移動終端、溫差發電裝置及帶溫差發電裝置的電子產品的製作方法

2023-04-27 02:53:06

移動終端、溫差發電裝置及帶溫差發電裝置的電子產品的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種移動終端、溫差發電裝置及帶溫差發電裝置的電子產品，所述移動終端包括溫差電池，所述溫差電池利用溫差發電供所述移動終端使用。本實用新型所提供的移動終端使用溫差電池替代現有的電池給移動終端供電，由於溫差電池能夠時刻利用溫差產生電能，因而能夠提高移動終端的電池續航能力。
【專利說明】移動終端、溫差發電裝置及帶溫差發電裝置的電子產品
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電子領域，特別涉及一種移動終端、溫差發電裝置及帶溫差發電裝置的電子產品。
【背景技術】
[0002]隨著科技的進步，電子產品的電池裝置對於整個電子產品的影響越來越大。以智慧型手機為例，其各方面的配置(例如超大屏幕，雙核甚至四核的CPU，千萬像素以上的攝像頭等)都在大幅度提高，這些高配置雖然給用戶帶來更佳使用體驗，但是也對手機電池的續航能力提出了更高要求。在追求高配置的同時，機身減薄也已然成為人們對智慧型手機的一種時尚追求。業界已經開發出了多款超薄型智慧型手機，最薄的智能機甚至只有7毫米左右厚度。雖然超薄型智慧型手機外表炫目美觀，但是這種超薄型智慧型手機進一步縮小了可用於容納手機電池的空間，手機電池續航能力成為限制超薄型智慧型手機推廣和發展的瓶頸。
[0003]事實上，智慧型手機的手機電池續航能力不足已經成為智能機最大的弱點。提高手機電池續航能力，是智慧型手機技術發展的永恆課題。
[0004]要解決上述智能機的手機電池續航能力不足的問題，可以從幾個方向考慮。首先可以考慮增加手機電池容量。一般的智能機手機電池容量為1300-1700毫安左右。通過設計，可以將手機電池容量增加到2000毫安。但是這種增加手機電池容量的設計通常導致手機電池的體積和質量也增大，這與人們對智慧型手機輕薄化的追求相悖，因而這種方案會受到很大程度的限制。另外，即使能夠將手機電池容量增加到2000毫安，但是對於耗電比普通手機高出許多的智慧型手機來說，都不足以保證用戶能夠長時間使用智慧型手機，更何況人們使用智慧型手機的時間遠多於普通手機，這幾乎使得人們需要對智慧型手機一天一充甚至一天兩充。其次還可以考慮手機節能，手機電池節能技術已經在開始應用。比如，目前流行的是大多數Android系統智慧型手機採用的高通推出的「雙核」晶片，一方面加快了手機的處理速度，另一方面也減少了手機電池能耗。又例如一些智慧型手機的手機電池管理方案吸收了筆記本的手機電池管理方案，能夠智能審查、改善手機電池的健康情況，依據剩餘電量優化電源分配等。但是，節能技術還是難敵智慧型手機連續上網、聊天和拍照等耗電的行為。現有技術中，無論是增加手機電池容量的方式還是手機節能的方式，目前都無法很好解決智慧型手機的手機電池續航能力不足的問題。推而廣之，在當今各類電子產品不斷更新升級的大環境下，電池的續航能力能否達到用戶需求成為了多數電子產品最為重大的技術問題。
實用新型內容
[0005]本實用新型要解決的是現有電子產品電池續航能力不足的問題。
[0006]為此，本實用新型提供了一種移動終端，所述移動終端包括溫差電池，所述溫差電池利用溫差發電供所述移動終端使用。
[0007]本實用新型可選的，所述溫差為人體溫度與環境溫度之差。
[0008]本實用新型可選的，所述溫差電池為金屬溫差電池或者半導體溫差電池。[0009]本實用新型還提供了另一種移動終端，所述移動終端包括溫差發電元件和電池，所述溫差發電元件電連接所述電池，並且所述溫差發電元件利用溫差發電，並供給所述電池進行充電。
[0010]本實用新型可選的，所述溫差發電元件為金屬溫差發電元件或者半導體溫差發電元件。
[0011]本實用新型可選的，所述溫差為人體溫度與環境溫度之差。
[0012]本實用新型可選的，所述移動終端為智慧型手機。
[0013]本實用新型可選的，所述溫差發電元件通過充電連接線與所述電池連接。
[0014]本實用新型還提供了一種溫差發電裝置，包括:
[0015]用於靠近人體一側的受熱面和用於背離人體一側的散熱面；
[0016]位於所述受熱面與所述散熱面之間的溫差發電元件；
[0017]與所述溫差發電元件正極電連接的第一導線和與所述溫差發電元件負極電連接的第二導線。
[0018]本實用新型可選的，所述溫差發電裝置呈手鐲狀，能夠戴於人的腕部，所述受熱面位於所述手鐲狀內側，所述散熱面位於所述手鐲狀外側。
[0019]本實用新型可選的，所述溫差發電裝置呈眼鏡框狀，能夠戴於人的頭部，所述受熱面位於所述眼鏡框狀內側，所述散熱面位於所述眼鏡框狀外側。
[0020]本實用新型可選的，所述溫差發電裝置為帽子、皮帶或者衣物的至少一部分。
[0021 ] 本實用新型還提供了 一種帶溫差發電裝置的電子產品，包括如上所述的溫差發電裝置，所述電子產品通過所述溫差發電裝置充電或者直接供電。
[0022]本實用新型可選的，所述電子產品包括移動終端、MP3、小型收音機和電子表。
[0023]與現有技術相比，本實用新型具有以下優點:
[0024]本實用新型所提供的移動終端使用溫差電池替代現有的電池給移動終端供電，由於溫差電池能夠時刻利用溫差產生電能，因而能夠提高移動終端的電池續航能力。
[0025]本實用新型所提供的溫差發電元件利用人體溫度與環境溫度之差發電，人體溫度通常都比環境溫度高，因而溫差發電元件可以隨時隨地給電池520充電，使得人們不用再為手機沒電而煩惱，並且所用的能量清潔環保。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型實施例一移動終端模塊示意圖；
[0027]圖2為本實用新型實施二智慧型手機示意圖；
[0028]圖3為本實用新型實施例二溫差電池原理示意圖；
[0029]圖4為本實用新型實施例三手機模塊示意圖；
[0030]圖5為本實用新型實施四智慧型手機示意圖；
[0031]圖6為本實用新型實施五溫差發電裝置示意圖；
[0032]圖7為本實用新型實施六溫差發電裝置示意圖；
[0033]圖8為本實用新型實施七溫差電子產品模塊示意圖。
【具體實施方式】[0034]實用新型人提出利用溫差發電的方案來解決現有電子產品電池續航能力不足的問題。溫差發電通常指利用海水的溫差進行發電，但本實用新型中主要指利用人體與環境的溫差發電。據測算，一個體重50公斤的人一晝夜所消耗的熱量約2500千卡，若將這些熱量收集起來，可將50公斤的水從(TC加熱到50°C。有科學研究認為，一個人一生中有1/3以上的能量被白白浪費掉，全世界有60多億人口，如能將這部分人體生物能開發利用起來，就相當於建造了 10座百萬千瓦級的核電站。
[0035]實施例一
[0036]請參考圖1，本實用新型實施例一提供一種移動終端100，所述移動終端100包括溫差電池110，所述溫差電池110利用溫差發電，所獲得的電能供所述移動終端100使用。圖1中箭頭11代表熱量輸入，而箭頭12代表散熱，這就意味著，在圖1中靠近箭頭11的溫差電池110上表面溫度較高，而靠近箭頭12的溫差電池110下表面溫度較低，因而在溫差電池110的上下表面存在溫差，該溫差保證了溫差電池110具備發電的外界條件。本實施例中，圖1中箭頭11所代表的熱量輸入優選的來源於人體釋放出來的熱量。
[0037]本實施例所提供的移動終端直接使用溫差電池110替代現有的電池給移動終端100供電，由於溫差電池110能夠時刻利用溫度產生電能，因而能夠提高移動終端100的電池續航能力。溫差電池是利用溫度差異，使熱能直接轉化為電能的裝置。溫差電池將熱能轉化為電能的方式是一種全固態能量轉換方式(即物理轉化方式)，無需化學反應或流體介質，因而在發電過程中具有無噪音、無磨損、無介質洩漏、體積小、重量輕、移動方便、使用壽命長等優點。
[0038]實施例二
[0039]請參考圖2，本實施例提供一種智慧型手機200(—種移動終端)。本實施例中將溫差電池210設計成與大多數普通電池相同的扁平方塊。並同樣與現有智慧型手機電池相同的，該溫差電池安裝在智慧型手機200背面上設計的凹槽(未標號)中，如圖2所示。但是在其它實施例中，也可以通過其它方式使得該溫差電池210與手機電連接(例如通過充電連接線電連接)。該扁平方塊由熱電轉換材料製成，並且具有一個受熱面211和一個散熱面212。為了方便將受熱面靠近人體，本實施例中將所述受熱面設置在智慧型手機200朝外的一面。
[0040]熱電轉換材料一般有金屬和半導體兩種。本實施例中溫差電池210以金屬熱電轉換材料來製作，金屬熱電轉換材料發電原理請參考圖3。圖3中31代表熱量輸入，而32代表散熱。當兩種不同的金屬熱電轉換材料接觸時，由於不同的金屬熱電轉換材料所具有的自由電子密度不同，在接觸面上就會發生電子擴散(圖中帶箭頭的虛線圈代表電子的擴散及擴散方向)。電子的擴散速率與兩金屬熱電轉換材料的電子密度有關，並和接觸區的溫差成正比。設金屬熱電轉換材料310和320的自由電子密度為N31tl和N32tl,且有N31Q>N32Q，電子擴散的結果使金屬熱電轉換材料310失去電子而帶正電，金屬熱電轉換材料320則因獲得電子而帶負電，在接觸面形成電場(圖中溫差發電片330中間的虛線代表正負電勢的分隔線)。這個電場阻礙了電子繼續擴散，達到動態平衡時，在接觸區形成一個穩定的電位差，即接觸電勢。由於該電勢的存在，當用相應的電路連接在電勢兩端時，就會產生電流，該電流即供給智慧型手機200使用。
[0041]本實施例中溫差電池210除了使用金屬熱電轉換材料來製作以外，還可以採用半導體熱電轉換材料來製作，並且半導體熱電轉換材料的熱電轉換效率更高。將P型半導體和N型半導體在熱端連接，則在冷端可得到一個電壓，一個PN連結所能產生的電動勢有限，將很多個這樣的PN連結串聯起來就可得到足夠的電壓，成為一個溫差發電機，可採用一種半導體溫差發電模塊來構成半導體溫差發電模塊串並矩陣，構成溫差電池，本實施例中可設計所述溫差電池的外形尺寸為70mmx35mmx5mm。這樣的溫差電池共有256對PN結，具有一定的耐高溫特性(熱端穩定工作溫度可達250°C，最高短時衝擊溫度380°C )，熱電轉化效率達到4.7%，可較佳地對智慧型手機提供供電服務。
[0042]實施例三
[0043]請參考圖4，圖4為本實施例各部件的模塊示意圖。本實施例以手機400為例，該手機400包括有溫差發電元件410和電池420。本實施例優選的，所述手機400為智慧型手機。本實施例中，所述溫差發電元件410的其中一側處於靠近人體。因為人是恆溫動物，周圍的環境溫度42與人體溫度41總是存在著溫差，該溫差可以使溫差發電元件410發電，其發電原理可以參考實施例一和實施例二。
[0044]實施例四
[0045]請參考圖5，圖5為本實施例所提供的智慧型手機的示意圖。本實施例的智慧型手機500與實施例二的智慧型手機200不同之處在於,本實施例的溫差發電兀件510並非直接作為手機電池，而是作為充電電源給電池520充電，如圖5所示。從圖5中可以看出，溫差發電元件510包括一個受熱面511和一個散熱面512。通常，可以將受熱面511靠近人體，以使得在兩個面(511和512)之間產生溫差，從而使得溫差發電元件510能夠發電，並對電池520進行充電。雖然溫差發電兀件510產生的電勢相對於家庭用電的電壓而言較小，但是利用低壓充電的電池已經是可實現的。
[0046]需要說明的是，圖5中僅示出了溫差發電元件510與電池520直接相鄰接合導通的方式(導電連接處未顯示，可以理解成是通常的電池裝配連接)，但是在其它實施例中，也可以通過充電連接線(未圖示)使得溫差發電元件510與電池520導電連接。由於人體的溫度通常都比環境溫度高，因而溫差發電元件510可以隨時隨地給電池520充電，使得人們不用再為手機沒電而煩惱。同時，本實施例所用的溫差發電元件510同樣可以由金屬熱電轉換材料或者半導體熱電轉換材料製作。
[0047]本實施例所提供的智慧型手機500不採用溫差發電元件510直接作為電池，而是採用其作為充電電源，這樣，原來的電池520仍然可以採用現有的家庭用電來充電，並且該電池520經過特殊設計之後，可以同時接受溫差發電元件510的充電(當然也可以單獨接受溫差發電元件510充電)，因而使得該智慧型手機500的充電方式變得更加靈活多樣，提高了電池520的續航能力。
[0048]實施例五
[0049]本實施例提供一種溫差發電裝置，如圖6所示。該溫差發電裝置600呈手鐲狀，能夠戴於人的手腕部。該溫差發電裝置600包括用於靠近人體一側的受熱面601和用於背離人體一側的散熱面602。本實施例中，所述受熱面601位於所述手鐲狀內側，所述散熱面602位於所述手鐲狀外側。該溫差發電裝置600還包括位於所述受熱面601與所述散熱面602之間為溫差發電元件(未標號)，本實施例中該溫差發電元件可以理解成該手鐲狀的主體部分。該溫差發電裝置600還可以包括與所述溫差發電元件正極電連接的第一導線和與所述溫差發電元件負極電連接的第二導線。本實施例中，在受熱面601電連接第一導線603，而在散熱面602電連接第二導線604，第一導線603和第二電線604用於將溫差發電裝置600與其它用電裝置電連接，從而使得溫差發電裝置600產生的電能供給用電裝置(例如電子產品)使用。
[0050]本實施例中，所述溫差發電裝置600為金屬熱電轉換材料溫差發電裝置或者半導體熱電轉換材料溫差發電裝置。該溫差發電裝置600即可以用來直接給相應的電子產品供電，也可以給電子產品的電池充電，然後電池再供電給電子產品使用，其原理部分可以參考實施例一、實施例二、實施例三和實施例四。
[0051]實施例六
[0052]本實施例提供一種溫差發電裝置，如圖7所示。該溫差發電裝置700呈眼鏡框狀，能夠戴於人的頭部。該溫差發電裝置700包括靠近人體一側的受熱面701和背離人體一側的散熱面702。所述受熱面701位於所述眼鏡框狀內側，所述散熱面702位於所述眼鏡框狀外側。該溫差發電裝置700還包括位於所述受熱面701與所述散熱面702之間為溫差發電元件(未標號)，本實施例中該溫差發電元件可以理解成該眼鏡框狀的主體部分。該溫差發電裝置700還可以包括與所述溫差發電元件正極電連接的第一導線和與所述溫差發電元件負極電連接的第二導線。本實施例中，第一導線703與受熱面701電連接，第二導線704與散熱面702連接。本實施例中，所述溫差發電裝置為金屬熱電轉換材料溫差發電裝置或者半導體熱電轉換材料溫差發電裝置。同樣的，該溫差發電裝置700的原理可以參考實施例一、實施例二、實施例三和實施例四。
[0053]需要說明的是，除了實施例五和實施例六所示的形狀外，本實用新型所提供的溫差發電裝置還可以製作成帽子狀、皮帶狀或者衣物的至少一部分，並且同樣具有受熱面和散熱面。例如製成帽子狀時，雖然整個裝置呈頭盔一樣(因為是金屬材料或者半導體材料製成)，但是可以在裝置的表面設置起到保護作用和裝飾作用的布層(或者其它紡織品)，從而使得整個裝置看起來像是一頂普通的帽子。這種設計成帽子狀的溫差發電裝置特別適合冬天使用，因為一方面為了禦寒，冬天人們通常會戴帽子，因而可以自然地使用該溫差發電裝置。而另一方面，冬天戴帽子時，帽子內外表面的溫差較大，有利於產生更多的電能。而當製作成皮帶狀時，由於金屬材料或者半導體材料不能承受反覆彎折，因而可以設計成為皮帶的其中一段或者皮帶的某一部分。而當設計成衣物的一部分時，最好是設計成可以從衣物上拆來的形式，以防止在衣物清洗過程中損壞該溫差發電裝置。
[0054]實施例七
[0055]本實施例提供一種電子產品800。本說明書中所指的電子產品800是指手機、MP3和收音機等用電量和適用電壓均較小的電子產品，以區別電視機和空調等大型電子產品。該電子產品800包括溫差發電裝置810(該溫差發電裝置810包括本說明書上述內容中所述的全部溫差發電裝置)，所述電子產品800通過所述溫差發電裝置810充電或者直接供電。而所述溫差發電裝置810的溫差優選的，來自於人體溫度81與環境溫度82之差。所述電子產品800包括但不限於是移動終端、MP3、小型收音機和電子表。並且，進一步優選的，所述移動終端為智慧型手機。當利用溫差發電裝置810給電子產品800充電或者直接供電時，通常可以採用通電導線使得溫差發電裝置810與電子產品800電連接。
[0056]本實施例所提供的電子產品800由於包括有溫差發電裝置810，因而可以隨時隨地地充電(或者直接由溫差發電裝置810直接供電)，因而可以長時間使用，滿足用戶的使用需要，並且該電子產品利用的是人體散發出的熱量，環保節能。
[0057]以上所述【具體實施方式】，目的是為了使本領域技術人員更好的理解本實用新型的精神，然而本實用新型的保護範圍並不以這些【具體實施方式】的描述限定範圍，任何本領域的技術人員在不脫離本實用新型創造精神的範圍內，可以對本實用新型的具體實施例做修改，而不脫離本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種移動終端，其特徵在於，所述移動終端包括溫差電池，所述溫差電池利用溫差發電供所述移動終端使用，且所述溫差電池替代現有的電池直接給所述移動終端供電。
2.如權利要求1所述的移動終端，其特徵在於，所述溫差為人體溫度與環境溫度之差。
3.如權利要求1所述的移動終端，其特徵在於，所述溫差電池為金屬溫差電池或者半導體溫差電池。
4.一種移動終端，其特徵在於，所述移動終端包括溫差發電元件和電池，所述溫差發電元件電連接所述電池，並且所述溫差發電元件利用溫差發電，並供給所述電池進行充電，所述溫差發電原件通過充電連接線與所述電池連接。
5.如權利要求4所述的移動終端，其特徵在於，所述溫差發電元件為金屬溫差發電元件或者半導體溫差發電元件。
6.如權利要求4所述的移動終端，其特徵在於，所述溫差為人體溫度與環境溫度之差。
7.如權利要求4所述的移動終端，其特徵在於，所述移動終端為智慧型手機。
8.一種溫差發電裝置，其特徵在於，包括:用於靠近人體一側的受熱面和用於背離人體一側的散熱面；位於所述受熱面與所述散熱面之間的溫差發電元件；與所述溫差發電元件正極電連接的第一導線和與所述溫差發電元件負極電連接的第二導線；所述溫差發電裝置為衣物的至少一部分。
9.如權利要求8所述的溫差發電裝置，其特徵在於，所述溫差發電裝置為帽子的至少一部分。
10.如權利要求8所述的溫差發電裝置，其特徵在於，所述溫差發電裝置為皮帶的至少一部分。
11.如權利要求8所述的溫差發電裝置，其特徵在於，所述溫差發電裝置呈手鐲狀，能夠戴於人的腕部，所述受熱面位於所述手鐲狀內側，所述散熱面位於所述手鐲狀外側。
12.如權利要求8所述的溫差發電裝置，其特徵在於，所述溫差發電裝置呈眼鏡框狀，能夠戴於人的頭部，所述受熱面位於所述眼鏡框狀內側，所述散熱面位於所述眼鏡框狀外側。
13.一種帶溫差發電裝置的電子產品，其特徵在於，包括如權利要求8所述的溫差發電裝置，所述電子產品通過所述溫差發電裝置充電或者直接供電。
14.如權利要求13所述的帶溫差發電裝置的電子產品，其特徵在於，所述電子產品包括移動終端、MP3、小型收音機和電子表。
【文檔編號】H02N11/00GK203387438SQ201220749421
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年12月31日 優先權日:2012年12月31日
【發明者】李曉軍 申請人:上海鼎為軟體技術有限公司