一种带钮扣电池转接装置的温差供能手表用电能装置的制作方法

1.本实用新型涉及电能驱动型手表的电能获取与使用领域，更具体地是一种涉及利用温差产生电能经储存后可通过电池转换装置适配各种类型电子机芯或石英机芯的手表用电能装置（智能表本质亦为电子表）。


背景技术：

2.利用温差发电芯片两侧温度差进行发电，该方法的核心是利用塞贝克效应，即两种不同的金属连接起来构成一个闭合回路时，如果两个连接点的温度不一样，就能产生微小的电压。温差发电技术经过多年发展，因发电效率所限主要应用于大型设备领域，在手表领域的应用相对较少，尚未呈现规模化应用的趋势。
3.目前温差发电技术在手表领域作为单一供能方式的应用场景多为能耗较低的电子表、石英表，以减少频繁更换电池的麻烦，减少更换电池拆装过程中手表损坏的风险，减少在缺乏专业防水检测能力的钟表维修保养点更换电池后出现防水性能降低的风险，以及减少频繁更换电池造成的经济压力与环境污染压力。
4.目前温差发电技术在手表领域实际应用中存在如下几个问题：
5.1、市面销售的绝大部分电子机芯和石英机芯采用钮扣电池，现有的应用无钮扣电池转接装置，无法适配市面销售的绝大部分电子机芯和石英机芯；
6.2、现有的应用中温差发电相关组件未形成适配传统电子表和石英表的模块化设计，无法对已制成的电子表和石英表进行升级改造；
7.3、因上述两个原因，导致温差发电技术的手表价格居高不下，阻碍了这一先进技术的推广，未能为消费者减少经济开支、降低更换电池频率，也未能实现为环境减负。
8.针对上述问题，本实用新型进行改进。


技术实现要素：

9.本实用新型提出一种带钮扣电池转接装置的温差供能手表用电能装置，解决了现有技术中使用过程中存在的上述问题。
10.本实用新型的技术方案是这样实现的：
11.一种带钮扣电池转接装置的温差供能手表用电能装置，其特征在于：包括温差发电芯片、电源管理模块、电能充放装置以及作为待装入电子机芯或石英机芯电池卡槽的钮扣电池转接装置，该所述温差发电芯片为片状半导体热电芯片；所述电源管理模块具有可以实现低电压升为高电压及高电压降为低电压的升降压管理单元；所述电能充放装置为片状充电电池或电容组；所述钮扣电池转接装置为造型与手表钮扣电池相似且尺寸一致的具有正极、负极连接片的转换装置。温差发电芯片与电源管理模块连接，电能充放装置连接与电源管理模块，钮扣电池转接装置与电源管理模块连接。具体地，温差发电芯片为根据塞贝克效应原理，采用薄膜技术以碲化铋加工制造而成的片状半导体热电芯片。电能充放装置为采用锂聚合物制成的片状电池或采用集成技术构成的具有较强充放电能力的电容组。
12.通过上述方案可知，当所述手表用电能装置中的温差发电芯片、电源管理模块与电能充放装置贴入手表底盖内侧，钮扣电池转接装置替代手表中的钮扣电池装入电子机芯或石英机芯的电池卡槽时，即完成了对传统电子手表或石英手表的改造，将手表戴于手腕，由于手腕温度通常高于周围环境温度，导致贴合于手表底盖内侧的温差发电芯片产生电压，该电压经电源管理模块升压后储存于电能充放装置，再经电源管理模块降压输出至电子机芯或石英机芯，继而驱动手表运转。
13.具体地，温差发电芯片、电源管理模块、电能充放装置均为厚度相仿的薄片状结构，并排连接封装为一体式薄片。具体地，以线束将电源管理模块与温差发电芯片、电能充放装置、钮扣电池转接装置连接，形成一个整体。
14.具体地，电池转换装置由正极金属片、负极金属片、绝缘材料组成。
15.具体地，温差充电芯片、电源管理模块、电能充放装置紧密封装在一个平面内，与钮扣电池转接装置之间采用排线连接。
16.通过上述方案可知，温差发电芯片、电源管理模块、电能充放装置应体积小、厚度薄，以减少该手表用电能装置对表壳内部空间的侵占，当电子或者石英手表本身用于固定机芯的内罩厚度大于等于温差发电芯片、电源管理模块、电能充放装置厚度时，可直接实现替代性改造；在新研发的电子或石英手表中仅需预留机芯与底盖空间即可完成设计。
17.作为优选项，温差发电芯片在表壳内面积允许的前提下面积尽可能大，且与手表底盖内侧需用导热硅脂或石墨胶紧密贴合，以提高温差发电的效率。
18.作为优选项，电源管理模块尽可能选择可实现超低电压能量收集和电能充放装置寿命延长功能的版本，以提高效率、延长寿命。
19.作为优选项，电能充放装置尽可能选择寿命长、能量密度大、充放电次数多、容量大的优质锂聚合物电池，或采用集成技术构成的具有较强充放电能力的电容组，以确保储能与续航。
20.作为优选项，温差充电模块、电能充放装置、电源管理模块尽可能紧密封装在一个平面内，且尽可能与钮扣电池转接装置之间采用排线连接，以减少线束对表壳内部空间的侵占。
21.以上方案进一步说明：所述手表用电能装置为采用耐久性较好的材质制成。进一步，所述温差发电芯片可以用导热硅脂或石墨胶贴覆于手表底盖内侧，以增强导热性，可以利用温差产生电压。所述电能充放装置本身具有一定电量，该电量可以为机芯提供初始能源。所述电源管理模块可将温差引起的微弱电压升压后充入电能充放装置内，并且可以将电能充放装置内的电压降压为1.55v或机芯所需的其他电压输出，供机芯运转所需。
22.本实用新型可利用手表底盖与机芯中间原先放置内罩的空间，以及常规钮扣电池的空间，实现电池的替代。由于该手表用电能装置中电能充放装置存有原始电量，可为手表机芯提供初始动力，且，温差发电芯片可以在消费者日常佩戴手表或将手表放置在底盖温度较高区域的过程中收集温差产生的电能补充到电能充放装置内，以延长供能时间，增强手表续航，减少更换电池频率。
23.采用上述技术方案的效果是：
24.1、本手表用电能装置中温差发电技术相关零部件以整体封装的形式存在于表壳内，简单易装，且降低了检修、维护、保养的难度；
25.2、在钮扣电池转接装置造型、体积与原配钮扣电池相符的情况下，本手表用电能装置可匹配市面上已有的任意电子机芯或石英机芯；
26.3、该温差发电技术可以充分利用表壳内空间，对采用传统钮扣电池供能的手表进行升级改造，或匹配新款手表，而手表不至于过厚。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为一种带钮扣电池转接装置的温差供能手表用电能装置的造型示意图。
29.图2为一种带钮扣电池转接装置的温差供能手表用电能装置的接线图。
30.图3为一种带钮扣电池转接装置的温差供能手表用电能装置的钮扣电池转接装置示意图。
31.图4为一种带钮扣电池转接装置的温差供能手表用电能装置的钮扣电池转接装置剖面图。
32.图5为一种带钮扣电池转接装置的温差供能手表用电能装置的钮扣电池转接装置底面图。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图1
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5，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
34.如图1至图5所示，本实用新型公开了一种带钮扣电池转接装置的温差供能手表用电能装置，由温差发电芯片a、电源管理模块b、电能充放装置c、钮扣电池转接装置d四部分构成一体式结构。所述温差发电芯片a为根据塞贝克效应原理，采用独特的薄膜技术以碲化铋加工制造而成的片状半导体热电芯片；所述电源管理模块b可以实现低电压升为高电压，以及高电压降为低电压的功能；所述电能充放装置c为采用锂聚合物制成的可实现500次充放电的片状电池或采用集成技术构成的具有较强充放电能力的电容组；所述钮扣电池转接装置d为造型与手表钮扣电池相似且尺寸一致的具有正极、负极连接片的转换装置。
35.当所述手表用电能装置中的温差发电芯片a、电源管理模块b与电能充放装置c贴入手表底盖内侧，钮扣电池转接装置d替代手表中的钮扣电池装入电子机芯或石英机芯的电池卡槽时，即完成了对传统电子手表或石英手表的改造，将手表戴于手腕，由于手腕温度通常高于周围环境温度，导致贴合于手表底盖内侧的温差发电芯片a产生电压，该电压经电源管理模块b升压后储存于电能充放装置c，再经电源管理模块b降压输出,经钮扣电池转接装置d输送至电子机芯或石英机芯，继而驱动手表运转。
36.参见图2，具体为：在实际应用时，所述手表用电能装置与电子机芯或石英机芯连接形成回路，接口1与接口2连接到电源管理模块b的接口3与接口4，当温差发电芯片两侧产生符合设计的单向温差时即可产生微弱电压，电流输送到电源管理模块b，电源管理模块b经升压后将电流经过接口5与接口6输送到电能充放装置c的接口7与接口8，电能充放装置c内的电能通过接口9与接口10连接到电源管理模块b的接口11与接口12，将电流输送到电源管理模块b，电源管理模块b的接口13与接口14连接到电池转换装置d的接口15与接口16，电池转换装置的接口17与接口18分别为钮扣电池的正极与负极造型，由此，实现本实用新型所需的温差产电与供电。
37.参见图3、图4、图5，电池转换装置由正极金属片、负极金属片、绝缘材料组成。具体地，电池转换装置d造型尺寸与纽扣电池一致，由桶状金属e（正极金属片）与片状l形金属f（负极金属片）包覆内部的绝缘材料g，接口一15直接与桶状金属e连接，接口二16直接与片状l形金属f连接，由此，桶状金属e充当了钮扣电池正极的功能，即接口17，片状l形金属f充当了钮扣电池负极的功能，即接口18，实现了所述手表电池中电池转换装置d直接装入电子表或石英表的钮扣电池仓继而起到钮扣电池同样的供电作用。
38.进一步，所述温差发电芯片a、电源管理模块b、电能充放装置c应选择体积小、厚度薄，以减少该手表用电能装置对表壳内部空间的侵占，当电子或者石英手表本身用于固定机芯的内罩厚度大于等于温差发电芯片、电源管理模块、电能充放装置厚度时，可直接实现替代性改造；在新研发的电子或石英手表中仅需考虑机芯与底盖空间即可完成设计。
39.进一步，温差发电芯片a在表壳内面积允许的前提下面积尽可能大，且与手表底盖内侧需用导热硅脂或石墨胶紧密贴合，以提高温差发电的效率。
40.进一步，电源管理模块b尽可能选择可实现超低电压能量收集和电能充放装置寿命延长功能的型号，以提高效率、延长寿命。
41.进一步，电能充放装置c选择寿命长、能量密度大、充放电次数多、容量大的优质锂聚合物电池或采用集成技术构成的具有较强充放电能力的电容组，以确保储能与续航。
42.进一步，钮扣电池转接装置d尽可能选择外形及外壳材料与钮扣电池几乎一致，以减少与电池卡槽适配失败的概率。
43.进一步，温差充电芯片a、电源管理模块b、电能充放装置c尽可能紧密封装在一个平面内，且尽可能与钮扣电池转接装置d之间采用排线连接，以减少线束对表壳内部空间的侵占。
44.进一步，所述温差发电芯片a可以用导热硅脂或石墨胶贴覆于手表底盖内侧，以增强导热性，可以利用温差产生电压。所述电源管理模块b可将温差引起的微弱电压升压以确保有效充入电能充放装置c内，并且可以将电能充放装置c内的电压降为1.55v或机芯所需的其他电压输出，供机芯运转所需。所述电能充放装置c本身具有一定电量，该电量可以为机芯提供初始能源。
45.本使用新型为一种由温差发电芯片、电源管理模块、电能充放装置、钮扣电池转接装置四部分构成的温差发电电池装置，目前市场上不存在相同产品，但存在应用温差发电原理的手表。
46.在现有应用温差发电原理的手表中，温差发电相关组件不以一体式封装的独立配件存在，且无法适配市面上所有电子机芯与石英机芯，致使消费者无法将该技术应用于改
装表领域，也不支持将该技术直接应用于所有市面销售的采用钮扣电池的电子机芯和石英机芯。
47.本实用新型的最佳使用状态为：选择表壳内面积允许的前提下面积尽可能大的温差发电芯片a、体积尽可能小的电源管理模块b，以及具备一定原始电量的电能充放装置c，将厚度均较薄的温差发电芯片a、电源管理模块b以及电能充放装置c集成在统一平面进行封装，并与外形及外壳材料同钮扣电池几乎一致的钮扣电池转接装置d通过排线连接。当电子或者石英手表本身用于固定机芯的内罩厚度大于等于温差发电芯片a、电源管理模块b与电能充放装置c厚度时，可直接实现替代性改造；在新研发的电子或石英手表中仅需考虑机芯与底盖空间即可完成设计。
48.故本实用新型具备如下有益效果：
49.1、本手表用电能装置中温差发电技术相关零部件以整体封装的形式存在于表壳内，简单易装，且降低了检修、维护、保养的难度；
50.2、在钮扣电池转接装置造型、体积与原配钮扣电池相符的情况下，本手表用电能装置可匹配市面上已有的任意电子机芯或石英机芯；
51.3、该温差发电技术可以充分利用表壳内空间，对采用传统钮扣电池供能的手表进行升级改造，或匹配新款手表，而手表不至于过厚。
52.4、由于该手表用电能装置中所采用的电子元器件寿命均可达10年及以上，远超过一次性钮扣电池寿命，且电能充放装置存有原始电量，可为手表机芯提供初始动力，在消费者日常佩戴手表或将手表放置在底盖温度较高区域的过程中，温差发电芯片可以收集温差产生的电能补充到电能充放装置内，以延长供能时间，增强手表续航，减少更换电池频率。
53.综上所述，本实用新型解决了现有常规电子表、石英表电池续航问题，电池更换问题，解决了现有温差发电技术无法简单适配市面上所有电子机芯、石英机芯的问题，且在表壳内部空间足够的前提下支持对常规电子表、石英表进行技术升级，降低消费者对电子表、石英表的使用负担，减少了环境压力，同时，由于该手表用电能装置配套技术成熟，生产便利，安装快捷，成本可控，利于推广应用。
54.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。