具有公共容量的不同尺寸的电池单元的制作方法

具有公共容量的不同尺寸的电池单元的制作方法
【专利摘要】本发明描述了一种在便携式电子设备中使用的电源。该电源包括电池管理电路板和电池单元。电池单元包括电池单元子组，在所述电池单元子组中，电池单元中的至少一些电池单元具有不同容量。例如，电池单元子组中的电池单元中的至少一些电池单元可具有不同几何尺寸。此外，电池单元子组中的每一个电池单元子组中的电池单元被电耦合至电池管理电路板，使得电池单元子组中的每一个电池单元子组具有公共的总容量。
【专利说明】具有公共容量的不同尺寸的电池单元

【技术领域】
[0001] 所描述的实施例涉及用于集成便携式电子设备中的电池的技术。

【背景技术】
[0002] 便携式电子设备日益增多的功能性对用于为这些便携式电子设备供电的电池提 出了相应的要求。更具体地，集成电路中电路密度的增大、时钟频率的增高以及运行在便携 式电子设备上的软件应用程序数量的增多提高了它们对电力的要求。但是，电池能量密度 的增长速率还没有跟上对电力日益增长的要求的步伐。此外，便携式电子设备中的尺寸和 重量约束条件限制了电池单元的数量和尺寸，并且因此限制了其总容量。
[0003] 而且，可能难以用现有电池组织来解决这些难题。例如，如图1中所示，其示出了 一种现有电池100的框图，电池100具有电池单元110和电池管理模块112或电池管理电 路板（其监视电池单元110并且调控电池单元110的充电和放电）。这些部件包含在电池 组外壳114内，以便于处理和防止对电池单元110的损坏。但是，这样的构造消耗了宝贵的 空间，并且因此可限制电池单元的总容量。


【发明内容】

[0004] 所描述的实施例包括具有电池管理电路板和电池单元的电源。电池单元包括电池 单元子组，在所述电池单元子组中，电池单元中的至少一些电池单元具有不同容量。此外， 所述电池单元子组中的每一个电池单元子组中的电池单元被电耦合至电池管理电路板，使 得所述电池单元子组中的每一个电池单元子组具有公共的总容量。
[0005] 例如，所述电池单元子组中的电池单元中的至少一些电池单元可具有不同几何尺 寸。此外，这些电池单元子组可各自包括相同数量的电池单元。但是，这些电池单元子组中 的至少一个电池单元子组可包括具有相同容量的电池单元。
[0006] 需要指出的是，第一电池单元子组中电池单元中第一极性的电引线可被平行地电 耦合至第二电池单元子组中电池单元中第二极性的电引线，并且第一电池单元子组中电池 单元中第二极性的电引线可被平行地电耦合至第三电池单元子组中电池单元中第一极性 的电引线。此外，第二电池单元子组中电池单元中第一极性的电引线可被平行地电耦合，和 /或第三电池单元子组中电池单元中第二极性的电引线可被平行地电耦合。
[0007] 在一些实施例中，电池管理电路板通过电源总线被电耦合至电池单元。
[0008] 另一实施例提供具有该电源的一种便携式设备。
[0009] 另一实施例提供一种用于操作便携式电子设备中的电源的方法。在操作期间，该 电源将电力从该电源中的电池单元提供到该电源中的电池管理电路板，该电池管理电路板 监视电池单元并且调控电池单元的充电和放电。电池单元包括子组，在所述子组中，电池单 元中的至少一些电池单元具有不同容量。此外，所述子组中的每一个子组中的电池单元被 电耦合至电池管理电路板，使得所述子组中的每一个子组具有公共的总容量。

【专利附图】

【附图说明】
[0010] 图1是图示一种现有电池的框图。
[0011] 图2是根据本公开实施例图示一种便携式电子设备中电源的顶视图的框图。
[0012] 图3是根据本公开实施例图示一种便携式电子设备中电源的顶视图的框图。
[0013] 图4是根据本公开实施例图示图2或3的便携式电子设备中内插器的侧视图的框 图。
[0014] 图5是根据本公开实施例图示图4的内插器的顶视图的框图。
[0015] 图6是根据本公开实施例图示图5和6的内插器的侧视图的框图。
[0016] 图7是根据本公开实施例图示图4的内插器上弹簧连接器的电耦合的示图。
[0017] 图8是根据本公开实施例图示图2的电源中电池单元与电池管理电路板的电耦合 的示图。
[0018] 图9是根据本公开实施例图示图3的电源中电池单元与电池管理电路板的电耦合 的示图。
[0019] 图10是根据本公开实施例图示图2或3的便携式电子设备中电池单元的侧视图 的框图。
[0020] 图11是根据本公开实施例图示图2或3的便携式电子设备中机械联接机构的顶 视图的框图。
[0021] 图12是根据本公开实施例图示图2或3的便携式电子设备中机械联接机构的侧 视图的框图。
[0022] 图13是根据本公开实施例图示一种便携式电子设备的侧视图的框图。
[0023] 图14是根据本公开实施例图示一种便携式电子设备的顶视图的框图。
[0024] 图15是根据本公开实施例图示图2或3的便携式电子设备中电池管理电路板的 框图。
[0025] 图16是根据本公开实施例图示一种用于操作便携式电子设备中的电源的方法的 流程图。
[0026] 图17是根据本公开实施例图示一种用于操作便携式电子设备中的电源的方法的 流程图。
[0027] 图18是根据本公开实施例图示一种用于操作便携式电子设备中的电源的方法的 流程图。
[0028] 图19是根据本公开实施例图示一种用于从便携式电子设备中移除电池单元的方 法的流程图。
[0029] 图20是根据本公开实施例图示一种用于从便携式电子设备中移除电池单元的方 法的流程图。
[0030] 图21是根据本公开实施例图示一种用于禁用电源的方法的流程图。
[0031] 需注意，相似的附图标号是指整个附图中的相应部件。此外，相同部件的多个实例 由公共前缀进行标定，该公共前缀通过破折线与实例标号分隔开。

【具体实施方式】
[0032] 图2示出的框图图示了 一种便携式电子设备200中的电源210 (诸如电池）的顶视 图。该电源具有通过电源总线218被电耦合至电池管理电路板214或电池管理模块的位于 分开位置的电池单元212 (例如锂离子电池），电池管理电路板或电池管理模块（如下文中 参考图15进一步所述）包括具有控制逻辑的集成电路216,该控制逻辑监视电池单元212 并且调控电池单元212的充电和放电。需注意，电池单元212不被封装在公共电池组外壳 内，使得电池单元212相互机械地分开。此外，电池管理电路板214在电池单元212外部， 并且不被封装在电池组外壳内。由于电源210(并且更一般性地，便携式电子设备200)不 包括电池组外壳，所以可以有更多空间可用于扩展电池单元212的尺寸，并且因此扩展电 池单元212的总容量。如下文中进一步所述，该设计选项可涉及在便携式电子设备200中 包括附加特征来集成电源210。
[0033] 便携式电子设备200可包括母板220,母板220包括附加的集成电路（诸如处理器 和/或存储器）。如下文中参考图4进一步所述，电池管理电路板214可与母板220重叠。 例如，电池管理电路板214可以定位于母板220上方，并且内插器可以提供电池管理电路板 214和母板220上电连接器之间的电力和接地连接。
[0034] 电池单元的另一构型在图3中被示出，图3展示的框图图示了一种便携式电子设 备300中的电源310的顶视图。
[0035] 如前所述，电池管理电路板可以经由内插器被电耦合至母板。这在图4中示出，其 展示的框图图示了便携式电子设备200(图2)或300(图3)中的内插器400的侧视图。具 体地，电池管理电路板214具有顶表面410和底表面412。底表面412具有电连接器414， 电连接器414将电池管理电路板214电耦合至内插器400中基板408的顶表面418上的弹 簧连接器416。这些弹簧连接器通过穿过基板408的通孔420被电耦合至基板408的底表 面424上的弹簧连接器422。
[0036] 此外，定位于电池管理电路板214下面的母板220具有顶表面426和底表面428。 顶表面426具有将母板220电耦合至弹簧连接器422的电连接器430。
[0037] 在一示例性实施例中，弹簧连接器416和422 (诸如叶片弹簧或悬臂指状物）各自 提供致密的一组62个互连，其具有节距1mm。此外，这些弹簧连接器中的每一者可以具有 沉积于铍铜基上的金，并且可以能够传导1A的电流。此外，内插器400可以能够传导总共 13A的电流。需要指出的是，基板408可包括FR-4玻璃纤维增强环氧层压板。内插器400 的一个可能的供应商是 Neoconix?(Sunnyvale, California)。
[0038] 为了有利于电池管理电路板214、内插器400和母板220的正确组装和对齐，便携 式电子设备可以具有机械特征部。具体地，底表面412和顶表面418可以具有机械特征部 432,诸如配对或联锁的机械特征部（例如一个或多个销或正特征部以及相应的槽或负特 征部），它们通过阻止旋转不对准来有利于电池管理电路板214和内插器400的对准。类似 地，底表面424和顶表面426也可以具有有利于内插器400和母板220对准的机械特征部 434。
[0039] 此外，便携式电子设备可以具有设置于顶表面410和底表面428上的加强片机构 436 (诸如垫圈）。这些加强片机构可以将压缩机械耦合力（诸如与通过整个结构的螺母和 螺钉相关联的压缩机械耦合力，螺母和螺钉未在图4中示出）分散在顶表面410和底表面 428上。这在电池管理电路板214和/或母板220薄的情况下可能是有用的。电池管理电 路板214的典型厚度在0? 5和1mm之间，并且母板220的典型厚度在0? 5和1. 5mm之间。此 夕卜，内插器400可具有1. 8mm的厚度。
[0040] 电池管理电路板214和母板220之间的电路径（即电连接器414、弹簧连接器416、 通孔420、弹簧连接器422、和电连接器430)可以提供电池管理电路板214和母板220之间 的电力和接地连接。这在图5中被示出，其展示的框图图示了内插器400的顶视图。具体 地，弹簧连接器416具有传送功率信号的子组510。该子组可以被分成两半成为两组：电力 连接器512和接地连接器514。（在弹簧连接器422中可以进行类似的分离。在下面的讨 论中，使用弹簧连接器416来作为例证。）
[0041] 与内插器400相关联的一个难题是在电池管理电路板214和母板220之间传送电 力之前确保内插器400完全与图4中的电池管理电路板214和母板220匹配并且与它们成 平面。为了解决该难题，除了子组510之外，弹簧连接器416可以包括专用子组516 (诸如 10个弹簧连接器）来传送用于电源的监视信号。子组516中的弹簧连接器可以设置为与顶 表面418的周边518邻近，诸如靠近拐角（并且弹簧连接器422的类似的子组可以设置为 与图4中底表面424的周边邻近）。这可以提高子组516中弹簧连接器对机械不对准和非 平面性的灵敏度，因为这些条件可能难以在周边518处实现（例如夹持或压缩机械联接力 可能在周边518滚落）。
[0042] 图6示出的框图图示了内插器400的侧视图，如图6中所示，子组510中的弹簧连 接器在被激活时可以具有坚直高度520,并且子组516中的弹簧连接器在被激活时可以具 有坚直高度522。坚直高度520可大于坚直高度522,使得子组510在子组516被激活之前 被激活。这可以确保图4中电池管理电路板214和母板220之间用于功率信号的电路径在 图4中电池管理电路板214和母板220之间用于监视信号的电路径建立之前建立。例如， 坚直高度520可以为0. 4mm，而坚直高度522可以为0. 3mm。需注意，平均可能需要4克的 力来激活子组510和516中的每个弹簧连接器，对于内插器400总共需要2. 5kg的力。这 样，用于功率信号的低阻抗电连接可以在监视信号被便携式电子设备中的控制逻辑检测到 之前、并且因此在功率信号在图4中的电池管理电路板214和母板220之间被传送之前被 建立。
[0043] 对内插器400完全与图4中的电池管理电路板214和母板220匹配和成平面的检 测可以由子组516中的电耦合弹簧连接器来促进实现。（此外，弹簧连接器422的子组可以 被类似地电耦合。）这在图7中示出，其示出的示图图示了内插器400上子组516中的弹 簧连接器416的电耦合。具体地，子组516中的弹簧连接器可以菊花链方式被相互电耦合， 使得在这些弹簧连接器被激活时电路径（E. P.) 710完成，这指示图4中的内插器400和电 池管理电路板214完全匹配并且成平面（从而确保便携式电子设备可以在电力被启用之前 与电源通信）。此外，子组516中的弹簧连接器可以菊花链方式被相互电耦合，使得在这些 弹黃连接器被激活时，电路径（E. P.) 712完成，这指不图4中的内插器400和母板220完全 匹配并且成平面。虽然没有示出，但是传送监视信号的弹簧连接器422的子组中的弹簧连 接器也可以被相互电耦合，使得在这些弹簧连接器被激活时，电路径710完成，从而指示图 4中的内插器400和电池管理电路板214完全匹配并且成平面，并且电路径712完成，从而 指示图4中的内插器400和母板220完全匹配并且成平面。
[0044] 由于便携式电子设备中的空间约束，电池单元212(图2和3)中至少一些电池 单元可具有不同的尺寸，并且因此可具有不同的容量。但是，虽然这些电池单元中的至少 一些电池单元可具有不同的容量，但是电池单元的子组可以被电耦合至电池管理电路板 214(图2和3)使得每个子组具有相同的总容量或瓦时。这在图8中示出，其示出的示图 图示了电源210中电池单元212和电池管理电路板214的电耦合。在该电源中有三个子 组810,其中每个子组具有相同数量的电池单元（在该示例中是两个电池单元）和总电压 4. 5V。子组810-1包括具有相同容量的电池单元，而子组810-2和810-3包括具有不同几 何尺寸并且因此具有不同容量的电池单元。例如，电池单元212-1和212-2可以各自具有 127. 00mm的长度、34. 30mm的宽度和6. 67mm的厚度。此外，电池单元212-3和212-6可各 自具有60. 00mm的长度、31. 50mm的宽度和9. 40mm的厚度，并且电池单元212-4和212-5可 各自具有75. 77mm的长度、57. 86mm的宽度和9. 59mm的厚度。
[0045] 此外，子组810-1中电池单元中第一极性（诸如负或的电引线（E. L. )812_1 和812-2可被平行地电耦合至子组810-2中电池单元中第二极性（诸如正或" + "）的电引 线814-3和814-4,并且子组810-1中电池单元中第二极性的电引线814-1和814-2可以 被平行地电耦合至子组810-3中电池单元中第一极性的电引线812-5和812-6。此外，子 组810-2中电池单元中第一极性的电引线812-3和812-4可以被平行地电耦合，和/或子 组810-3中电池单元中第二极性的电引线814-5和814-6可以被平行地电耦合。除了提供 总容量相同的子组810之外，该布线配置可以提高电源210提供的电压。
[0046] 图9示出的框图图示了电源310 (图3)中电池单元212 (具有与图8中不同的位置 和几何尺寸）和电池管理电路板214的一种类似的布线配置或电耦合，使得具有不同容量 的电池单元可以被布置在具有相同总容量的子组810中。需注意，电池单元212-1和212-2 可各自具有93. 62mm的长度、58. 00mm的宽度和6. 08mm的厚度。此外，电池单元212-3和 212-5可各自具有65. 00mm的长度、55. 44mm的宽度和7. 90mm的厚度，并且电池单元212-4 和212-6可各自具有94. 01mm的长度、50. 60mm的宽度和8. 12mm的厚度。
[0047] 图10示出的框图图示了便携式电子设备200(图2)或300(图3)中电池单元1010 的侧视图，诸如电池单元212-3、212-4、212-5和212-6中的一者。该电池单元可以通过机械 联接机构1014机械耦接（例如其可以直接粘合或粘附）到外部外壳1012 (诸如便携式电 子设备的顶部壳体）。例如，机械耦接机构1014可以包括围绕内层1018的两个外层1016， 其中内层1018具有的剪切强度比这两个内层1016中任一者都低。在一些实施例中，外层 1016可以包括粘合剂。此外，内层1018可以包括交联泡沫（诸如Mathew P. Casebolt提 交于2011年8月4日的代理人卷号为APL-P11345US1的标题为"Adhesive Stack with a Central Shear Layer"的美国专利申请序列号13/198, 586中所描述的交联泡沫，该美国专 利申请的内容以引用方式并入本文）。更一般性地，内层1018可以通过加热来设置，而外层 1016可以不通过加热来设置。该机械耦接机构可以有助于确保电池单元1010和外部外壳 1012之间的粘接强度是一致的（并且可以通过内层1018的机械性能来调谐和控制）并且 是时不变的（例如其可能不取决于图2中便携式电子设备200或图3中便携式电子设备300 的热经历）。这样，外部外壳1012可以用于在便携式电子设备200(图2)或300(图3)不 包括电池组外壳时为电源中的部件（诸如电池单元）提供附加的机械支撑，从而减小对电 源的可能损害。例如，机械耦接机构1014可以确保便携式电子设备200 (图2)或300 (图 3)可以经受与60英寸坚直掉落相关联的加速/减速。
[0048] 但是，因为电池单元1010不包括在电池组外壳中，所以可能难以在不损坏的情况 下从便携式电子设备200(图2)或300(图3)移除电池单元1010。例如，在返修便携式电 子设备200 (图2)或300 (图3)时，电池单元1010可能在从外部外壳1012脱离时弯曲。
[0049] 为了解决该难题，可选的插片1020可以机械耦接至电池单元1010的侧面1022。 在被拉动时，可选的插片1020可以将剪切力传递到机械耦接机构1014以使电池单元1010 从外部外壳1012脱离。例如，该剪切力可能引发内层1018中的凹口，该凹口允许其被脱层。
[0050] 代替可选的插片1020(或者除了可选的插片1020之外），可以使用另一脱离机构。 这在图11中示出，其示出的框图图示了便携式电子设备200(图2)或300(图3)中机械耦 接机构1014的顶视图。具体地，脱离机构1110可以与机械耦接机构1014的边缘1112邻 近地嵌入在机械耦接机构1014中。在被拉动（或在锯切运动中左右移动）时，脱离机构 1110可以受控方式零应变地引发内层1018的分离，以使电池单元1010从外部外壳1012脱 离。例如，脱离机构1110可包括线丝，诸如由Kevlar^'(来自于E.I.duPont de Nemours and Company(Wilmington, Delaware))制成的线丝。如图12中所示,其示出的框图图示了 便携式电子设备200 (图2)或300 (图3)中机械耦接机构1014的侧视图，需注意，脱离机 构1110可以具有约与机械耦接机构1014的厚度1212 (诸如0. 15_)相同的厚度1210 (诸 如 0? 14mm)。
[0051] 通过这些方式，脱离机构1110可以防止在电池单元1010从外部外壳1012脱离时 电池单元1010的弯曲（以及因此导致的对其的损坏）。这可以允许返修便携式电子设备 200 (图 2)或 300 (图 3)。
[0052] 在便携式电子设备200 (图2)中，电池单元212-1和212-2可以定位于键盘后表面 顶部。如果这些电池单元被移除（诸如在便携式电子设备返修期间），该配置可导致对后表 面上背光元件的损坏，背光元件诸如是发光二极管（LED)。此外，电池单元212-1和212-2 可受到便携式电子设备200 (图2)的压缩力和/或弯曲损害。
[0053] 这些难题可以利用图13中所示的配置中的托盘来解决，图13示出的框图图示了 便携式电子设备1300(诸如便携式电子设备200)的侧视图。具体地，该便携式电子设备包 括外部外壳1310,该外部外壳1310具有由边缘1314限定的腔体1312。具有前表面1318 和后表面1320的键盘1316设置在腔体1312中，其中前表面1318面向外部外壳1310。如 前所述，键盘1316可具有设置在后表面1320上的背光元件1322。
[0054] 此外，托盘1324设置在后表面1320上方。该托盘1324可以与边缘1314邻近地 机械耦接到外部外壳1310。例如，托盘1324可以利用螺钉机械耦接至外部外壳1310。
[0055] 此外，电池单元212-1和212-2可从后表面1320机械耦接至托盘1324的相对侧 1326。例如，电池单元212-1和212-2可以通过机械耦接机构1328机械耦接至托盘1324。 一般性地，机械耦接机构1328可以具有粘合剂层。例如，机械耦接机构1328可以具有围绕 内层的两个外层，并且内层可具有比这两个外层中任一者都低的剪切强度。（因此，机械耦 接机构1328可以包括图10-12中所示的机械耦接机构1014。）利用托盘1324,电池单元 212-1和212-2可从便携式电子设备1300移除而不损坏键盘1316 (例如不损坏背光元件 1322)。
[0056] 图14所示的框图图示了便携式电子设备1300的顶视图，如图14所示，托盘1324 可具有侧壁1330。这些侧壁可允许托盘1324提高便携式电子设备1300的压缩强度和/或 便携式电子设备1300的抗弯强度。
[0057] 在一不例性实施例中，夕卜部外壳1310和托盘1324由金属制成。
[0058] 重新参考图2,在一些实施例中，集成电路216中的控制逻辑执行禁用程序，使得 电池管理电路板214(并且因此电源210或者图3中的电源310)在已经从便携式电子设 备移除之后就不能被重新使用，这可以有助于确保安全性。这在图15中示出，其所示的框 图图示了电池管理电路板214。电池管理电路板214包括：基板1510、和设置在基板1510 上的集成电路216。此外，集成电路216包括：接口电路1512,其（例如从图2或3中的母 板220)接收指令代码；和控制逻辑1514,其在指令代码被接收到时执行禁用程序。在禁 用程序期间，控制逻辑1514 :提供放电信号到被电耦合至电池管理电路板214的电池单元 212(图2和3);从电池单元212(图2和3)接收关于电池单元212(图2和3)被放电到 阈值以下的确认信号；并且永久性地禁用电池管理电路板214使得其不再能够对电池单元 212(图2和3)充电。在禁用程序之后，电池管理电路板214(并且因此电源210或者图3 中的电源310)可以安全地从便携式电子设备200或300 (图3)移除。
[0059] 需注意，该阈值可以是每个电池单元212(图2和3)的容量的大约5%。
[0060] 在一些实施例中，在永久性地禁用电池管理电路板214之前，控制逻辑1514将时 间戳和电池单元212 (图2和3)的放电状态存储在设置于电池管理电路板214上的存储器 1516中。该被存储的信息可以在与任何电池单元212 (图2和3)相关联的后续安全性问题 或顾虑发生的情况下被使用。
[0061] 此外，永久性地禁用电池管理电路板214可涉及软件熔断器和/或硬件熔断器，诸 如熔断器1518。例如，熔断器1518可以是热熔断器。
[0062] 如前所述，在正常操作期间，控制逻辑1514可以监视电池单元212(图2和3)，并 且可以调控电池单元212(图2和3)的充电和放电。
[0063] 便携式电子设备200 (图2)或300 (图3)可以包括：存储在图2或3中母板220 上的可选的存储器子系统（诸如DRAM或另一类型的易失性或非易失性计算机可读存储器） 中的一个或多个程序模块或指令集，其可以被图2或3中母板220上的可选的处理子系统 执行。需注意，这一个或多个计算机程序可构成计算机程序机制。而且，所述可选的存储器 子系统中各个模块中的指令可以通过如下语言来实现：高级程序语言，面向对象的编程语 言，和/或汇编或机器语言。此外，程序语言可以被编译或解释（例如能被配置或被配置） 以被所述可选的处理子系统执行。
[0064] 在一些实施例中，这些电路、部件和设备的功能性可通过下列的一种或多种来实 现：专用集成电路（ASIC)、现场可编程门阵列（FPGA)、和/或一个或多个数字信号处理器 (DSP)。此外，可以利用模拟和/或数字电路的任意组合实现这些电路和部件，包括：双极 性、PM0S和/或NM0S门或晶体管。此外，这些实施例中的信号可以包括具有大致离散值的 数字信号和/或具有连续值的模拟信号。此外，部件和电路可为单端型或差分型，并且电源 可为单极性或双极性。
[0065] 便携式电子设备200(图2)或300(图3)可以包括可具有电源的多种设备中的 一者，包括：膝上型计算机、媒体播放器（诸如MP3播放器）、家用电器、小型笔记本计算机 /上网本、平板电脑、智能电话、蜂窝电话、网络设备、个人数字助理（PDA)、玩具、控制器、数 字信号处理器、游戏机、设备控制器、家用电器内的计算引擎、消费电子设备、便携式计算设 备、个人备忘记事本、和/或其他电子设备。
[0066] 此外，图2-图15中可以不存在这些部件中的一个或多个。在一些实施例中，前述 实施例包括图2-15中没有示出的一个或多个附加部件。而且，尽管在图2-图15中示出了 独立的部件，但在一些实施例中，可以将给定部件的一些或全部集成到其他部件的一个或 多个中，和/或可以改变部件的位置。例如，代替电耦合图5中子组516 (和图4中弹簧连 接器422的相应子组）中的弹簧连接器，电耦合可以实现在图4中用于监视信号的电连接 器414和430的专用子组中。此外，在其中图2和3中的电池管理电路板214为热插拔的 实施例中，监视信号可以包括时钟信号。
[0067] 在前面的描述中，提到了"一些实施例"。需注意，"一些实施例"描述的是所有可 能实施例的子集，但并非始终指定实施例的相同子集。
[0068] 现在描述利用前述实施例可以执行的方法实施例。图16示出的流程图图示了一 种用于操作便携式电子设备中电源的方法1600。在操作期间，电源将电力从电源中分开位 置处的电池单元提供到电源中的电池管理电路板（操作1610)，电池管理电路板监视电池 单元并且调控电池单元的充电和放电。需注意，电池单元不被封装在公共的电池组外壳中， 从而电池单元相互机械地分开，并且电池管理电路板在电池单元外部并且不被封装在电池 组外壳中。此外，电源将电力从电池管理电路板提供到便携式电子设备中的母板（操作 1612)。
[0069] 图17示出的流程图图示了一种用于操作便携式电子设备中的电源的方法1700。 在操作期间，电源将电力从电源中的电池单元提供到电源中的电池管理电路板，电池管理 电路板监视电池单元并且调控电池单元的充电和放电。需注意，电池单元包括子组，在所述 子组中，电池单元中的至少一些电池单元具有不同容量。此外,这些子组中的每一个子组中 的电池单元被电耦合至电池管理电路板，使得这些子组中的每一个子组具有公共的总容量 (操作 1710)。
[0070] 图18示出的流程图图示了一种用于操作便携式电子设备中的电源的方法1800。 在操作期间，电源将功率信号从电源中的电池管理电路板经由电池管理电路板和母板之间 的内插器上的第一弹簧连接器提供到母板（操作1810)。此外，电源将监视信号从电池管理 电路板经由内插器上的第二弹簧连接器提供到母板（操作1812)，其中第一弹簧连接器在 被激活时具有第一坚直高度，第二弹簧连接器在被激活时具有第二坚直高度，并且第一坚 直高度比第二坚直高度大。
[0071] 图19示出的流程图图示了一种用于从便携式电子设备中移除电池单元的方法 1900。在该方法期间，利用机械耦接到电池单元侧面的插片将剪切力施加到将电池单元机 械耦接至便携式电子设备的外部外壳的机械耦接机构（操作1910)。然后，在电池单元从外 部外壳脱离之后，电池单元被从便携式电子设备移除（操作1912)。
[0072] 图20示出的流程图图示了一种用于从便携式电子设备中移除电池单元的方法 2000。在该方法期间，将电池单元机械耦接至便携式电子设备的外部外壳的机械耦接机构 利用嵌入在该机械耦接机构中的脱离机构被分离（操作2010)。然后，在电池单元从外部外 壳脱离之后，电池单元被从便携式电子设备移除（操作2012)。
[0073] 图21示出的流程图图示了一种用于禁用电源的方法2100。在操作期间，电源中的 电池管理电路板接收指令代码（操作2116)。响应于该指令代码，电池管理电路板执行禁用 程序（操作2118)。该禁用程序包括以下操作：提供放电信号到电源中被电耦合至电池管 理电路的电池单元（操作2120);从这些电池单元接收关于这些电池单元被放电到阈值之 下的确认信号（操作2122);以及永久性地禁用电池管理电路板（操作2126)。
[0074] 在一些实施例中，在永久性地禁用电池管理电路板（操作2126)之前，该禁用程序 涉及可选地存储时间戳和电池单元的放电状态（操作2124)，例如存储在设置于电池管理 电路板上的存储器中。
[0075] 需注意，在正常操作（操作2110)期间，控制逻辑执行以下操作：监视电池单元 (操作2112);以及调控电池单元的充电和放电（操作2114)。
[0076] 在前述方法的一些实施例中，可以存在附加的或更少的操作。例如，在操作 1910 (图19)或2010 (图20)中，电池单元可以被机械耦接至任意表面（不仅仅是外部外 壳）。此外，可改变操作的顺序，和/或将两个或多个操作合并为单个操作。
[0077] 前述的描述旨在使得本领域的任何技术人员能够实现和使用本公开，并且在特定 应用及其要求的上下文中提供。此外，仅出于例证和描述的目的，给出本公开的实施例的前 述描述。它们并不旨在为穷举性的或将本公开限制于所公开的形式。因此，许多修改和变 型对于本领域熟练的从业者将是显而易见的，并且本文所定义的一般性原理可在不脱离本 公开的实质和范围的前提下应用于其他实施例和应用。此外，前述实施例的论述并不旨在 限制本公开。因此，本公开并不旨在限于所示出的实施例，而是被赋予与本文所公开的原理 和特征一致的最宽范围。
【权利要求】
1. 一种电源，包括： 电池管理电路板；和 电池单元，所述电池单元包括电池单元子组，在所述电池单元子组中，所述电池单元中 的至少一些电池单元具有不同容量，其中所述电池单元子组中的每一个电池单元子组中的 所述电池单元被电耦合至所述电池管理电路板，使得所述电池单元子组中的每一个电池单 元子组具有公共的总容量。
2. 根据权利要求1所述的电源，其中所述电池单元子组中的所述电池单元中的至少一 些电池单元具有不同的几何尺寸。
3. 根据权利要求1所述的电源，其中所述电池单元子组中的至少一个电池单元子组包 括具有相同容量的电池单元。
4. 根据权利要求1所述的电源，其中所述电池单元子组各自包括相同数量的电池单 J Li 〇
5. 根据权利要求1所述的电源，其中第一电池单元子组中电池单元中的第一极性的电 引线被平行地电耦合至第二电池单元子组中电池单元中的第二极性的电引线；并且 其中所述第一电池单元子组中电池单元中的所述第二极性的电引线被平行地电耦合 至第三电池单元子组中电池单元中的所述第一极性的电引线。
6. 根据权利要求5所述的电源，其中所述第二电池单元子组中电池单元中的所述第一 极性的电引线被平行地电耦合。
7. 根据权利要求5所述的电源，其中所述第三电池单元子组中电池单元中的所述第二 极性的电引线被平行地电耦合。
8. 根据权利要求1所述的电源，其中所述电池管理电路板通过电源总线被电耦合至所 述电池单元。
9. 一种便携式电子设备，包括电源，其中所述电源包括： 电池管理电路板；和 电池单元，所述电池单元包括子组，在所述子组中，所述电池单元中的至少一些电池单 元具有不同容量，其中所述子组中的每一个子组中的所述电池单元被电耦合至所述电池管 理电路板，使得所述子组中的每一个子组具有公共的总容量。
10. 根据权利要求9所述的便携式电子设备，其中所述子组中的所述电池单元中的至 少一些电池单元具有不同的几何尺寸。
11. 根据权利要求9所述的便携式电子设备，其中所述子组中的至少一个子组包括具 有相同容量的电池单元。
12. 根据权利要求9所述的便携式电子设备，其中所述子组各自包括相同数量的电池 单元。
13. 根据权利要求9所述的便携式电子设备，其中第一子组中电池单元中的第一极性 的电引线被平行地电耦合至第二子组中电池单元中的第二极性的电引线；并且 其中所述第一子组中电池单元中的所述第二极性的电引线被平行地电耦合至第三子 组中电池单元中的所述第一极性的电引线。
14. 根据权利要求13所述的便携式电子设备，其中所述第二子组中电池单元中的所述 第一极性的电引线被平行地电耦合。
15. 根据权利要求13所述的便携式电子设备，其中所述第三子组中电池单元中的所述 第二极性的电引线被平行地电耦合。
16. 根据权利要求9所述的便携式电子设备，其中所述电池管理电路板通过电源总线 被电耦合至所述电池单元。
17. -种用于操作便携式电子设备中的电源的方法，其中所述方法包括： 将电力从电源中的电池单元提供到所述电源中的电池管理电路板，所述电池管理电路 板监视所述电池单元并且调控所述电池单元的充电和放电，其中所述电池单元包括子组， 在所述子组中，所述电池单元中的至少一些电池单元具有不同容量；并且 其中所述子组中的每一个子组中的所述电池单元被电耦合至所述电池管理电路板，使 得所述子组中的每一个子组具有公共的总容量。
18. 根据权利要求17所述的方法，其中所述子组中的所述电池单元中的至少一些电池 单元具有不同的几何尺寸。
19. 根据权利要求17所述的方法，其中所述子组中的至少一个子组包括具有相同容量 的电池单元。
20. 根据权利要求17所述的方法，其中所述子组各自包括相同数量的电池单元。
【文档编号】H01M2/10GK104335387SQ201380029709
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2013年5月21日 优先权日:2012年6月7日
【发明者】C·A·立戈腾博格, R·S·莫菲, B·W·德格纳, R·A·霍普金森, E·金, P·M·阿诺德, J·黄 申请人:苹果公司