[发明专利]一种无线充电电池

说明书

本专利设计了一种无线充电电池，将无线电能传输和电池充电功能集成于一体。该电池包括(10)标准电池组件、(20)无线电能接收模块、(30)转换升压模块和(40)控制模块等四个部分。其中，(10)包括标准电池壳体和电池本体，在其内部为(20)、(30)、(40)提供安装空间；(20)负责无线电能接收；(30)包括整流电路、缓存电容和Boost升压电路；(40)包括充电阈值判断单元和升压控制单元。该电池具有非接触获取电能、电池使用规格标准化、集成度高等特点，适用于移动通信设备、蓝牙耳机等应用对象，能够通过无线充电方式有效提升电池的续航能力，解决不便连接充电线或难以更换电池等问题。

技术领域

无线充电电池涉及无线电能传输技术和电池充电控制一体化技术，属于具备无线电能传输功能的充电电池集成装置领域。

背景技术

无线电能传输技术是电气工程领域的一项前瞻性技术，在近几年发展迅速并不断成熟，其主要借助电磁波等物理载体，实现电能从供应侧到接收侧的非接触式传输，具有电能传输灵活方便、安全可靠的独特优势。现无线电能传输技术主要包括磁耦合谐振式、电磁辐射式等主要形式，可以传输距离和传输功率为依据进行选择。

随着无线电能传输技术的不断发展，该技术在家用电器和通信设备的供电领域都得到了实际应用，未来有可能应用于植入式医疗设备的非接触式供电、外太空太阳能的无线传输和电动汽车的无线充电等方面。非接触式充电技术将来的工程化和产业化，有助于新能源的开发利用以及能源短缺问题的解决。

目前无线电能传输技术同样存在着技术短板，阻碍着该项技术的推广和大范围应用，缺陷主要集中于无线电能传输范围小、能量传输效率低和充电位置要求严格等方面。虽存在着上述短板，但将无线电能传输技术应用于电池充电，可有效解决电池续航能力差、电池损耗大、电池污染严重和充电不便等问题，具有广泛的应用前景。

发明内容

为了将无线电能传输技术应用于充电电池领域，找到二者的最佳结合点，增强电池的续航能力并促进充电电池的技术发展，本发明设计了一种能够接收外部环境无线电能的可充电电池。

本发明利用无线电能进行电池充电的原理依据是无线电能传输技术，如今该技术主要包括电磁感应式、电磁共振式和电磁辐射式三种。其中电磁感应式经常用于功率较低、距离较近的电能传输；电磁共振式用于功率中等、距离中等的电能传输；电磁辐射式常用于功率较大、距离较远的电能传输。本发明所述无线充电电池的能量传输方式为非接触式，通过与外部能量供应源的匹配连接，在蓝牙匹配认证技术、无线电能传输技术和电池充电控制技术的支持下，使内部电池得到可靠的电能，其电能传输灵活方便，安全可靠，性能稳定。

本发明的设计方案如下：一种无线充电电池，无需内部发电装置和线缆接入，与外部能量供应源建立信息连接，进行非接触式的电能传输。

本电池所涉及的无线电能传输及电池充电流程为：

外部供电设备以无线电能传输方式向该充电电池提供电能，电池内部无线电能接收模块接收外部交流电能，产生接收电压；

无线电能接收模块连接转换升压模块整流电路，将交流电压整流为直流电压，保证后续电路的正常运行；

整流电路输出端连接缓存电容，通过对缓存电容充电的方式将直流电能暂时存储于电容内部，消除无线电能接收过程中的波动因素，增强后续电路对电池本体充电过程的稳定性；

缓存电容连接转换升压模块中Boost升压电路，随着电容内部电能的不断存储，其两端电压逐渐升高，当电压提升至Boost升压电路的充电开启阈值后，Boost升压电路在控制模块中充电阈值判断单元的控制下接入电路，Boost升压电路接入后受升压控制单元调控，保证其输出端与电池本体的电压一致性，并将缓存电容内部电能输出至电池本体，完成对电池的无线电能传输充电。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本专利做进一步详细说明。