CN101999199A - 用于延长便携设备的使用寿命的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于延长便携设备的使用寿命的方法，包括：监视便携设备的电池；确定问题组；重新配置所述电池的连接模式以使用至少一个备用组替换所述问题电池组；耗尽所述问题组的电量或对所述问题组进行深放电；将所述便携设备连接到电源以便对所述问题组重新充电；以及在没有所述至少一个备用组的情况下根据所述连接模式重新连接重新充电或修复后的组。

Description

用于延长便携设备的使用寿命的系统和方法
技术领域
本发明涉及一种用于延长便携设备(例如膝上型计算机或基于电池的智能设备)的使用寿命的系统和方法。
背景技术
电池成本代表了现代膝上型计算机成本的一个重要部分(大约10％)。电池内部的化学反应负责产生电能，但在充电和放电之后这些反应变得越来越少，因此降低了电池长期保存电荷的容量。当电池的容量显著降低时，必须花费可观的成本替换电池。因此，从客户的角度来说希望制造长寿命的电池。
用于膝上型计算机和其他便携设备的当前电力管理软件缺乏灵活性。在电力消耗优化方面没有统一的方法。相反，现有电力管理方法是片面的，其完全关注使用电池运行便携设备所需的总电力或总时间的优化，而不管设备的基础使用。仍需要基于便携设备的实际操作和便携设备完成的工作的集成优化。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于延长便携设备的使用寿命的方法。监视便携设备的电池。所述电池包括至少两个电池组和至少一个备用组。确定问题组。重新配置所述电池的连接模式以使用所述至少一个备用组替换所述问题电池组。耗尽所述问题组的电量(conditioned)或对所述问题组进行深放电(exercised)。将所述便携设备连接到电源以便对所述问题组重新充电。在没有所述至少一个备用组的情况下根据所述连接模式重新连接重新充电或修复后的组。在耗尽电量期间继续使用所述便携设备，同时维持所述电池的总电荷。
在本发明的另一个方面中，提供了一种用于重新分配和优化便携设备的电力消耗的方法。监视便携设备的硬件或软件中的至少一个的电力消耗。所述便携设备包括电池，所述电池包括至少两个电池组和至少一个备用组。重新配置所述电池组的连接模式以重新分配所述硬件或软件中的至少一个的电力消耗。
根据本发明的另一个方面，提供了一种便携设备，所述便携设备包括：电池，其包含至少两个电池组和至少一个备用组；传感器，其用于监视所述至少两个电池组的状态；以及连接控制器，其用于重新配置所述电池的连接模式。
在本发明的另一个方面中，提供了一种包括具有计算机可读程序的计算机可用介质的计算机程序产品。当在计算机上执行时，所述计算机可读程序使所述计算机执行以下操作：监视便携设备的硬件或软件中的至少一个的电力消耗，所述便携设备包括包含至少两个电池组和至少一个备用组的电池；以及重新配置所述电池组的连接模式以重新分配所述硬件或软件中的至少一个的电力消耗。
如在此使用的，“基本上”、“相对地”、“通常”“大约”和“几乎”是相对修饰词，旨在指示如此修改的特征的允许变化。它们并不限于其所修改的绝对值或特征，而是接近或近似此类物理或功能特征。
在详细描述中，对“一个实施例”、“某一实施例”或“在各实施例中”的引用指引用的特性包括在本发明的至少一个实施例中。此外，对“一个实施例”、“某一实施例”或“在各实施例中”的单独引用并不一定指同一实施例；但是，此类实施例并不相互排斥，除非如此说明，并且预计对于本领域的技术人员来说将是显而易见的。因此，本发明可以包括在此描述的实施例的任何种类的组合和/或集成。
给定以下附图描述，所述系统和方法对于本领域的技术人员来说应变得显而易见。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个实施例监视电池；
图2示出了根据本发明的一个实施例重新配置电池的连接模式以允许耗尽电池组的电量或对电池组进行深放电；
图3是根据本发明的一个实施例的延长便携设备使用寿命的方法的流程图；
图4是示出不同系统块之间的电力分配的饼图；
图5是根据本发明的一个实施例的通过重新分配电力消耗延长便携设备使用寿命的方法的流程图；
图6是根据本发明的设备的方块图；以及
图7是根据本发明的一个实施例的示意性代理的方块图。
具体实施方式
图1-7示出了用于延长便携设备(例如膝上型计算机或笔记本)或其他基于电池的智能设备(例如移动电话、MP3播放器、电视机、个人数字助理(PDA)和工具)的使用寿命的系统和方法。智能设备包括用于监视和控制机制的计算机芯片、模块或系统。
本发明的一个优点是电池可以在一次充电之后使用更长时间。这允许通过减少需要生产然后销毁的电池的数量来减少碳足迹。在各实施例中，本发明还提供了基于便携设备的实际操作和便携设备执行的工作的电力消耗的集成优化。
用于便携设备的电池通常使用多个串联和/或并联的单元或组构成以提供所需的输出电压和电流容量。在各实施例中，电池组是可重复充电的。根据本发明，所述电池组可以包括但不限于镍镉、镍金属氢化物、锂或铅酸电池中的至少一个。
根据本发明，用于延长便携设备的使用寿命的方法包括监视便携设备的电池、硬件或软件中的至少一个以及重新配置所述电池的连接模式。
如图1中所示，根据本发明的电池100可以包括：至少两个组或单元105，例如多个组(例如组1-6)；至少一个额外或备用组110；以及连接控制器115，其使用电阻和质量传感器120分析电池组105的状态。在各实施例中，连接控制器115重新配置电池组105的连接模式以便在需要时使用额外或备用组110替换低电量组。
在各实施例中，连接控制器115可以根据规定的预定安排(例如定期间隔)更改电池组105的连接模式以轮流使用电池组和备用组。在各实施例中，所述连接控制器根据电阻和质量控制传感器120对电池的特定准则的监视(例如监视至少一个组在能量密度、电荷、容量或内阻中的至少一个变化时的状态)更改或重新配置连接模式。通过这种方式，连接控制器115确保整个电池100的稳定电力输出并避免常见的电池故障原因，例如内阻损失或容量损失。
根据本发明的一个实施例，如图2中所示，一旦确定了问题，就可以自动耗尽电池组的电量或对电池组进行深放电。如图1中那样，连接控制器115使用电阻和质量传感器120监视电池组的状态。耗尽电量或深放电包括将电池组放电到最低电压然后对其重新充电。当组105的能量密度、电荷、容量或内阻中的至少一个与基本全新的组相比出现问题时，耗尽电量可能是必需的。
当需要对组(例如组6)进行耗尽电量/深放电时，连接控制器115重新配置连接模式以使用备用或额外组110替换问题组(组6)。将问题组连接到放电/深放电控制器125(如图2中的粗线所示)，其允许以受控方式对问题组进行放电。与用于耗尽电池电量的公知过程相比，本发明允许在电池组的耗尽电量/深放电期间继续使用便携设备，同时维持电池的总电荷。
在将包括电池的便携设备连接到电源(例如交流电源)时，对放电后的组(组6)自动重新充电并恢复其功能。连接控制器115根据主电池连接模式再次重新连接重新充电/修复后的组(组6)。在各实施例中，放电/深放电控制器125控制电池组的放电和重新充电速度，并且可以使电池组经历电压或电流循环以便耗尽所述组的电量/对所述组进行深放电。
在各实施例中，如果电池组的电压太低而不允许完全充电时，可以使用唤醒过程。根据本发明，可以更改组105的连接模式以允许以缓和的放电序列对电池组进行放电，然后进行部分充电。在各实施例中，可以将放电序列应用于不同的电池组。所述唤醒过程可以允许重置电阻和质量传感器120。所述唤醒过程并不是耗尽电池组的电量或对电池组进行深放电中的完全放电。
图3的流程图中示出了本发明的耗尽电量/深放电方法。监视至少一个电池组的状态(300)。确定问题电池组(305)。重新配置电池组的连接模式以使用至少一个备用组替换问题组(310)。对所述问题组进行深放电或耗尽所述问题组的电量(315)。更改连接模式以在没有所述至少一个备用组的情况下将重新充电/修复后的组重新连接到主连接模式(320)。在电池组的耗尽电量/深放电期间可以继续使用便携设备，同时维持电池的总电荷。
图4是示出便携设备的不同块(例如CPU、存储器、I/O、待机、硬盘驱动器)的电力消耗的饼图400。根据本发明的一个实施例，可以重新配置或更改电池组的连接模式以重新分配和优化便携设备的硬件或软件中的至少一个的电力消耗。此类重新配置不仅可以允许减少电力消耗，而且还允许重新分配和优化便携设备的电力消耗。
可以监视便携设备的硬件或软件中的至少一个的电力消耗。为了优化便携设备的硬件的电力消耗，连接控制器可以更改电池组的连接模式以动态改变便携设备的电力消耗水平。连接控制器监视CPU、硬盘驱动器、存储器总线、亮度级别、外围设备、打印机、I/O设备或网络适配器中的至少一个的电力消耗。
如果必要，连接控制器根据电力消耗水平重新配置电池组以便根据需要减少或重新分配电力消耗并延长电池的寿命。例如，如果数据库应用需要大量I/O使用，则可以减少导向CPU的电力。类似地，如果Web应用需要大量CPU，则可以减少用于I/O使用的电力。因此，根据便携设备的硬件的电力需要，连接模式可被重新配置为减少使用来自至少一个电池组的电力或者可以使用备用组。
为了根据本发明优化便携设备的软件的电力消耗，连接控制器监视软件应用的电力或能量消耗，例如监视编译可执行代码或运行脚本语言(例如javascript、php)。连接模式的重新配置在运行软件应用时发生，从而允许及时(JIT)或实时地动态改变电力消耗水平。相应地，可以获得不同的软件效果，例如使软件应用运行更快或优先运行脚本。
根据本发明，便携设备可具有至少一个基于所需的电力消耗水平的计算资源简档，如图5中所示。监视便携设备的硬件或软件中的至少一个的电力消耗(500)。根据所述监视，可以选择计算资源简档(505)。重新配置电池组的连接模式(510)。相应地，以优化的方式重新分配电力消耗(515)。
在各实施例中，计算资源简档可存储在连接控制器中。可以根据硬件或软件中的至少一个可以在其中工作的各种方式(例如，如何执行硬盘驱动器缓存；如何执行存储器缓存；如何完成特定CPU操作等)定义至少一个计算资源简档。计算资源简档包括基于便携设备的实际使用；所需的电力消耗水平；或选定(用户选择的)电力消耗水平中的至少一个的模型。在各实施例中，用户可以选择计算资源简档。
在各实施例中，一旦可用电力水平变得低于某一阈值，连接控制器就可以请求切换到较低消耗的计算资源简档。自动切换到省电计算资源简档还可以由其他事件(例如大量电力需求)触发。
在各实施例中，可以监视软件的电力消耗，并且可以根据选择的计算资源简档或选择的电力消耗水平中的至少一个更改软件配置或软件优化模型。
根据本发明，基于计算资源简档重新配置电池组可适用于便携设备或服务器(如果所述服务器以备用电池工作)。
图6是示出本发明的示例性设备的方块图。所述示例性系统包括至少一个电子或数字设备600(例如个人计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、蜂窝电话、个人数字助理或PDA、游戏设备、MP3播放器、电视机)。所述设备包括包含至少两个电池组和至少一个备用组的电池605和用于重新配置所述电池组的连接模式的代理610。所述示例性系统仅为一个实例，本领域的技术人员将意识到可以存在均由本发明构想的许多其他变化。
图7示出了本发明的示例性代理610，其包括至少一个客户机700，客户机700包括以下项中的至少一个：用于重新配置电池组的连接模式的连接控制器705；用于控制电池组的放电和重新充电速度的放电/深放电控制器710；或用于监视电池组的状态的电阻和质量传感器715。
本发明可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例或包含硬件和软件元素两者的实施例的形式。在一个优选实施例中，本发明以软件实现，所述软件包括但不限于固件、驻留软件、微代码等。
此外，本发明可以采取可从计算机可用或计算机可读介质访问的计算机程序产品的形式，所述计算机可用或计算机可读介质提供了可以被计算机或任何指令执行系统使用或与计算机或任何指令执行系统结合的程序代码。出于此描述的目的，计算机可用或计算机可读介质可以是任何能够包含、存储、传送、传播或传输由指令执行系统、装置或设备使用或与所述指令执行系统、装置或设备结合的程序的装置。
所述介质可以是电、磁、光、电磁、红外线或半导体系统(或装置或设备)或传播介质。计算机可读介质的实例包括半导体或固态存储器、磁带、可移动计算机盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬磁盘和光盘。光盘的当前实例包括光盘-只读存储器(CD-ROM)、光盘-读/写(CD-R/W)和DVD。
适于存储和/或执行程序代码的数据处理系统将包括至少一个直接或通过系统总线间接连接到存储器元件的处理器。所述存储器元件可以包括在程序代码的实际执行期间采用的本地存储器、大容量存储装置以及提供至少某些程序代码的临时存储以减少必须在执行期间从大容量存储装置检索代码的次数的高速缓冲存储器。输入/输出或I/O设备(包括但不限于键盘、显示器、指点设备等)可以直接或通过中间I/O控制器与系统相连。
网络适配器也可以被连接到系统以使所述数据处理系统能够通过中间专用或公共网络变得与其他数据处理系统或远程打印机或存储设备相连。调制解调器、电缆调制解调器和以太网卡只是当前可用的网络适配器类型中的少数几种。
用于执行本发明的操作的计算机程序代码可以使用各种计算机编程语言来编写。所述程序代码可以作为独立的软件包完全地在至少一个计算设备上执行，或者它可以部分地在一个计算设备上执行并部分地在远程计算机上执行。在后者的情况中，所述远程计算机可以通过LAN或WAN(例如内联网)直接与所述一个计算设备相连，或者可以通过外部计算机(例如通过因特网、安全网络、人工传递网络或这些网络的某一组合)间接建立连接。
将理解的是，所述流程图和方块图的每个方块以及这些方块的组合可以由计算机程序指令和/或装置来实现。这些计算机程序指令可以被提供给至少一个通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，以便通过所述计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令产生用于实现流程图或方块图中指定的功能的装置。
工业适用性
提供了一种用于延长便携设备(例如膝上型计算机或基于电池的智能设备)的使用寿命的系统和方法。因此，电池可以在一次充电之后使用更长时间，从而允许通过减少需要生产然后销毁的电池的数量来减少碳足迹。
上面描述的示意性和备选实施例可以通过各种方式相互组合。此外，各图中示出的步骤和各种步骤的数量可以根据所示的步骤或步骤数量进行调整。
尽管根据特定示意性和备选实施例描述了本发明，但是本发明并不限于这些实施例。本领域的技术人员可以做出(特别是根据上述教导)仍包括在本发明内的备选实施例、实例和修改。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
7.如权利要求1中所述的方法，其特征在于：所述便携设备包括蜂窝电话、MP3播放器、电视机、个人数字助理或工具。
8.一种便携设备，其特征在于：
电池，其包含至少两个电池组和至少一个备用组；
传感器，其用于监视所述至少两个电池组的状态；
连接控制器，其用于重新配置所述电池的连接模式以使用所述至少一个备用组替换问题组；以及
放电/深放电控制器，其用于控制组的放电和重新充电速度以及耗尽问题组的电量或对问题组进行深放电。
9.如权利要求8中所述的便携设备，其特征在于：所述便携设备包括膝上型计算机。
10.如权利要求8中所述的便携设备，其特征在于：所述便携设备包括蜂窝电话、MP3播放器、电视机、个人数字助理或工具。
11.一种用于延长便携设备的使用寿命的方法，其特征在于：
监视便携设备的硬件或软件中的至少一个的电力消耗；以及
重新配置电池组的连接模式以重新分配所述硬件或软件中的至少一个的电力消耗。
12.如权利要求11中所述的方法，其特征在于：
监视硬件的电力消耗；以及
重新配置所述电池组的连接模式以动态地改变所述便携设备的电力消耗水平。
13.如权利要求12中所述的方法，其特征在于：监视硬件的电力消耗包括监视CPU、硬盘驱动器、存储器总线、亮度级别、外围设备、输入/输出设备或网络适配器中的至少一个的电力消耗。
14.如权利要求12中所述的方法，其特征在于：根据所述便携设备的硬件的电力需求重新配置所述连接模式以减少使用来自至少一个电池组的电力。
15.如权利要求11中所述的方法，其特征在于：
监视软件应用的电力消耗；以及
在运行所述软件应用时重新配置所述连接模式，从而允许及时地动态改变所述便携设备的电力消耗水平。
16.如权利要求15中所述的方法，其特征在于：监视软件应用的电力消耗包括监视编译可执行代码。
17.如权利要求15中所述的方法，其特征在于：监视软件应用的电力消耗包括监视运行脚本语言。
18.如权利要求11中所述的方法，其特征在于：根据至少一个计算资源简档重新配置所述连接模式。
19.如权利要求18中所述的方法，其特征在于：所述至少一个计算资源简档基于所需的电力消耗水平。
20.如权利要求18中所述的方法，其特征在于：所述至少一个计算资源简档基于选定的电力消耗水平。
21.如权利要求18中所述的方法，其特征在于：一旦所述便携设备的可用电力水平变得低于预定阈值，自动切换到省电计算资源简档。
22.一种用于重新分配和优化便携设备的电力消耗的方法，其特征在于：
监视便携设备的软件的电力消耗，所述便携设备包括包含至少两个电池组的电池；以及
根据选定的计算资源简档或选定的电力消耗水平中的至少一个更改软件配置或更改软件优化模型。

Claims (10)

1.一种用于延长便携设备的使用寿命的方法，其特征在于：
监视便携设备的电池，所述电池包括至少两个电池组和至少一个备用组；
确定问题组；
重新配置所述电池的连接模式以使用所述至少一个备用组替换所述问题电池组；
耗尽所述问题组的电量或对所述问题组进行深放电；
将所述便携设备连接到电源以便对所述问题组重新充电；以及
在没有所述至少一个备用组的情况下根据所述连接模式重新连接重新充电或修复后的组，
其中在耗尽电量期间继续使用所述便携设备，同时维持所述电池的总电荷。
2.如权利要求1中所述的方法，其特征在于：与基本全新的电池组相比，所述问题组在能量密度、电荷、容量或内阻中的至少一个中存在缺陷。
3.如权利要求1中所述的方法，其中所述问题组在内阻方面存在缺陷。
4.如权利要求1中所述的方法，其特征在于：使所述问题组的电压或电流循环变化以耗尽所述问题组的电量或对所述问题组进行深放电。
5.如权利要求1中所述的方法，其特征在于：按顺序对所述电池组进行放电，然后进行部分充电。
6.如权利要求1中所述的方法，其特征在于：所述便携设备包括膝上型计算机。
7.如权利要求1中所述的方法，其特征在于：所述便携设备包括蜂窝电话、MP3播放器、电视机、个人数字助理或工具。
8.一种便携设备，其特征在于：
电池，其包含至少两个电池组和至少一个备用组；
传感器，其用于监视所述至少两个电池组的状态；
连接控制器，其用于重新配置所述电池的连接模式以使用所述至少一个备用组替换问题组；以及
放电/深放电控制器，其用于控制组的放电和重新充电速度以及耗尽问题组的电量或对问题组进行深放电。
9.如权利要求8中所述的便携设备，其特征在于：所述便携设备包括膝上型计算机。
10.如权利要求8中所述的便携设备，其特征在于：所述便携设备包括蜂窝电话、MP3播放器、电视机、个人数字助理或工具。
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