具有計算、感測和通信能力的電池的制作方法
【專利說明】具有計算、感測和通信能力的電池
[0001]背景
[0002]電池(electrical battery)具有用于將所存儲的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的電化學(xué)電池單元或多個互連的電池單元。大量的電子設(shè)備現(xiàn)在采用電池作為其主要的或備用的電源。這些電子設(shè)備在尺寸和功率需求上各異，從微小的設(shè)備(諸如助聽器)到房間大小的設(shè)備(諸如計算機數(shù)據(jù)中心)。由此，電池被制成各種尺寸和形狀。例如，小設(shè)備通常采用微小的薄片形狀的鈕扣電池。許多更大的設(shè)備采用按尺寸指定的(例如，AAA、AA、C、D)公知的柱狀電池。電池可以是在已耗盡其所存儲的化學(xué)能后被丟棄的一次性類型，或者電池可以是其化學(xué)能可以經(jīng)由公知的再充電過程而被恢復(fù)多次的可再充電類型。
[0003]概述
[0004]本文中所述的各電池裝置實施例一般涉及將感測、計算和通信能力合并進大量電子設(shè)備采用的一個公共組件，即前述的電池。通過將這些能力集成進一次性和/或可再充電電池，可以向另外的獨立設(shè)備提供新功能性和智能。
[0005]在一個實施例中，電池裝置包括給單獨的電子設(shè)備供電的一個或多個電池。此外，存在監(jiān)視電池狀況或外部狀況或這兩者的一個或多個傳感器。傳感器與計算設(shè)備通信。通信設(shè)備包括計算機程序，該計算機程序具有被執(zhí)行以至少控制每個傳感器操作的程序模塊。計算設(shè)備還可被配置成包括接口組件，該接口組件通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)(諸如因特網(wǎng)或?qū)Ｓ脙?nèi)聯(lián)網(wǎng))經(jīng)由耦合到該接口組件的發(fā)射機與遠程計算設(shè)備通信。此外，在一個實施例中，電池裝置包括功率控制設(shè)備，該功率控制設(shè)備控制由一個或多個電池供應(yīng)給單獨的電子設(shè)備的功率量并且與計算設(shè)備通信。
[0006]在另一個實施例中，上述的電子器件被嵌入擬合在商用電池周圍的外殼(case)內(nèi)。該電池裝置實施例包括功率控制設(shè)備、一個傳感器或多個傳感器、發(fā)射機和計算設(shè)備(如前述實施例中那樣連同其計算機程序)。這些電子組件被嵌入支承結(jié)構(gòu)內(nèi)，該支承結(jié)構(gòu)接納和保持一個或多個電池。該結(jié)構(gòu)包括電觸點，該電觸點將電流從一個或多個電池傳輸?shù)絾为毜碾娮釉O(shè)備從而對該設(shè)備供電。
[0007]應(yīng)該注意，提供本概述是為了以簡化的形式介紹將在以下具體描述中進一步描述的一些概念。本概述并不旨在標識所要求保護的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于幫助確定所要求保護的主題的范圍。
[0008]附圖簡述
[0009]參考以下描述、所附權(quán)利要求書以及附圖，將更好地理解本發(fā)明的具體特征、方面和優(yōu)點，附圖中:
[0010]圖1是包括感測電子器件、功率控制設(shè)備、發(fā)射機、計算設(shè)備和電池的電池裝置實施例的簡化示圖。
[0011]圖2是具有一包括感測電子器件、功率控制設(shè)備、發(fā)射機、計算設(shè)備并且接納并保持一個或多個電池的外殼的電池裝置實施例的簡化示圖。
[0012]圖3是包括感測電子器件、功率控制設(shè)備、收發(fā)機、計算設(shè)備和電池的電池裝置實施例的簡化示圖。
[0013]圖4是描繪了構(gòu)成在本文所述的各電池裝置實施例中包含的示例性系統(tǒng)的通用計算設(shè)備的示圖。
[0014]詳細描述
[0015]在以下對各電池裝置實施例的描述中，參考了構(gòu)成了各實施例一部分的附圖，并且在附圖中通過圖解示出了各具體實現(xiàn)。可以理解，可以使用其它實現(xiàn)并且可以做出結(jié)構(gòu)上的改變而不背離所描述的實施例的范圍。
[0016]還應(yīng)注意，出于清楚的目的，在描述此處所描述的電池裝置實施例中將依靠具體的術(shù)語，但并不意味著這些實施例被限制于所選擇的具體術(shù)語。此外，應(yīng)當理解的是，每個具體術(shù)語包括以寬泛地類似方式工作以實現(xiàn)類似目的的所有其技術(shù)等同物。此處提及“一個實施例”、或“另一實施”、或“示例性實施例”、或“替代實施例”、或“一個實施方式”、或“另一實施方式”、或“示例性實施方式”、或“替代實施方式”意味著結(jié)合實施例或?qū)嵤┓绞矫枋龅奶囟ㄌ卣?、特定結(jié)構(gòu)或特定特性可被包括在電池裝置的至少一個實施例中。在本說明書中各個地方出現(xiàn)短語“在一個實施例中”、“在另一實施例中”、“在示例性實施例中”、“在替代實施例中”、“在一個實施方式中”、“在另一實施方式中”、“在示例性實施方式中”、“在替代實施方式中”不一定全都指同一實施例或?qū)嵤┓绞?，也不是與其他實施例/實施方式互斥的單獨或替換實施例/實施方式。此外，表示一個或多個實施例或?qū)崿F(xiàn)的過程流的次序既不固有地指示任何特定次序，也不暗示任何限制。
[0017]1.0電池裝詈
[0018]本文中所述的各電池設(shè)備實施例一般涉及將感測、計算和通信能力合并進大量電子設(shè)備采用的一個共同組件，即前述的電池。通過將這些能力集成進一次性和/或可再充電電池，可以向原本獨立(“啞”)的設(shè)備提供新功能性和智能。主機電子設(shè)備甚至無需知曉電池裝置的存在或能力。
[0019]在一個實施例中，感測、計算和通信設(shè)備被直接合并進電池，并且所產(chǎn)生的電池裝置的尺寸被調(diào)整以擬合在電池供電電子設(shè)備的電池隔室內(nèi)。更具體而言，參考圖1，在一個一般的實施例中電池裝置100包括經(jīng)由電觸點120給單獨的電子設(shè)備104供電的一個或多個電池102。此外，可任選地包括功率控制設(shè)備106，該功率控制設(shè)備106控制由電池或電池102供應(yīng)給單獨的電子設(shè)備104的功率量。另外，存在監(jiān)視電池狀況或外部狀況或這兩者的一個或多個傳感器108。功率控制設(shè)備106和傳感器108中的每個傳感器與計算設(shè)備110通信(諸如在接下來的示例性操作環(huán)境章節(jié)所述)。計算設(shè)備110包括計算機程序，該計算機程序具有被執(zhí)行以至少控制功率控制設(shè)備和每個傳感器(以及不久將描述的可任選的其他設(shè)備)的操作的程序模塊。
[0020]在另一個實施例中，由于在電池的端部以及圍繞邊緣處通常存在可以用來包括電子器件的一些空間，上述的電子器件被嵌入擬合在商用電池周圍的外殼內(nèi)。一般地，參考圖2，該電池裝置實施例200如上所述包括可任選的功率控制設(shè)備206、一個或多個傳感器208以及計算設(shè)備210 (連同其計算機程序)。這些電子組件被嵌入支承結(jié)構(gòu)202內(nèi)，該支承結(jié)構(gòu)202接納并保持一個或多個電池(未示出)在電池隔室204內(nèi)。該結(jié)構(gòu)202包括電觸點212，該電觸點212將電流從一個或多個電池傳輸?shù)絾为毜碾娮釉O(shè)備(未示出)從而對該設(shè)備供電。
[0021]一般地，上述支承結(jié)構(gòu)的尺寸被調(diào)整以擬合在電池供電電子設(shè)備的電池隔室內(nèi)。然而，可能存在以下情形:電池隔室太小以至于在安裝電池的情況下不能容納上述的電池外殼及其組件兩者。在一個實施例中，這是通過選擇在物理上比通常裝進電子設(shè)備的電池隔室內(nèi)的尺寸更小的電池來解決的，但它們具有相同的電壓和電流能力(或由支承結(jié)構(gòu)中的附加組件來調(diào)整以匹配原電池的電壓和電流能力)。由更小的電池給予的附加空間隨后允許在支承結(jié)構(gòu)中有更多的空間用于前述的組件。例如，在一個實現(xiàn)中，標準AA尺寸電池被標準AAA尺寸電池替代，從而在支承結(jié)構(gòu)中給予更多的空間用于其組件。
[0022]還要注意，在任一上述電池裝置實施例中，在一個實現(xiàn)中，板載計算設(shè)備可以被配置成包括與遠程計算設(shè)備通信的接口組件(圖1的112和圖2的214)。這可以是標準的硬連接接口(未示出)，或者如后文將更加詳細描述的那樣是耦合到發(fā)射機(圖1中的114和圖2中的216)的無線接口。該發(fā)射機可以是以無線電或光(例如，紅外線)頻率操作的任何適合的無線發(fā)射機。經(jīng)由圖1和圖2中的虛線框來指示上述組件的一些可任選特性。
[0023]2.0感測、計筧和通信特征
[0024]如前所述，本文中所述的電池裝置包括計算設(shè)備，該計算設(shè)備具有用來至少控制每個傳感器的操作(以及諸如功率控制設(shè)備的可任選的其他設(shè)備)的計算機程序。由此，可以實現(xiàn)各種有利的感測、計算和通信特征。此類特征的示例包括但不限于以下部分中所述的內(nèi)容。要注意，對于那些涉及控制供應(yīng)給主機電子設(shè)備功率的實施例而言，將假設(shè)上述功率控制設(shè)備被安裝在裝置中。
[0025]2.1跟蹤并iB錄功率使用和傳感器數(shù)據(jù)
[0026]在一個實施例中，上述的傳感器還監(jiān)視電池狀況。因此，基于從電池汲取的功率或者基于其他嵌入的傳感器(諸如，加速度計、溫度計，等等)的輸出，跟蹤使用模式是可能的。這些使用模式提供指示容納(hosting)電池裝置或電池外殼的電池供電電子設(shè)備是否以及何時仍被使用的信息。例如但非限定的，如果該主機電子設(shè)備是孩子玩具，可以分析使用模式數(shù)據(jù)以確定該玩具是否仍被玩耍，或者該玩具只是被閑放著應(yīng)該被丟棄或售賣。
[0027]要注意在一些場景中，電池裝置可能不知道它被裝進什么類型的電子設(shè)備，因此禁止對功率使用模式的分析，等等。然而，如果針對特定類型的電子設(shè)備的功率使用模式是可預(yù)測的，采用所記錄的模式來自動檢測設(shè)備類型是可能的。由此，分析主機電子設(shè)備(以及其他)的功率使用模式將變得更加可行。
[0028]因此，在一個實施例中，在電池裝置中的計算設(shè)備上運行的計算機程序包括用于跟蹤并記錄電池功率使用模式的模塊。此外，在一個實施例中，電池裝置包括通知設(shè)備(圖1