相同或基本相同的构造的天线130可以粘附到袋型电池210的一个侧表面，具有与上面描述的构造相同或基本相同的构造的电路模块220可以结合到袋型电池210的一个侧表面。
袋型电池210包括电极组件、包围电极组件和电解质溶液的袋型外壳211、电连接到电极组件并延伸到袋型外壳211的外部的第一电极接线片231和第二电极接线片232。
袋型外壳211具有形成在相对的区域处且相对宽的两个长侧表面212以及形成在相对的区域处连接两个长侧表面212且相对窄的四个短侧表面212和213。折叠在一个方向上的翼部215形成在四个短侧表面213和214中的两个短侧表面214上以及在四个短侧表面213和214中的一个短侧表面213上向外延伸的延伸部216上，同时第一电极接线片231和第二电极接线片232穿过延伸部216。
电路模块220在直立位置中设置在延伸部216上，并且也电连接到袋型电池210的第一电极接线片231和第二电极接线片232。
电路模块220包括电路板221、天线端子222、内部端子223a和223b以及外部端子224。电路模块220还可以包括安装在电路板221上的电池充电器274，电池充电器274可以包括传感器271、控制器272、开关273、AC-DC转换器275、充电电路276和近场通信电路277中的一个或更多个。电路模块220也可以包括形成在电路板上的多个保护电路器件，这对本领域技术人员而言是公知的并且将不进一步给出对其的解释。
天线端子222形成在电路板221的表面上，天线导线133电连接到天线端子222。
内部端子223a和223b连接到袋型电池210的第一电极接线片231和第二电极接线片232。
外部端子224可以形成在电路板221的表面上，这允许移动通信终端电连接到袋型电池单元210。通过外部端子124可以执行电池单元210的充电和放电，可以在天线130与移动通信终端之间发送或接收近场通信信号。
传感器271、控制器272、开关273和电池充电器274可以安装在电路板221的一侧，近场通信电路277可以安装在电路板221的另一侧。例如，当传感器271、控制器272、开关273和电池充电器274被定义为第一组并且近场通信电路277被定义为第二组时，第一组和第二组可以彼此电分离(例如，完全电分离)。另外，当在示出的实施例中传感器271、控制器272和开关273独立地形成时，在其它实施例中这些部件可以形成为单个SOP或SIP，从而减小整个包装体积同时加快操作速度。
在另一个实施例中，当仅有电池充电器274和外部端子124被定义为第一组并且近场通信电路277被定义为第二组时，第一组和第二组彼此可以完全电断开。
如上所述，根据本发明的实施例，提供了能够使用共享天线执行无线充电功能和近场通信功能的电池组100。另外，可以通过将用于无线充电的高压区和用于近场通信的低压区彼此电隔离来提供能够在没有电干扰的情况下执行无线充电功能和近场通信功能的电池组100。
虽然根据本发明的实施例的具有无线充电功能和近场通信功能的电池组已经参照其示例性实施例具体地示出并进行了描述，但是本领域的普通技术人员将理解的是，在不脱离如权利要求及其等同物所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出形式上和细节上的各种改变。因此，期望的是，当前的实施例在所有方面被认为是示出性的而不是限制性的，参照的是权利要求及其等同物，而不是前述描述来指示本发明的范围。

Claims (11)

1.一种电池组，所述电池组包括：
天线，附着到电池单元；
传感器，被构造为感测天线中感应的能量水平；
控制器，被构造为根据传感器的感测到的信号来确定所述能量水平是用于无线充电的第一能量水平还是用于近场通信的第二能量水平；以及
开关，根据控制器的控制信号将天线连接到电池充电器或近场通信电路。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中，当所述能量水平被确定为第一能量水平时，所述控制器被构造为控制开关将天线连接到电池充电器，
其中，当所述能量水平被确定为第二能量水平时，控制器被构造为控制开关将天线连接到近场通信电路。
3.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述能量水平对应于电压、电流、功率或频率的水平。
4.根据权利要求1所述的电池组，其中，第一能量水平和第二能量水平互不相同。
5.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述电池充电器包括：
AC-DC转换器，连接到开关；以及
充电电路，位于所述AC-DC转换器与电池单元之间。
6.根据权利要求1所述的电池组，其中，传感器、控制器、开关、电池充电器和近场通信电路安装在电路板上，电路板与电池单元结合。
7.根据权利要求6所述的电池组，其中，电池充电器和近场通信电路彼此电分离。
8.根据权利要求6所述的电池组，其中，电路板还包括：
天线端子，连接到天线的天线导线；以及
安装凹槽，天线的天线导线安装在安装凹槽中。
9.根据权利要求8所述的电池组，其中，绝缘构件位于天线导线与电路板之间，或者位于天线导线与电池单元之间。
10.根据权利要求1所述的电池组，其中，天线包括：
铁氧体层，附着到电池单元；以及
天线图案，附着到铁氧体层。
11.根据权利要求1所述的电池组，其中，电池单元是棱柱形电池或袋型电池。
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