嵌入式电池单元和热管理的方法和设备的制作方法

专利名称：嵌入式电池单元和热管理的方法和设备的制作方法
技术领域：
无
背景技术：
便携式计算机(或笔记本)通常包含单个主电池，所述主电池通过外部交流电到 直流电(AC/DC)适配器而进行充电和存储能量。当前，主电池为锂离子电池，且使便携式计 算机的整体重量增加了大约一磅。主电池在一到五年内会降级且可能需要被替换。主电池 降级可能归因于使用，或者归因于便携式计算机的冷却系统出故障。冷却系统(例如，风扇 或散热片)出故障可能是由灰尘和碎屑聚积引起的，这将导致整个便携式计算机在触觉上 变得越来越热，且使冷却系统随着时间的推移变得更大声。

发明内容
以下的发明内容描述了包含在本发明中的实例性实施例中的一些实例性实施例。 提供了对本发明的若干方面会有基本水平的理解的信息。本发明的实例性实施例包含便携式计算机和相应的方法。便携式计算机可包含至 少一个发热组件和热耦合到至少一个发热组件的一电池单元。发热组件可为可热结合到电 池单元的处理器，例如，中央处理单元(CPU)芯片或图形处理单元(GPU)芯片。电池单元可 为棱柱形铝单元或正电极。电池单元可定向在便携式计算机的掌托(palm rest)下方。电 池单元的热容量可大于发热组件的热容量(例如，大至少一量级)。热附接块或热管可热耦 合在至少一个发热组件与电池单元之间。本发明的另一实例性实施例包含电池单元的至少一个辐射壁，所述辐射壁具有增 大的表面区域和突出的散热片/特征(例如，鳍状物(fin)、管脚或类似物)。另外，电池单 元可耦合到冷却组合件，所述冷却组合件可包含用以引导气流越过电池单元的辐射壁的风 扇。电池单元还可封闭在屏蔽物中以保护电池单元免受直接热辐射。本发明的实例性实施例还可包含便携式计算机的母板，且电池单元可(例如，使 用用来拆卸的夹子)耦合到母板。在本发明的另一实例性实施例中，电池单元可嵌入在计算机的母板内。电池单元 还可位于便携式计算机的母板的顶部上、所述母板内或横跨所述母板。
本发明的另一实例性实施例可包含在电池单元组外壳内并耦合到至少一个发热 组件的多个单元。单元组外壳可位于便携式计算机的掌托下方。本发明的实例性实施例可包含充电管理控制，所述充电管理控制在需要进行冷却 的时期期间，优先对电池单元充电。本发明的另一实例性实施例可包含封闭在屏蔽物中的额外的便携式计算机组件 (例如，硬盘、光盘驱动器等)，且所述屏蔽物经配置以保护硬盘免受直接的热辐射。本发明的实例性实施例还可包含分布在便携式计算机外壳内的多个单元，且多个 单元中的每一个个别地热耦合到至少一个发热组件。多个单元可个别地封闭在屏蔽物中以 免受直接的热辐射。所述多个单元还可(例如，使用用来拆卸的至少一个夹子)耦合到便 携式计算机的母板。所述多个单元可包含棱柱形铝单元，且位于便携式计算机的掌托下方。当前的笔记本个人计算机(或笔记本PC)通常包含封闭在塑料壳中的外部电池， 且若干种设计试图将从笔记本到电池组的热传递减到最小程度，这是因为已知热会使目前 形式的电池单元降级。本发明的实施例可允许电池单元嵌入到笔记本PC设计中，且在存在 用于将热输出笔记本PC的构件的情况下，允许嵌入式电池单元充当散热片。电池单元可邻 近于由具有高导热性的材料(例如，金属、工程热材料或类似物)制成的表面。使用嵌入式 电池单元可将专用的散热片、热管、风扇以及笔记本PC内的其它热管理构件的数量和大小 减到最小程度。减少对笔记本PC内的被动式热管理和主动式热管理两者的需要，节约了成 本、空间，且允许笔记本PC的制造商在整个设计过程中有更多的自由度。


图IA到图IC说明可根据本发明的实施例而使用的使用便携式计算机的笔记本热 传递和耗散装置的用于热管理的若干配置；图2A到图2F说明可根据本发明的实施例而使用的经电路板安装的笔记本电池的
若干配置；图3A到图3C说明根据本发明的实例性实施例的在便携式计算机内分布电池单元 的若干配置；图4A和图4B说明对椭圆形单元电池与两个18650单元的接触表面区域的比较；图5A到图5C说明根据本发明的实例性实施例的可经修改以用于改善热传递的电 池单元设计；图6描绘根据本发明的实例性实施例的可用于冷却个人计算机内的中央处理单 元的算法；以及图7到图9说明根据本发明的实例性实施例的可使用的电池组的分解图。
具体实施例方式通过以下对本发明的实例性实施例的更具体的描述(如附图中所说明)上文将显 而易见，在附图中，相同的参考数字在所有不同的视图中指代相同的部件。图式不一定是按 比例绘制，而是强调说明本发明的实施例。本申请案涉及一种装置，其包括至少一个发热组件和热耦合到至少一个发热组 件的一电池单元。所述装置可为便携式装置。电池单元可为可再充电电池单元，其在电池的阴极中包含锂。在图IA到图IC中说明了用于对使用电池的装置进行热管理的本发明的若干配 置。每一配置涉及将电池用作从CPU/GPU芯片到突出特征(例如，图IA的辐射鳍状物或突 出散热片109)的热传递通道(例如，图IA的热传递108)。图IA说明经由热附接块103而附接到CPU/GPU芯片105(其为发热组件)的电 池107。在另一位置，电池107附接到辐射鳍状物或突出的散热片109。热经由电池107从 CPU/GPU芯片105传递108到辐射鳍状物109。可另外使用风扇111来增加越过辐射鳍状 物109的气流112。将电池107用于热传递的益处是减少或消除在便携式计算机中对其它 热传递通道(例如，图IC的热管148或其它导热结构)的需要。因此，可显著降低材料的 成本和制造复杂性。由于减小了热管理解决方案的整体大小，所以可减小笔记本的大小。图IB中所展示的另一配置包含在电池127的表面处添加辐射鳍状物或突出特征 129，其可增加电池127的表面区域并提供从电池127到周围空气中的增加的耗散性热传 递。此处，电池127起到热耗散功能。空气风扇131可经配置而以提高热耗散效果的方式 将空气132吹过电池127。可使用热附接块123将电池127附接到CPU/CPU芯片125。举 例来说，在图IB中，电池127紧靠CPU/GPU芯片125，这改善了整个便携式计算机设计的紧 凑度。图IC展示添加热管148以允许将电池147放置在装置的封围物中的多种位置中， 这可包含(例如)将电池147延伸到便携式装置的封围物的边缘，在所述边缘处电池147将 使过多的热耗散到大气中。可在热耗散配置中使用电池147，这是因为电池147具有位于电 池147的表面上的辐射鳍状物或突出特征149。电池147可具有额外的热耗散特征，这是因 为其与CPU/GPU芯片145的热相比具有显著较大的容积热容量，且这是因为CPU/GPU芯片 145在低于电池147的温度下工作。另外，电池147可依靠电池147的构造材料(例如，电 池的包装物组件，在所述包装物组件内驻留着电池147的电极和电解液)而比CPU/GPU芯 片145更迅速地耗散热。本申请案还针对一种便携式计算机，其包括至少一个发热组件和热耦合到至少一 个发热组件的一电池单元。发热组件可为可热结合到电池单元的处理器(例如，中央处理 单元芯片或图形处理单元芯片)。如本文中所使用，“热结合”是指用于(例如，热源与电池 之间)导热的路径，这与不存在路径的情况相比将产生较好的导热效果，同时继续维持这 些相同组件之间的电绝缘。实例包含使用导热性环氧树脂、粘附材料或电绝缘膜材料。一些 此类材料的共同术语包含“间隙填料”和“间隙焊盘”，其描述了此类材料允许两个组件(例 如，热源与电池)之间的有效导热而不产生导电路径的作用。如本发明中所描述，这将允许 利用电池的散热片性质。用于热结合的可接受的材料的一些实例包含(但不限于)多个贝 格斯(Bergquist)产品，例如Sil-Pad, Gad Pad和Gap Filler品牌产品，以及多个埃默森 &卡明(Emerson & Cuming)产品，例如Mycast品牌环氧化物。电池单元可为棱柱形铝单 元。电池单元的热容量大于发热组件的热容量，使得电池单元的热容量比发热组件的热容 量大至少一量级。便携式计算机还可包含充电管理控制，所述充电管理控制在需要对至少 一个发热组件进行冷却的时期期间，优先对电池单元充电。电池单元可具有至少一个辐射壁，所述辐射壁包含增强的表面区域。辐射壁可包 含鳍状物、管脚、突出特征或类似物。电池单元可耦合到冷却组合件，所述冷却组合件包含用以引导气流越过电池单元的辐射壁的风扇。图2A到图2F说明根据本发明的实施例的便携式计算机的实例配置，所述便携式 计算机包括至少一个发热组件和热耦合到至少一个发热组件的一电池单元。如图2A中所展示，电池205可通过安装在印刷电路板(或电路板)201之上或之 内而嵌入便携式计算机中。电池205可电连接到印刷电路板205中的导电层，以提供对其 所存储的电能的使用。电池205热连接到印刷电路板201上的CPU/GPU 203，以使得能够使 用印刷电路板201中的导电层来耗散过多的热。另外，图2B说明行业中通常使用的用以允许相对于CPU/GPU 213而将电池215放 置在远端的热管技术，举例来说，将电池215放置在远端以将热从便携式计算机的内部传 递到电池215所定位的边缘处以将热辐射到大气。嵌入式锂离子电池可用于便携式计算机 中的热管理。除了其电能存储功能之外，嵌入式电池可传递和耗散由便携式计算机的电路 板上的芯片装置(例如CPU和GPU)所产生的过多的热。使用便携式计算机电池在便携式 计算机中提供热管理向制造商和最终用户提供了许多益处。举例来说，减少或消除了热管 理组件的数目，这节约了材料和制造成本。笔记本中较少的组件减小了笔记本的物理大小 和重量。由于可更紧靠发热组件而放置电池，所以提高了设计灵活性。便携式计算机还可包含便携式计算机的母板，且电池单元可(例如，使用至少一 个夹子)耦合到便携式计算机的母板。图2C说明电池225可作为印刷电路板221的组件 而并入。去除对传统电池组封装的需要将减少对所述便携式计算机的材料成本、空间和重 量的要求。消除传统热管理组件进一步减小便携式计算机的成本、大小和复杂性。电池205 与电路板221之间的焊接连接技术经设计成提供两条路径，一条路径22 用以将所存储的 电能从电池225传递到电路板221，且第二路径222b用以将热能从电路板221中的导热层 传递到电池225。在电池经永久安装的情况下(在图2C中展示)，形成了到电路板221的 表面上的大型焊盘的热连接224，所述大型焊盘又连接到所述板中的导热层。将电池225热 结合到电路221的热连接2M材料可包含以下各项中的一个电焊料、导热膏或导热工程材 料。设计师能够将电池放置在印刷电路板上提供了额外的设计灵活性。举例来说，可 将电池单元从母板上拆卸下来；电池单元可嵌入便携式计算机的母板内、位于所述母板的 顶部上或横跨所述母板；或者电池单元可定向在便携式计算机的掌托下方。如图2D中所 展示，举例来说，使用准许从印刷电路板231移除电池235的配置或特征(例如，压缩夹子 236)使得能够在笔记本的使用寿命期间实现对电池105的维修替换。电池235相对于电路 板231的定向可处于经表面安装的定向中，其中电池235或电池安装夹子246直接焊接到 电路板231的表面。在图2D (使用压缩夹子236)和图2E (使用安装夹子M6)中展示的此 定向将非常适合于表面安装电路板制造技术，例如，行业中当前所使用的自动化组件放置 和回流焊。或者，电池245或电池安装夹子246可安装在电路板241材料已被移除的区域 中，使得电路板241包围所安装的电池M5的一部分或全部，例如在图2E中所展示。此定 向通过大约一半的经表面安装的定向来降低电池到所述板的任一侧的高度，从而实现了电 池与电路板更紧凑的配合。在另一方法中，如图2F中所展示，电池可直接热耦合254到印刷电路板251的表 面。可通过焊接导热焊盘以使电池单元耦合到(图2C的)PCB 221或(图2F的)CPU/GPU253来完成图2C和图2F中所说明的热耦合，这提供了额外的益处允许机械振动阻尼来抑 制个人计算机的外壳内的组件振动。根据本发明的实例性实施例，可将一个或一个以上锂 离子电池单元分布在便携式计算机内的合意配置中，以便提供对由发热组件(例如，CPU或 GPU)产生的过多热的热管理。将电池分布在便携式计算机中在热方面有利的位置中的益处 可为增加便携式计算机的设计灵活性。设计师在放置热敏组件时可具有新的选择，这也可 允许节约更多的成本、大小和重量。可使用图2A到图2F的描述中所描述的技术来将经分布的笔记本电池单元安装到 电路板。通过使用这些安装配置，可使用电路板中的导电层来建立经分布的单元之间的串 联和并联电连接。或者，单元可作为便携式计算机封围物的一部分而安装，且使用离散的电 气总线电线或条来串联或并联地连接。便携式计算机还可包含分布在便携式计算机的外壳内的多个单元。多个单元可个 别地热耦合到至少一个发热组件。多个单元还可个别地封闭在保护多个单元免受直接热辐 射的屏蔽物中。另外，多个单元可(例如，使用至少一个夹子)耦合到便携式计算机的母 板。还可将多个单元从母板上拆卸下来。多个单元可包含棱柱形铝单元。多个单元还可位 于便携式计算机的掌托下方。便携式计算机还可包含热耦合在至少一个发热组件与电池单 元之间的热附接块。便携式计算机还可包含热耦合在至少一个发热组件与电池单元之间的 热管。图3A到图3C说明根据本发明的实例性实施例的在便携式计算机内分布电池单元 的若干配置。图3A说明将电池单元309a到309c放置在选定位置中，以提供若干热管理作用， 包含将过多的热从内部位置耗散到笔记本封围物的边缘(或便携式计算机外壳)303。在 此放置中，可使用热管308a到308c以将热分别移动到位于远端的辐射电池309a到309c。 与风扇结合的待鳍状物的电池(例如在图1A到图1C中所展示)提供增加的气流。可使用 位于CPU 306或GPU 307处的热附接块305以使CPU 306/GPU 307与热管热对接。举例来 说，依据从发热组件发出的热量，可连接额外的热管以辅助热耗散，例如，将CPU芯片306连 接到热管308a、308b。在图;3B中展示的另一放置提供从局部组件(例如CPU芯片326或GPU芯片327) 到较大的表面区域323(例如，可向外辐射热的便携式计算机封围物的顶部表面或底部表 面)的热扩散。电池单元329a到329c可借助于附接块325而充当将热从CPU芯片306和 GPU芯片307引导到较大的表面区域323的热传递路径。附接块325可封闭CPU芯片3 和GPU芯片327以保护芯片免受直接热辐射。另外，较大的表面区域323可为(例如)位 于键盘下方或位于便携式计算机的底部表面处的大的压印铝板。热于是从较大的表面区域 323辐射。如此，便携式计算机还可包含硬盘，所述硬盘封闭在屏蔽物中，且所述屏蔽物保护 硬盘免受直接热辐射。便携式计算机还可包含光盘驱动器，所述光盘驱动器封闭在屏蔽物 中，且所述屏蔽物经配置以保护硬盘免受直接热辐射。在图3C中所展示的另一放置在CPU 336和GPU 337与便携式计算机内的热敏装 置(或组件)(例如硬盘驱动器、光盘驱动器、固态存储器、键盘或其它用户输入装置和用户 接触区域)之间提供热屏蔽。所述屏蔽向组件提供保护以(例如)防止由于暴露在过多的 热下而造成硬盘驱动器或固态存储器中的数据丢失。CPU 336可具有到电池单元339a的若干连接，且GPU芯片337可具有到另一电池单元339b的若干连接(表示为箭头的连接)。 因为使用电池单元339a、339b来屏蔽温敏组件341与CPU芯片336和GPU芯片337，所以发 生热屏蔽。图4A和图4B说明椭圆形单元电池400与包含两个单元的电池420的接触表面区 域的比较。通常，包装物(或包壳)为用于制造电池的任何合适金属，例如不锈钢、铝和镍。 优选的是，包壳的材料为导热性相对较高的铝。而且，铝相对较容易配置成具有较高的表面 区域的形状，例如，鳍状物或波纹表面。如由图4A所说明，可使用每单位体积的表面区域相对较大的电池400。电池400 包含对电池单元410进行包封的包壳405。顶盖415提供在上面可(例如，通过焊接)连 接正极接头的位置，且负极接头可(例如，通过焊接)连接到电池400的包壳405内的连接 上。图4b (现有技术)说明包含两个18650电池单元425的电池420。使用椭圆形单元电 池400允许开发额外有用的空间(在与18650电池单元425相比时)。另外，椭圆形电池单 元400允许使用包含在电池组(例如，参看图7的电池组710)内的空间，这提供了额外的 设计能力。如此，本发明的合适电池的实例包含表面区域与体积的比率较高的电池，所述电 池包含具有至少一个相对平坦的表面的电池，例如，如图4A所说明的棱柱形电池单元。尤 其合适的电池是在充电过量时温度较不易快速增加的电池，且其通常将在相对低的温度下 工作。合适的电池单元的具体实例是锂离子类型电池单元，例如可从马萨诸塞州的韦斯特 伯勒市(Westborough，Massachusetts)的波士顿能源(Boston-Power)购得铝壳，尺寸大 约为18x37x65mm的棱柱形单元，额定工作电压为3. 7V，且内部AC阻抗为大约25m Ω，在达 到8. 8Α的电流强度下能够传递4400mAh的容量，同时在-20C到60C之间的温度下工作。在嵌入式设计中，电池单元所使用的包壳可经专门设计以具有用于热传递的较大 的或增强的表面区域。在图5A和图5B中展示两个实例辐射管脚从电池单元的至少一个 表面突出。在图5C中展示了另一实施例。在这些设计中，包壳的表面并不平滑而是具有许 多小的冷却鳍或波纹表面。这些鳍状物或波纹有助于耗散热。本申请案还针对一种用于使用电池单元来辅助便携式计算机内的热传递的方法， 所述包括将便携式计算机的至少一个发热组件热耦合到至少一个发热组件。可接着将电 池单元耦合到冷却组合件。可使用冷却组合件来引导气流越过电池单元的至少一个辐射 壁，其中电池单元的至少一个辐射壁具有增强的表面区域。电池单元还可封闭在保护电池 单元免受直接热辐射的屏蔽物中。电池单元可耦合到便携式计算机的母板，其中耦合电池 单元包含使用至少一个夹子。还可将电池单元从母板上拆卸下来。所述方法可进一步包含 用于在需要进行冷却时(优先)对电池单元充电。所述方法可进一步包括将电池单元包含在多个电池单元中，所述多个电池单元分 布在便携式计算机外壳内且个别地热耦合到至少一个发热组件。另外，所述方法还可包含 将每一电池单元之间的温度差维持在至少少于10°c的差异下或至少少于2°C。所述方法还 可允许将每一单元之间的容量差维持在至少少于60mAH的差异内。所述方法可进一步包括将多个电池单元个别地封闭在经配置以保护相应电池单 元免受直接热辐射的屏蔽物中。所述方法还可包含将多个电池单元耦合到便携式计算机的 母板，或对多个单元进行配置以供拆卸。所述方法可进一步包括基于至少一个发热组件的温度来调节便携式计算机的处理速度。在嵌入式设计中，电池充电过程(其为吸热过程)可通过使用控制方法来与计算 机的热管理相协调。为此，可使用算法来优化充电过程，以与便携式计算机内的主要热源 (例如，CPU或GPU芯片)相协调。在图6中展示用于CPU冷却的算法的实例。在603处，当笔记本计算机用AC适配器插上电源，用户可选择609充电形式将 单元充满电(正常模式)611，或在613处，允许智能模块控制充电(充电冷却模式)。在第 二替代方案下，在615处，当电子设备检测到CPU的温度高于预设极限(过热)时，在619 处，电子设备将开始充电过程，以通过降低电池(其在充电期间在较低的温度下工作)的温 度来使CPU冷却下来。另外，模块还可在CPU温度较低的情况下产生缓冲充电区。在此情 况下，当电子设备检测到CPU温度较低时，电子设备切换到电池供电直到电池的电荷状态 (SOC)低于或等于预定的值(S0C的低电压(LV))为止，即使AC适配器插上电源也是如此。 以此方式，可在电池需要增加热耗散对其充电。LV和高电压(HV)可经设定成(例如)从 SOC的20 %到90 % (优选40 %到80 % )中的任何值。在603处，如果AC适配器没有插上电源，那么便携式计算机便维持在正常供电模 式下607。在603处，如果AC适配器插上电源，那么在609处，用户便可选择电池冷却。如 果用户不选择电池冷却609，那么便携式计算机便可置于正常充电模式下611。在609处， 如果用户选择电池冷却，那么在613处，算法可接着估计电池的SOC是否大于LV，且在615 处，算法可估计CPU是否已过热。在615处，如果CPU尚未过热，那么在617处，便可使用电 池向便携式计算机供电直到已达到SOC的LV。在615处，如果CPU已过热，那么在619处， 便携式计算机便可置于正常供电模式下。在613处，如果SOC不大于LV，那么在621处，便 携式计算机便可置于正常充电模式下，直到已达到SOC的LV。算法可接着估计CPU是否已 过热623。在623处，如果CPU尚未过热，那么在625处，便携式计算机便可置于正常供电 模式下。在623处，如果CPU已过热，那么在627处，算法可决定将电池充电到HV，且在613 处，算法可重复估计SOC是否大于LV。便携式计算机还可包含容纳在电池单元组外壳内并耦合到至少一个发热组件的 多个单元。电池单元组外壳可位于便携式计算机的掌托下方。在另一实施例中，本发明包含电池组710，所述电池组710的分解图展示在图7中。 电池组710包含电池单元714的电池单元布置712，所述电池组710通过金属条带718而电 连接到电路716。电池组710的壳720a、720b界定了与金属条带流体连通的隔室722。热 管7M位于隔室722内，且与电池单元布置712的至少一个电池单元714的电池壳7 直 接接触。电池壳7 封闭了电池单元布置712，且充当保护电池单元714免受直接热辐射的 屏蔽物。或者，热管724与金属条带718直接接触。热管7M连接到延伸到笔记本内的热 源(大多是CPU或GPU)的热管(未图示)。应注意，热管7M或者与笔记本的其它电路电 绝缘。热管724的合适的材料的实例包含导热性为至少7BTU/(hr°F ft2/ft)的材料。热 管724的优选材料的这些实例包含铝、铜及其合金，例如铝和铜的合金。在电池组810(在图8中展示)的又一实施例中，电池组810包含壳820a、820b， 具有包含电池814的电池单元布置812的电池壳826、电路816以及隔室822。电池壳820b 界定了狭槽828，所述狭槽828用于从笔记本插入热管(未图示)，以及使所述热管与电池 组710的另一热管(例如，如在图7中所展示的热管724)接触。或者，电池组810以与图7的电池组710类似的方式起作用。电池组910 (在图9中展示)的另一实施例包含壳920a、920b、电池单元布置912 以及电路916。电池壳拟6至少部分包含如下材料在电池单元布置912的至少一个电池单 元914的壳与笔记本的热管或底板之间提供接触点。电池壳拟6的合适材料的实例包含导 热塑料，例如此项技术中众所周知的导热塑料，包含在树脂中并入各种填料(包含(但不限 于)陶瓷和碳纤维)的导热塑料，包含(但不限于)聚合物、聚酰胺、聚丙烯、聚苯硫醚以及 热塑性合成橡胶。这些材料的导热性通常大于约lW/mk且至多约100W/mk或以上。合适的 聚合物的具体实例包含来自罗得岛州的沃威克市(Warwick，Rhode Island)的库尔聚合 物有限公司(Cool Polymers, Inc.)的CoolPoly 导热塑料；来自明尼苏达州的威诺纳市 (Winona,Minnesota)的 RTP 公司(RTP Company)的 RTP 199X 91020A Z 导热聚丙烯；以及 来自罗得岛州的布里斯托尔市(Bristol，Rhode Island)的麦克塑料公司(Mack Plastics Corporation)的 Mack TCP (导热塑料)。尽管已参考本发明的实例性实施例而特别展示和描述了本发明，但所属领域的技 术人员将了解，在不脱离所附权利要求书所涵盖的本发明的范围的情况下，可在本发明中 作出形式和细节上的各种改变。尽管已展示和描述了涉及CPU和GPU的实施例，但所属领域的技术人员应了解，可 有额外的实施例。还应了解，图6的流程图为实例，其可包含被分割成若干子单元或实施于不同组 合中的更多或更少的组件。
权利要求
1.一种便携式计算机，其包括a)至少一个发热组件；以及b)电池单元，其热耦合到所述至少一个发热组件。
2.根据权利要求1所述的便携式计算机，其中所述电池单元的至少一个辐射壁具有增 强的表面区域。
3.根据权利要求2所述的便携式计算机，其中所述辐射壁包含鳍状物。
4.根据权利要求2所述的便携式计算机，其中所述辐射壁包含管脚。
5.根据权利要求2所述的便携式计算机，其中所述辐射壁包含突出特征。
6.根据权利要求1所述的便携式计算机，其中所述电池单元耦合到冷却组合件。
7.根据权利要求6所述的便携式计算机，其中所述冷却组合件包含经配置以引导气流 越过所述电池单元的所述辐射壁的风扇。
8.根据权利要求1所述的便携式计算机，其中所述电池单元被封闭在经配置以保护所 述电池单元免受直接热辐射的屏蔽物中。
9.根据权利要求1所述的便携式计算机，其进一步包括所述便携式计算机的母板。
10.根据权利要求9所述的便携式计算机，其中所述电池单元耦合到所述便携式计算 机的所述母板。
11.根据权利要求9所述的便携式计算机，其中所述电池单元使用至少一个夹子而耦合。
12.根据权利要求9所述的便携式计算机，其中所述电池单元经配置以供拆卸。
13.根据权利要求9所述的便携式计算机，其中所述电池单元嵌入在所述计算机的所 述母板内。
14.根据权利要求1所述的便携式计算机，其中所述电池单元位于所述便携式计算机 的所述母板的顶部上、所述母板内或横跨所述母板。
15.根据权利要求1所述的便携式计算机，其中所述发热组件是处理器。
16.根据权利要求15所述的便携式计算机，其中所述处理器是中央处理单元芯片。
17.根据权利要求16所述的便携式计算机，其中所述中央处理单元芯片热结合到所述 电池单元。
18.根据权利要求15所述的便携式计算机，其中所述处理器是图形处理单元芯片。
19.根据权利要求18所述的便携式计算机，其中所述图形处理单元芯片热结合到所述 电池单元。
20.根据权利要求1所述的便携式计算机，其中所述电池单元是棱柱形铝单元。
21.根据权利要求1所述的便携式计算机，其中所述电池单元是正电极。
22.根据权利要求1所述的便携式计算机，其中所述电池单元定向在所述便携式计算 机的掌托下方。
23.根据权利要求1所述的便携式计算机，其包含容纳在电池单元组外壳内并耦合到 所述至少一个发热组件的多个单元。
24.根据权利要求23所述的便携式计算机，其中所述电池单元组外壳位于所述便携式 计算机的所述掌托下方。
25.根据权利要求1所述的便携式计算机，其中所述电池单元的热容量大于所述发热组件的热容量。
26.根据权利要求25所述的便携式计算机，其中所述电池单元的所述热容量比所述发 热组件的所述热容量大至少一量级。
27.根据权利要求1所述的便携式计算机，其进一步包括充电管理控制，所述充电管理 控制在需要进行冷却的时期期间优先对所述电池单元充电。
28.根据权利要求1所述的便携式计算机，其进一步包括硬盘。
29.根据权利要求观所述的便携式计算机，其中所述硬盘被封闭在屏蔽物中，且所述 屏蔽物经配置以保护所述硬盘免受直接热辐射。
30.根据权利要求1所述的便携式计算机，其进一步包括光盘驱动器。
31.根据权利要求30所述的便携式计算机，其中所述硬盘被封闭在屏蔽物中，且所述 屏蔽物经配置以保护所述硬盘免受直接热辐射。
32.根据权利要求1所述的便携式计算机，其包含分布在便携式计算机外壳内并个别 地热耦合到所述至少一个发热组件的多个单元。
33.根据权利要求32所述的便携式计算机，其中所述多个单元被个别地封闭在经配置 以保护所述多个单元免受直接热辐射的屏蔽物中。
34.根据权利要求1所述的便携式计算机，其中所述多个单元耦合到所述便携式计算 机的母板。
35.根据权利要求34所述的便携式计算机，其中所述多个单元使用至少一个夹子而耦合。
36.根据权利要求34所述的便携式计算机，其中所述多个单元经配置以供拆卸。
37.根据权利要求32所述的便携式计算机，其中所述多个单元包含棱柱形铝单元。
38.根据权利要求32所述的便携式计算机，其中所述多个单元位于所述便携式计算机 的所述掌托下方。
39.根据权利要求1所述的便携式计算机，其进一步包括热耦合在所述至少一个发热 组件与所述电池单元之间的热附接块。
40.根据权利要求1所述的便携式计算机，其进一步包括热耦合在所述至少一个发热 组件与所述电池单元之间的热管。
41.一种用于使用电池单元来辅助便携式计算机内的热传递的方法，其包括将所述便 携式计算机的至少一个发热组件热耦合到所述至少一个发热组件。
42.根据权利要求41所述的方法，其进一步包括将所述电池单元耦合到冷却组合件。
43.根据权利要求42所述的方法，其进一步包括将所述冷却组合件配置成引导气流越 过所述电池单元的至少一个辐射壁，其中所述电池单元的所述至少一个辐射壁具有增强的 表面区域。
44.根据权利要求41所述的方法，其进一步包括将所述电池单元封闭在经配置以保护 所述电池单元免受直接热辐射的屏蔽物中。
45.根据权利要求41所述的方法，其进一步包括将所述电池单元耦合到所述便携式计 算机的母板。
46.根据权利要求45所述的方法，其中耦合所述电池单元包含使用至少一个夹子。
47.根据权利要求45所述的方法，其进一步包括对所述电池单元进行配置以供拆卸。
48.根据权利要求41所述的方法，其进一步包括在需要进行冷却的时期期间优先对所 述电池单元充电。
49.根据权利要求41所述的方法，其进一步包括使所述电池单元包含在多个单元中， 所述多个单元分布在便携式计算机外壳内并个别地热耦合到所述至少一个发热组件。
50.根据权利要求49所述的方法，其进一步包括将每一单元之间的温度差维持在至少 少于IO0Co
51.根据权利要求50所述的方法，其中每一单元之间的温度差为至少少于2V。
52.根据权利要求49所述的方法，其进一步包括将每一单元之间的容量差维持在至少 少于60mAH。
53.根据权利要求49所述的方法，其进一步包括将所述多个单元个别地封闭在经配置 以保护相应单元免受直接热辐射的屏蔽物中。
54.根据权利要求49所述的方法，其进一步包括将所述多个单元耦合到所述便携式计 算机的母板。
55.根据权利要求49所述的方法，其进一步包括对所述多个单元进行配置以供拆卸。
56.根据权利要求41所述的方法，其进一步包括基于所述至少一个发热组件的温度来 调节所述便携式计算机的处理速度。
57.一种装置，其包括 至少一个发热组件；以及电池单元，其热耦合到所述至少一个发热组件。
58.根据权利要求57所述的装置，其中所述装置是便携式装置。
59.根据权利要求57所述的装置，其中所述电池单元是可再充电电池单元。
60.根据权利要求59所述的装置，其中所述电池单元在所述电池单元的阴极中包含锂。
全文摘要
将电池单元嵌入装置中以控制对所述装置的热管理。一个实施例包含一种嵌入式电池布置，其改善对便携式计算机的热管理，例如从所述便携式计算机的发热组件(其包含(例如)中央处理单元芯片或图形处理单元芯片)进行的热传递和耗散。在一个具体实施例中，将印刷电路板安装到电池组，以改善从所述便携式计算机的发热组件到所述便携式计算机外壳的外部的热辐射。在另一实施例中，将若干电池单元分布在便携式计算机的所述外壳内，其改善了热管理。
文档编号G06F1/20GK102150101SQ200980135699
公开日2011年8月10日 申请日期2009年9月11日 优先权日2008年9月12日
发明者史考特·米那, 宋彦宁, 尼克·卡塔尔多, 普尔·欧娜鲁德, 菲利普·E·帕汀, 里查·V·香柏兰 申请人:波士顿电力公司