设有三个电连接舌片的电池的制作方法

文档序号:11531502阅读:285来源:国知局
设有三个电连接舌片的电池的制造方法与工艺

本发明涉及用作能够发射和/或接收射频信号的用于移动电子设备的天线的电池。更具体地,意图使根据本发明的电池由用于监视轮胎的压力的设备和/或由用于访问(启动)机动车辆的设备或者由用来发射无线信号的移动设备承载。



背景技术:

在汽车领域中给车辆装配用于监视轮胎的压力的设备是已知的实践。这样的设备通常由以下组成:

•车轮模块,其被安装在车辆的每个车轮上并且被设计成测量在轮胎的内部施加的压力(连同其他参数,诸如温度、加速度等);以及

•安装在车辆的底盘上的电子单元(计算机)。

有规律地将由车轮模块测量的参数(通过无线链路)发射到位于底盘上的电子单元。借助于lf(低频)、rf(射频)或uwb(超宽带)信号来实现该发射。被发送和接收的信号可以采用几khz(例如125khz)的等级的频率直到几mhz(例如315mhz、433mhz)或许多ghz(例如2.4ghz)的等级的频率。

发射测量到的参数要求在车辆的每个车轮上车轮模块具有自主的电力供应和发射天线(潜在地还具有接收天线)。当然,该车轮模块必须尽可能小和尽可能轻,同时消耗尽可能少的能量。然而,这些车轮模块当前包括纽扣电池类型的电池、被布置在电子电路板上的电子部件和天线。该天线常常采取环形天线的形式并且相对庞大。

为了降低车轮模块的容积和制造成本,已知实践是通过将电池的连接接头(connectiontab)用作天线来替换存在于车轮模块中的天线。因此,电池起作为天线和电力供应源两者的双重作用,从而使省略车轮模块的专用天线的使用并且因此减小车轮模块的重量、促进车轮模块的制造过程、降低车轮模块的尺寸以及因此降低车轮模块的成本成为可能。

存在安装在车辆中或由驾驶员携带的其他设备,诸如例如访问和启动设备(钥匙挂件等)或智能电话,其中电池作为天线的使用也使降低制造成本和尺寸成为可能。

然而,将电池的连接接头用作天线具有缺点。具体地,这些连接接头(在数量上是两个——一个连接到电池的正端子并且一个连接到电池的负端子)均被固定在电池的一面上或者固定在放置在电池的任一侧上的两个元件上。照此,由于它们被定位在电池的任一侧上,当它们被用作天线时,由该天线接收的信号穿过电池。这可能随时间过去更改天线的特性并且负面地影响产品的射频性能。

具体地,电池的化学成分、其尺寸和所使用的材料形成内部寄生电感/电阻/电容(即寄生阻抗),其由于形成电池的材料的老化而随时间过去变化。因此,非常难以对这些变化建模和通过引入校正值来抵消它们。另外,制造将具有确定了的寄生阻抗的电池已经被证明是困难的。电池制造商不能够测量和监视该寄生阻抗。

该难以建模的寄生阻抗也与电池的制造过程有关,导致其对于不同的制造商不同,即使电池的功率和尺寸另外是同样的。



技术实现要素:

因此,本发明的一个目的是消除形成天线的电池对该电池的物理老化参数的依赖性。

为此,本发明涉及一种电池,其装备有正端子和负端子以及均被固定在其端子中的一个上的两个电连接接头。

根据本发明,电池另外包括被固定在其端子中的一个上的至少一个附加连接接头,与被固定在电池的同一端子上的电连接接头一起形成辐射元件。

因此,以已知方式,电池能够经由均被固定在电池的一个端子上的两个电连接接头来给任何设备供应电力,但另外,根据本发明,至少一个第三接头被固定到电池的端子中的一个上以便与被固定在电池的同一端子上的电连接接头组合地发射或接收射频信号。因此,通过形成天线的接头发射或接收的信号不再穿过电池。形成天线的两个接头实际上被固定在电池的同一端子上并且因此固定在电池的同一面上。因此,被发射/接收的信号从一个接头传递到另一个而不穿过电池。

这使消除对与信号通过电池的内部的穿过有关的电池的物理老化参数的所有依赖性并且不被电池的任何寄生阻抗影响成为可能。

因此,本发明包括防止由形成天线的元件接收/发射的信号穿过电池。为此,在电池周围指引由电池接收/发射的信号。

本发明特别使与电池的固有(主要是化学的)特性无关成为可能。

有利地,附加连接接头被连接到电子电路。

再有利地,附加连接接头与和电池的同一端子相关联的接头一起形成环形天线。作为变型,该附加连接接头形成单极天线。

根据本发明的一个实施例,附加连接接头与电连接接头中的一个一起形成平面倒f天线(pifa),第一连接接头一方面被连接到电池的端子中的一个并且另一方面被连接到地,第二连接接头一方面被连接到另一端子并且另一方面接收激励信号。附加连接接头形成辐射轨道(即天线)。

有利地,通过附加连接接头的定位和/或尺寸来设置pifa的谐振频率。

附图说明

根据作为非限制性示例提供的以下描述并参考附图,本发明的其他目标、特征和优点将变得显而易见,在所述附图中:

-图1是图示根据现有技术的放置在电子电路板上的电池的横截面中的示意图;

-图2是根据本发明的电池的类似于图1的示意图的示意图;

-图3a到3c是附加接头在其被固定到电池的正端子时的各种不同方位的从上方看的示意图;

-图4a到4c是附加接头在其被固定到电池的负端子时的各种不同方位的从上方看的示意图;

-图5a是图示其中附加接头被连接到正端子、形式为倒f(pifa)、根据本发明的天线的变型的合乎透视法的示意图;

-图5b是图示在图5a中图示的组件的等效电路图的示意图;

-图6a是图示其中附加天线被连接到负端子、形式为倒f(pifa)、根据本发明的天线的变型的示意图;以及

-图6b是图示与在图6a中示出的天线对应的电路图的示意图。

具体实施方式

如图1中图示的,已知类型的电池10例如由纽扣电池组成,所述电池10的面10a和10b中的每个形成电池的端子中的一个。在示出的示例中,面10a是正端子并且面10b是负端子。

该电池以本身已知的方式装备有两个电连接接头11和12。这些接头中的每个被以本身已知的方式(最常见地,借助于焊接,而且还借助于夹紧等)固定在电池的端子中的一个上。

这样的电池被放置在电子电路板(pcb)13上,以便给该电子电路板供应电力以及从远程电子设备(未示出)接收信号s或向所述远程电子设备发射所述信号s。

当电池的连接接头用作天线时,所接收/发射的信号s穿过电池的内部以便从一个接头传递到另一个接头。如以上提及的那样,通过电池的内部的该穿过诱导寄生阻抗中的变化,所述变化难以测量和建模。另外,这些变化不是随时间过去而稳定的而是取决于电池中使用的化合物、电池的磨损、其制造的方法、电池制造商而变化。

本发明的目的因此是不受用作天线的电池中产生的寄生变化影响。

为此,根据本发明(图2),至少一个附加连接接头14被固定在电池的端子中的一个上。在图2中示出的示例中,该附加接头就像连接接头11那样被固定在电池10的正极上。

作为变型,如下面将看到的,连接接头14可以同样地被固定在电池的负端子上,而不影响本发明的范围。

如图2中示出的,电池10能够经由连接到正端子的连接接头11并经由连接到负端子的连接接头12为电子电路13供应电力。电池10还能够经由耦合到连接接头11的附加连接接头14接收任何射频信号s。照此,连接接头14和11的组装形成环形天线。

通过添加附加连接接头14,由环形天线11、14接收或发射的射频电流被迫使在电池的外围周围传递而永不侵入内部。因此,通过在电池外部引导这些射频电流,所接收/发射的信号s不再经受与电池的内部参数有关的阻抗中的变化。

附加接头14的添加是便宜的,因为其仅是简单的导电金属接头。该接头也不难放到适当位置,因为其被以与已经存在的连接接头11和12相同的方式固定到电池上。然而,这使在电池外部引导(指引)所接收/发射的信号s并且保持其在位于电池内部的变化引起区域以外成为可能。

本发明因此以便宜的方式使避免对发生在电池内部的阻抗中的变化(这些现象不稳定并且仍被很少理解)进行确定和建模成为可能。

如在图3a到3c中示出的,附加接头14在电池10的外围上的定位可以与连接接头11的定位平行(图3a)、与连接接头11垂直(图3b)或者与连接接头11基本上对齐并相对(图3c)。该定位允许在天线周围由连接接头11和14产生的自由辐射体积慢慢地增加。这允许由接头11和14产生的天线的增益被优化。取决于对形成天线的接头11和14的期望增益,本领域技术人员将选取最合适的定位,而不限于在图3a到3c中示出的那些。作为变型,如在图4a到4c中示出的,附加连接接头14可以连接到电池的负端子而不是连接到正端子。在该情况下,用于接收/发射信号s的天线由接头12和14的组装形成。如在图3a到3c中示出的情况下,由该天线发射/接收的信号s被在电池10的外围周围引导(指引)并且不穿过电池的内部。

再次,附加连接接头14在电池外围上的定位可以采取任何值。例如,可以将接头14定位成与接头12基本上平行(图4a)、与接头12垂直(图4b)或者在接头12的延伸上并与接头12相对(图4c)。

当然,附加连接接头14还可以呈现在图3a到3c和4a到4c中示出的那些之间的任何中间方位。根据针对由接头12和14或者11和14形成的天线的期望增益来确定对该附加连接接头14的定位。

图5a图示用作天线的电池10,并且在图5b中示出其等效电路图。

电池10是(以本身已知的方式)具有形成电池的正端子的环状轮周(crown)c和形成电池的负端子的圆柱形中心部d的纽扣电池。当然,这仅是一个示例性实施例,电池的正和负端子可以被同样地颠倒和/或采取与那些示出的不同的形式。

在该示例性实施例中,电连接接头11被连接到电池的正端子(即连接到成轮周形状的部分c)并且电连接接头12被连接到电池的负端子(即连接到圆柱形中心部d)。根据本发明,附加连接接头14其本身被连接到电池的正端子(轮周c)并且与接头11一起形成天线。

如在图5b中可以更清楚地看到的,因此形成的天线的等效电路图采取倒f的形式。在该图中,接头11和14经由环状轮周c的部分a连接。环状轮周c的该部分a的一个作用是将天线的长度与期望的谐振频率匹配。

环状轮周c的部分b充当具有连接接头11和附加接头14的辐射元件。实际上正是该部分发射和接收射频信号。环状轮周c的部分a和b以及电连接接头11和附加连接接头14一起形成倒f(特别参见图5b)。这样的天线被称为pifa(平面倒f天线),因为其采取倒f的形式并且其辐射部分形成平面(此处,轮周c的部分b)。

应该注意到,在图5a和5b中图示的示例性实施例中,第一连接接头(例如接头12)一方面被连接到电池的端子中的一个(负端子)并且另一方面被连接到地(图5b),第二连接接头(例如连接接头11)一方面被连接到另一端子(正端子)并且另一方面接收激励信号,并且附加连接接头14与轮周c的部分b一起形成天线的辐射轨道(特别参见图5b,在其中提供在图5a中图示的组件的等效电路图)。

当然,附加连接接头14可以被连接到电池的负端子(图6a和6b)。在该情况下,电连接接头12、附加接头14和平面b’(其属于中心部d)形成天线-电池的辐射元件。这也是pifa-类型天线。中心部d的部分a’的一个作用是使天线的长度与期望谐振频率匹配。

在该实施例的背景下,连接到电池的正端子的连接接头11另外与电感器15相关联,所述电感器15的作用是防止射频信号朝着微处理器或电子电路的任何其他部件行进回去。

应该注意到,在图6a和6b中图示的示例性实施例中,第一连接接头(连接接头12)一方面被连接到电池的端子中的一个(负端子)并且另一方面被连接到地,第二连接接头(连接接头11)被连接到另一端子(正端子),并且附加连接接头14接收激励信号且与中心部d的部分b’一起形成辐射平面(特别参见图6b,其中提供在图6a中图示的组件的等效电路图)。

这些pifa-类型的天线具有易于在没有在信号电平(以db为单位)方面的过度损耗的情况下进行调整(优化)以便获得针对因此形成的天线的期望谐振频率的优点。

应该注意到,针对以上描述的所有实施例,通过附加连接接头14的长度和/或宽度和/或定位和/或厚度来设置天线的谐振频率。

应该注意到,附加接头的数目可以大于一。同样地,可以修改电连接接头和一个或多个附加接头的尺寸(长度、宽度、厚度)以便促进对天线的谐振频率的调整。

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