設有三個電連接舌片的電池的製作方法

2023-05-31 22:55:51

本發明涉及用作能夠發射和/或接收射頻信號的用於移動電子設備的天線的電池。更具體地，意圖使根據本發明的電池由用於監視輪胎的壓力的設備和/或由用於訪問（啟動）機動車輛的設備或者由用來發射無線信號的行動裝置承載。

背景技術：

在汽車領域中給車輛裝配用於監視輪胎的壓力的設備是已知的實踐。這樣的設備通常由以下組成：

•車輪模塊，其被安裝在車輛的每個車輪上並且被設計成測量在輪胎的內部施加的壓力（連同其他參數，諸如溫度、加速度等）；以及

•安裝在車輛的底盤上的電子單元（計算機）。

有規律地將由車輪模塊測量的參數（通過無線鏈路）發射到位於底盤上的電子單元。藉助於lf（低頻）、rf（射頻）或uwb（超寬帶）信號來實現該發射。被發送和接收的信號可以採用幾khz（例如125khz）的等級的頻率直到幾mhz（例如315mhz、433mhz）或許多ghz（例如2.4ghz）的等級的頻率。

發射測量到的參數要求在車輛的每個車輪上車輪模塊具有自主的電力供應和發射天線（潛在地還具有接收天線）。當然，該車輪模塊必須儘可能小和儘可能輕，同時消耗儘可能少的能量。然而，這些車輪模塊當前包括紐扣電池類型的電池、被布置在電子電路板上的電子部件和天線。該天線常常採取環形天線的形式並且相對龐大。

為了降低車輪模塊的容積和製造成本，已知實踐是通過將電池的連接接頭（connectiontab）用作天線來替換存在於車輪模塊中的天線。因此，電池起作為天線和電力供應源兩者的雙重作用，從而使省略車輪模塊的專用天線的使用並且因此減小車輪模塊的重量、促進車輪模塊的製造過程、降低車輪模塊的尺寸以及因此降低車輪模塊的成本成為可能。

存在安裝在車輛中或由駕駛員攜帶的其他設備，諸如例如訪問和啟動設備（鑰匙掛件等）或智慧型電話，其中電池作為天線的使用也使降低製造成本和尺寸成為可能。

然而，將電池的連接接頭用作天線具有缺點。具體地，這些連接接頭（在數量上是兩個——一個連接到電池的正端子並且一個連接到電池的負端子）均被固定在電池的一面上或者固定在放置在電池的任一側上的兩個元件上。照此，由於它們被定位在電池的任一側上，當它們被用作天線時，由該天線接收的信號穿過電池。這可能隨時間過去更改天線的特性並且負面地影響產品的射頻性能。

具體地，電池的化學成分、其尺寸和所使用的材料形成內部寄生電感/電阻/電容（即寄生阻抗），其由於形成電池的材料的老化而隨時間過去變化。因此，非常難以對這些變化建模和通過引入校正值來抵消它們。另外，製造將具有確定了的寄生阻抗的電池已經被證明是困難的。電池製造商不能夠測量和監視該寄生阻抗。

該難以建模的寄生阻抗也與電池的製造過程有關，導致其對於不同的製造商不同，即使電池的功率和尺寸另外是同樣的。

技術實現要素：

因此，本發明的一個目的是消除形成天線的電池對該電池的物理老化參數的依賴性。

為此，本發明涉及一種電池，其裝備有正端子和負端子以及均被固定在其端子中的一個上的兩個電連接接頭。

根據本發明，電池另外包括被固定在其端子中的一個上的至少一個附加連接接頭，與被固定在電池的同一端子上的電連接接頭一起形成輻射元件。

因此，以已知方式，電池能夠經由均被固定在電池的一個端子上的兩個電連接接頭來給任何設備供應電力，但另外，根據本發明，至少一個第三接頭被固定到電池的端子中的一個上以便與被固定在電池的同一端子上的電連接接頭組合地發射或接收射頻信號。因此，通過形成天線的接頭髮射或接收的信號不再穿過電池。形成天線的兩個接頭實際上被固定在電池的同一端子上並且因此固定在電池的同一面上。因此，被發射/接收的信號從一個接頭傳遞到另一個而不穿過電池。

這使消除對與信號通過電池的內部的穿過有關的電池的物理老化參數的所有依賴性並且不被電池的任何寄生阻抗影響成為可能。

因此，本發明包括防止由形成天線的元件接收/發射的信號穿過電池。為此，在電池周圍指引由電池接收/發射的信號。

本發明特別使與電池的固有（主要是化學的）特性無關成為可能。

有利地，附加連接接頭被連接到電子電路。

再有利地，附加連接接頭與和電池的同一端子相關聯的接頭一起形成環形天線。作為變型，該附加連接接頭形成單極天線。

根據本發明的一個實施例，附加連接接頭與電連接接頭中的一個一起形成平面倒f天線（pifa），第一連接接頭一方面被連接到電池的端子中的一個並且另一方面被連接到地，第二連接接頭一方面被連接到另一端子並且另一方面接收激勵信號。附加連接接頭形成輻射軌道（即天線）。

有利地，通過附加連接接頭的定位和/或尺寸來設置pifa的諧振頻率。

附圖說明

根據作為非限制性示例提供的以下描述並參考附圖，本發明的其他目標、特徵和優點將變得顯而易見，在所述附圖中：

-圖1是圖示根據現有技術的放置在電子電路板上的電池的橫截面中的示意圖；

-圖2是根據本發明的電池的類似於圖1的示意圖的示意圖；

-圖3a到3c是附加接頭在其被固定到電池的正端子時的各種不同方位的從上方看的示意圖；

-圖4a到4c是附加接頭在其被固定到電池的負端子時的各種不同方位的從上方看的示意圖；

-圖5a是圖示其中附加接頭被連接到正端子、形式為倒f（pifa）、根據本發明的天線的變型的合乎透視法的示意圖；

-圖5b是圖示在圖5a中圖示的組件的等效電路圖的示意圖；

-圖6a是圖示其中附加天線被連接到負端子、形式為倒f（pifa）、根據本發明的天線的變型的示意圖；以及

-圖6b是圖示與在圖6a中示出的天線對應的電路圖的示意圖。

具體實施方式

如圖1中圖示的，已知類型的電池10例如由紐扣電池組成，所述電池10的面10a和10b中的每個形成電池的端子中的一個。在示出的示例中，面10a是正端子並且面10b是負端子。

該電池以本身已知的方式裝備有兩個電連接接頭11和12。這些接頭中的每個被以本身已知的方式（最常見地，藉助於焊接，而且還藉助於夾緊等）固定在電池的端子中的一個上。

這樣的電池被放置在電子電路板（pcb）13上，以便給該電子電路板供應電力以及從遠程電子設備（未示出）接收信號s或向所述遠程電子設備發射所述信號s。

當電池的連接接頭用作天線時，所接收/發射的信號s穿過電池的內部以便從一個接頭傳遞到另一個接頭。如以上提及的那樣，通過電池的內部的該穿過誘導寄生阻抗中的變化，所述變化難以測量和建模。另外，這些變化不是隨時間過去而穩定的而是取決於電池中使用的化合物、電池的磨損、其製造的方法、電池製造商而變化。

本發明的目的因此是不受用作天線的電池中產生的寄生變化影響。

為此，根據本發明（圖2），至少一個附加連接接頭14被固定在電池的端子中的一個上。在圖2中示出的示例中，該附加接頭就像連接接頭11那樣被固定在電池10的正極上。

作為變型，如下面將看到的，連接接頭14可以同樣地被固定在電池的負端子上，而不影響本發明的範圍。

如圖2中示出的，電池10能夠經由連接到正端子的連接接頭11並經由連接到負端子的連接接頭12為電子電路13供應電力。電池10還能夠經由耦合到連接接頭11的附加連接接頭14接收任何射頻信號s。照此，連接接頭14和11的組裝形成環形天線。

通過添加附加連接接頭14，由環形天線11、14接收或發射的射頻電流被迫使在電池的外圍周圍傳遞而永不侵入內部。因此，通過在電池外部引導這些射頻電流，所接收/發射的信號s不再經受與電池的內部參數有關的阻抗中的變化。

附加接頭14的添加是便宜的，因為其僅是簡單的導電金屬接頭。該接頭也不難放到適當位置，因為其被以與已經存在的連接接頭11和12相同的方式固定到電池上。然而，這使在電池外部引導（指引）所接收/發射的信號s並且保持其在位於電池內部的變化引起區域以外成為可能。

本發明因此以便宜的方式使避免對發生在電池內部的阻抗中的變化（這些現象不穩定並且仍被很少理解）進行確定和建模成為可能。

如在圖3a到3c中示出的，附加接頭14在電池10的外圍上的定位可以與連接接頭11的定位平行（圖3a）、與連接接頭11垂直（圖3b）或者與連接接頭11基本上對齊並相對（圖3c）。該定位允許在天線周圍由連接接頭11和14產生的自由輻射體積慢慢地增加。這允許由接頭11和14產生的天線的增益被優化。取決於對形成天線的接頭11和14的期望增益，本領域技術人員將選取最合適的定位，而不限於在圖3a到3c中示出的那些。作為變型，如在圖4a到4c中示出的，附加連接接頭14可以連接到電池的負端子而不是連接到正端子。在該情況下，用於接收/發射信號s的天線由接頭12和14的組裝形成。如在圖3a到3c中示出的情況下，由該天線發射/接收的信號s被在電池10的外圍周圍引導（指引）並且不穿過電池的內部。

再次，附加連接接頭14在電池外圍上的定位可以採取任何值。例如，可以將接頭14定位成與接頭12基本上平行（圖4a）、與接頭12垂直（圖4b）或者在接頭12的延伸上並與接頭12相對（圖4c）。

當然，附加連接接頭14還可以呈現在圖3a到3c和4a到4c中示出的那些之間的任何中間方位。根據針對由接頭12和14或者11和14形成的天線的期望增益來確定對該附加連接接頭14的定位。

圖5a圖示用作天線的電池10，並且在圖5b中示出其等效電路圖。

電池10是（以本身已知的方式）具有形成電池的正端子的環狀輪周（crown）c和形成電池的負端子的圓柱形中心部d的紐扣電池。當然，這僅是一個示例性實施例，電池的正和負端子可以被同樣地顛倒和/或採取與那些示出的不同的形式。

在該示例性實施例中，電連接接頭11被連接到電池的正端子（即連接到成輪周形狀的部分c）並且電連接接頭12被連接到電池的負端子（即連接到圓柱形中心部d）。根據本發明，附加連接接頭14其本身被連接到電池的正端子（輪周c）並且與接頭11一起形成天線。

如在圖5b中可以更清楚地看到的，因此形成的天線的等效電路圖採取倒f的形式。在該圖中，接頭11和14經由環狀輪周c的部分a連接。環狀輪周c的該部分a的一個作用是將天線的長度與期望的諧振頻率匹配。

環狀輪周c的部分b充當具有連接接頭11和附加接頭14的輻射元件。實際上正是該部分發射和接收射頻信號。環狀輪周c的部分a和b以及電連接接頭11和附加連接接頭14一起形成倒f（特別參見圖5b）。這樣的天線被稱為pifa（平面倒f天線），因為其採取倒f的形式並且其輻射部分形成平面（此處，輪周c的部分b）。

應該注意到，在圖5a和5b中圖示的示例性實施例中，第一連接接頭（例如接頭12）一方面被連接到電池的端子中的一個（負端子）並且另一方面被連接到地（圖5b），第二連接接頭（例如連接接頭11）一方面被連接到另一端子（正端子）並且另一方面接收激勵信號，並且附加連接接頭14與輪周c的部分b一起形成天線的輻射軌道（特別參見圖5b，在其中提供在圖5a中圖示的組件的等效電路圖）。

當然，附加連接接頭14可以被連接到電池的負端子（圖6a和6b）。在該情況下，電連接接頭12、附加接頭14和平面b』（其屬於中心部d）形成天線-電池的輻射元件。這也是pifa-類型天線。中心部d的部分a』的一個作用是使天線的長度與期望諧振頻率匹配。

在該實施例的背景下，連接到電池的正端子的連接接頭11另外與電感器15相關聯，所述電感器15的作用是防止射頻信號朝著微處理器或電子電路的任何其他部件行進回去。

應該注意到，在圖6a和6b中圖示的示例性實施例中，第一連接接頭（連接接頭12）一方面被連接到電池的端子中的一個（負端子）並且另一方面被連接到地，第二連接接頭（連接接頭11）被連接到另一端子（正端子），並且附加連接接頭14接收激勵信號且與中心部d的部分b』一起形成輻射平面（特別參見圖6b，其中提供在圖6a中圖示的組件的等效電路圖）。

這些pifa-類型的天線具有易於在沒有在信號電平（以db為單位）方面的過度損耗的情況下進行調整（優化）以便獲得針對因此形成的天線的期望諧振頻率的優點。

應該注意到，針對以上描述的所有實施例，通過附加連接接頭14的長度和/或寬度和/或定位和/或厚度來設置天線的諧振頻率。

應該注意到，附加接頭的數目可以大於一。同樣地，可以修改電連接接頭和一個或多個附加接頭的尺寸（長度、寬度、厚度）以便促進對天線的諧振頻率的調整。