CN102823048A - 能量存储装置安全性 - Google Patents

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Abstract

示范性实施例是针对能量存储装置安全性。能量存储装置可包含至少一个能量存储单元和一控制器。所述控制器可经配置以请求来自耦合到所述能量存储装置的电子装置的装置识别数据，且将所述装置识别数据与存储在所述能量存储装置中的装置识别数据进行比较。所述控制器可进一步经配置以使得能够在所述装置识别与所述所存储的装置识别数据匹配的情况下将能量从所述至少一个能量存储单元传递到所述电子装置。

Description

能量存储装置安全性
依据35U.S.C.§119主张优先权
本申请案依据35U.S.C.§119(e)主张以下申请案的优先权：
2010年4月8日申请的题目为“移动电子装置电池安全性(MOBILE ELECTRONICDEVICE BATTERY SECURITY)”的第61/322,239号美国临时专利申请案，所述临时专利申请案的揭示内容全文在此以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明大体来说涉及无线电力传送，且更具体来说涉及与能量存储装置的安全性有关的系统、装置和方法。
背景技术
正开发在发射器与待充电装置之间使用空中电力发射的做法。这些做法大体上属于两种类别。一种类别基于发射天线与待充电装置上的接收天线之间的平面波辐射(也称为远场辐射)的耦合，所述待充电装置收集所辐射的电力且对其进行整流以用于对电池充电。天线大体上具有谐振长度以便改进耦合效率。此做法的缺点是电力耦合随着天线之间的距离增加而迅速衰退。因此，跨越合理距离(例如，大于1到2m)来充电变得困难。另外，由于系统辐射平面波，所以如果未经由滤波来进行适当控制，那么无意的辐射可能会干扰其它系统。
其它做法基于嵌入于(例如)“充电”垫或表面中的发射天线与嵌入于待充电主机装置中的接收天线加整流电路之间的电感耦合。此做法具有以下缺点：发射天线与接收天线之间的间隔必须非常接近(例如，数毫米)。虽然此做法确实具有对同一区域中的多个装置同时充电的能力，但此区域通常较小，因此用户必须将所述装置定位到特定区域。
最新的便携式电子装置组合了例如蜂窝式电话、媒体播放器和膝上型计算机的能力等各种能力。单个装置中此种能力的不利方面是，电池耗电很快，从而需要频繁再充电。需要在例如机场、购物中心和咖啡店等公共场所对这些装置进行再充电。还需要用户能够在对装置再充电的同时在公共场所到处走动。此外，需要在电池正在再充电的同时保护所述电池。这可通过服务亭(kiosk)处的物理安全性实现，但此方案容易被物理手段欺骗而将责任归于服务亭的所有者。
需要用以增强可装卸式可再充电电池的安全性的方法、系统和装置。更具体来说，需要用于增强正在公共电池充电器中充电的电池的安全性的方法、系统和装置。
发明内容
附图说明
图1展示无线电力传送系统的简化框图。
图2展示无线电力传送系统的简化示意图。
图3说明用于本发明的示范性实施例中的环形天线的示意图。
图4为根据本发明的示范性实施例的发射器的简化框图。
图5为根据本发明的示范性实施例的接收器的简化框图。
图6说明根据本发明的示范性实施例的具有耦合到其的可装卸式能量存储装置的电子装置。
图7A是根据本发明的示范性实施例的可装卸式能量存储装置的框图。
图7B说明根据本发明的示范性实施例的另一可装卸式能量存储装置的框图。
图8说明根据本发明的示范性实施例的可装卸式能量存储装置的开关保护控制器。
图9说明根据本发明的示范性实施例的定位在电力充电器附近的可装卸式能量存储装置。
图10说明根据本发明的示范性实施例的耦合到可装卸式能量存储装置的充电器。
图11说明根据本发明的示范性实施例的耦合到另一可装卸式能量存储装置的另一充电器。
图12说明根据本发明的示范性实施例的耦合到可装卸式能量存储装置的装置。
图13是说明根据本发明的示范性实施例的方法的流程图。
图14是说明根据本发明的示范性实施例的另一方法的流程图。
具体实施方式
下文中结合附图所阐述的详细描述既定作为对本发明的示范性实施例的描述，且不希望表示其中可实践本发明的仅有实施例。遍及此描述所使用的术语“示范性”意指“充当实例、例子或说明”，且未必应被解释为比其它示范性实施例优选或有利。所述详细描述包含特定细节以便实现提供对本发明的示范性实施例的透彻理解的目的。所属领域的技术人员将显而易见的是，可在无这些特定细节的情况下实践本发明的示范性实施例。在一些例子中，以框图形式展示众所周知的结构和装置以便避免混淆本文中所呈现的示范性实施例的新颖性。
术语“无线电力”在本文中用以意指在不使用物理电导体的情况下在发射器到接收器之间发射的与电场、磁场、电磁场或其它相关联的任何形式的能量。
图1说明根据本发明的各种示范性实施例的无线发射或充电系统100。将输入电力102提供到发射器104以供产生用于提供能量传送的辐射场106。接收器108耦合到辐射场106且产生输出电力110以供耦合到输出电力110的装置(未图示)存储或消耗。发射器104与接收器108两者分开某一距离112。在一个示范性实施例中，根据相互谐振关系来配置发射器104和接收器108，且在接收器108的谐振频率与发射器104的谐振频率非常接近时，当接收器108位于辐射场106的“近场”中时，发射器104与接收器108之间的发射损失最小。
发射器104进一步包含用于提供能量发射装置的发射天线114，且接收器108进一步包含用于提供能量接收装置的接收天线118。根据应用和待与之相关联的装置来对发射天线和接收天线设定大小。如所陈述，通过将发射天线的近场中的能量的大部分耦合到接收天线而非以电磁波形式将大部分能量传播到远场来发生有效能量传送。当在此近场中时，可在发射天线114与接收天线118之间形成耦合模式。在天线114和118周围的可发生此近场耦合的区域在本文中称作耦合模式区。
图2展示无线电力传送系统的简化示意图。发射器104包含振荡器122、功率放大器124以及滤波器和匹配电路126。所述振荡器经配置以在所要频率下产生信号，所述所要频率可响应于调整信号123来加以调整。可由功率放大器124以响应于控制信号125的放大量来放大振荡器信号。可包含滤波器和匹配电路126以滤出谐波或其它不良频率且使发射器104的阻抗与发射天线114匹配。
接收器108可包含匹配电路132以及整流器和开关电路134，以产生DC电力输出以对电池136(如图2中所展示)充电或对耦合到接收器的装置(未图示)供电。可包含匹配电路132以使接收器108的阻抗与接收天线118匹配。接收器108与发射器104可在单独的通信信道119(例如，蓝牙、紫蜂(zigbee)、蜂窝式等)上通信。
如图3中所说明，示范性实施例中所使用的天线可配置为“环形”天线150，其在本文中也可称作“磁性”天线。环形天线可经配置以包含空芯或物理芯(例如，铁氧体芯)。空芯环形天线可较能容忍放置于所述芯附近的外来物理装置。此外，空芯环形天线允许将其它组件放置于芯区域内。另外，空芯环可较易于实现接收天线118(图2)在发射天线114(图2)的平面内的放置，在所述平面内，发射天线114(图2)的耦合模式区可较强大。
如所陈述，在发射器104与接收器108之间的匹配或近似匹配谐振期间发生发射器104与接收器108之间的有效能量传送。然而，即使当发射器104与接收器108之间的谐振不匹配时，仍可传送能量，但效率可能受到影响。通过将来自发射天线的近场的能量耦合到驻留于建立此近场的邻域中的接收天线而非将能量从发射天线传播到自由空间中来发生能量传送。
环形天线或磁性天线的谐振频率是基于电感和电容。环形天线中的电感大体上仅为由所述环建立的电感，而电容大体上添加到环形天线的电感以在所要谐振频率下建立谐振结构。作为非限制性实例，电容器152和电容器154可添加到所述天线以建立产生谐振信号156的谐振电路。因此，对于较大直径的环形天线来说，诱发谐振所需的电容的大小随着环的直径或电感增加而减小。此外，随着环形天线或磁性天线的直径增加，近场的有效能量传送区域增加。当然，其它谐振电路是可能的。作为另一非限制性实例，电容器可并联地放置于环形天线的两个端子之间。另外，所属领域的一般技术人员将认识到，对于发射天线，谐振信号156可为到环形天线150的输入。
图4为根据本发明的示范性实施例的发射器200的简化框图。发射器200包含发射电路202和发射天线204。大体来说，发射电路202通过提供致使在发射天线204周围产生近场能量的振荡信号来将RF电力提供到发射天线204。应注意，发射器200可在任何适宜的频率下操作。举例来说，发射器200可在13.56MHz ISM频带下操作。
示范性发射电路202包含：固定阻抗匹配电路206，其用于使发射电路202的阻抗(例如，50欧姆)与发射天线204匹配；以及低通滤波器(LPF)208，其经配置以将谐波发射减少到防止耦合到接收器108(图1)的装置的自干扰的电平。其它示范性实施例可包含不同滤波器拓扑(包含但不限于使特定频率衰减而使其它频率通过的陷波滤波器)，且可包含自适应阻抗匹配，所述自适应阻抗匹配可基于可测量的发射量度(例如，到天线的输出电力或由功率放大器汲取的DC电流)而变化。发射电路202进一步包含经配置以驱动如由振荡器212确定的RF信号的功率放大器210。发射电路可包括离散装置或电路，或者，可包括集成式组合件。来自发射天线204的示范性RF电力输出可为约2.5瓦。
发射电路202进一步包含控制器214，其用于在特定接收器的发射阶段(或工作循环)期间启用振荡器212，用于调整所述振荡器的频率或相位，以及用于调整用于实施通信协议(用于经由相邻装置所附接的接收器而与相邻装置交互)的输出电力电平。如此项技术中众所周知，振荡器相位和发射路径中的相关电路的调整允许尤其在从一个频率转变到另一频率时减少频带外发射。
发射电路202可进一步包含负载感测电路216，其用于检测在由发射天线204产生的近场附近的作用中接收器的存在或不存在。举例来说，负载感测电路216监视流动到功率放大器210的电流，其受在由发射天线204产生的近场附近的作用中接收器的存在或不存在影响。对功率放大器210上的负载的改变的检测由控制器214监视，以用于确定是否启用振荡器212来发射能量以及与作用中接收器通信。
发射天线204可用绞合线来实施或实施为天线条带，其厚度、宽度和金属类型经选择以使电阻性损失保持较低。在常规实施方案中，发射天线204可大体上经配置以与较大结构(例如，桌子、垫、灯或其它较不便携带的配置)相关联。因此，发射天线204大体上将不需要“匝”以便具有实用尺寸。发射天线204的示范性实施方案可为“电学上小的”(即，波长的分数)且经调谐以通过使用电容器来界定谐振频率而在较低可用频率下谐振。在发射天线204的直径或边长(如果为正方形环)相对于接收天线来说可较大(例如，0.50米)的示范性应用中，发射天线204将未必需要大数目的匝来获得合理电容。
发射器200可搜集并跟踪关于可与发射器200相关联的接收器装置的行踪和状态的信息。因此，发射器电路202可包含连接到控制器214(在本文中也称作处理器)的存在检测器280、封闭检测器290或其组合。控制器214可响应于来自存在检测器280和封闭检测器290的存在信号而调整由放大器210递送的电力量。发射器可经由许多电源(例如用以转换存在于建筑物中的常规AC电力的AC/DC转换器(未图示)、用以将常规DC电源转换成适合于发射器200的电压的DC/DC转换器(未图示))接收电力，或可直接从常规DC电源(未图示)接收电力。
作为非限制性实例，存在检测器280可为运动检测器，其用以感测插入到发射器的覆盖区域中的待充电装置的初始存在。在检测到之后，可开启发射器且可使用由装置接收的RF电力来以预定方式拨启Rx装置上的开关，此情形继而导致发射器的驱动点阻抗的改变。
作为另一非限制性实例，存在检测器280可为能够(例如)通过红外线检测、运动检测或其它合适方式检测人类的检测器。在一些示范性实施例中，可能存在限制发射天线可在特定频率下发射的电力量的规则。在一些情况下，这些规则旨在保护人类免受电磁辐射的影响。然而，可能存在发射天线放置于人类未占据的或人类很少占据的区域(例如，车库、厂区、车间等)中的环境。如果这些环境无人类，那么可能可准许将发射天线的电力输出增加到高于标称电力限制规则。换句话说，控制器214可响应于人类存在而将发射天线204的电力输出调整到管制电平或更低电平，且当人类处于距发射天线204的电磁场管制距离之外时，将发射天线204的电力输出调整到高于所述管制电平的电平。
作为非限制性实例，封闭检测器290(在本文中也可称作封闭隔间检测器或封闭空间检测器)可为例如感测开关等装置，其用于确定封闭体何时处于闭合或开放状态。当发射器处于呈封闭状态的封闭体中时，可增加发射器的电力电平。
在示范性实施例中，可使用发射器200借以不会无限地保持开启的方法。在此情况下，发射器200可经编程以在用户确定的时间量之后切断。此特征防止发射器200(尤其是功率放大器210)在其周边的无线装置充满电之后长时间运转。此事件可归因于用以检测从接收线圈发送的指示装置充满电的信号的电路发生故障。为了防止发射器200在另一装置放置于其周边的情况下自动切断，可仅在检测到发射器200的周边缺乏运动的设定周期之后才激活发射器200自动切断特征。用户可能够确定不活动时间间隔，且在需要时改变所述不活动时间间隔。作为非限制性实例，所述时间间隔可比在假定特定类型的无线装置最初完全放电的情况下将所述装置充满电所需的时间间隔长。
图5为根据本发明的示范性实施例的接收器300的简化框图。接收器300包含接收电路302和接收天线304。接收器300进一步耦合到装置350以向其提供所接收的电力。应注意，将接收器300说明为在装置350外部，但可将接收器300集成到装置350中。一般来说，能量以无线方式传播到接收天线304且接着经由接收电路302而耦合到装置350。
接收天线304经调谐以在与发射天线204(图4)相同的频率下或指定的频率范围内谐振。接收天线304可与发射天线204类似地设定尺寸，或可基于相关联装置350的尺寸来不同地设定大小。举例来说，装置350可为具有比发射天线204的直径或长度小的直径或长度尺寸的便携式电子装置。在此实例中，接收天线304可实施为多匝天线以便减小调谐电容器(未图示)的电容值且增加接收天线的阻抗。举例来说，接收天线304可放置于装置350的实质圆周周围，以便使天线直径最大化且减小接收天线的环匝(即，绕组)的数目和绕组间电容。
接收电路302提供与接收天线304的阻抗匹配。接收电路302包含电力转换电路306，其用于将所接收的RF能源转换成供装置350使用的充电电力。电力转换电路306包含RF/DC转换器308且还可包含DC/DC转换器310。RF/DC转换器308将接收天线304处所接收的RF能量信号整流成非交流电力，而DC/DC转换器310将经整流的RF能量信号转换成与装置350兼容的能量电位(例如，电压)。预期各种RF/DC转换器，包含部分和完全整流器、调节器、桥接器、倍增器以及线性和开关转换器。
接收电路302可进一步包含开关电路312，其用于将接收天线304连接到电力转换电路306或者用于断开电力转换电路306。将接收天线304与电力转换电路306断开不仅暂停对装置350充电，而且改变如发射器200(图2)所“见到”的“负载”。
如上文所揭示，发射器200包含负载感测电路216，其检测提供到发射器功率放大器210的偏置电流的波动。因此，发射器200具有用于确定接收器何时存在于发射器的近场中的机制。
当多个接收器300存在于发射器的近场中时，可需要对一个或一个以上接收器的加载和卸载进行时间多路复用以使其它接收器能够较有效地耦合到发射器。还可遮盖接收器以便消除到其它附近接收器的耦合或减少附近发射器上的负载。接收器的此“卸载”在本文中也称为“遮盖”。此外，如下文更充分解释，由接收器300控制且由发射器200检测的卸载与加载之间的此切换提供从接收器300到发射器200的通信机制。另外，一协议可与所述切换相关联，所述协议使得能够将消息从接收器300发送到发射器200。举例来说，切换速度可为约100微秒。
在示范性实施例中，发射器与接收器之间的通信指代装置感测和充电控制机制而非常规双向通信。换句话说，发射器可使用所发射的信号的开/关键控来调整能量在近场中是否可用。接收器将这些能量改变解译为来自发射器的消息。从接收器侧来说，接收器可使用接收天线的调谐与去谐来调整正从近场接受的电力的量。发射器可检测来自近场的所使用的电力的此差异，且将这些改变解译为来自接收器的消息。应注意，可利用对发射电力和负载行为的其它形式的调制。
接收电路302可进一步包含用以识别所接收的能量波动的信令检测器和信标电路314，所述能量波动可对应于从发射器到接收器的信息信令。此外，信令和信标电路314还可用以检测减少的RF信号能量(即，信标信号)的发射且将所述减少的RF信号能量整流成标称电力以用于唤醒接收电路302内的未被供电或电力耗尽的电路，以便配置接收电路302以用于进行无线充电。
接收电路302进一步包含处理器316，其用于协调本文中所描述的接收器300的过程(包含对本文中所描述的开关电路312的控制)。也可在发生其它事件(包含检测到向装置350提供充电电力的外部有线充电源(例如，壁式/USB电力))后即刻发生接收器300的遮盖。除了控制接收器的遮盖之外，处理器316还可监视信标电路314以确定信标状态且提取从发射器发送的消息。处理器316还可调整DC/DC转换器310以获得改进的性能。
如本文中所描述，本发明的各种示范性实施例涉及用于增强可从电子装置移除的可再充电能量存储装置(例如，电池)的安全性的系统、装置和方法。根据一个示范性实施例，可再充电能量存储装置可与特定电子装置配对且只有当耦合到所述特定电子装置时才可适当操作。因此，所述能量存储装置对于其它装置可能是无用的。因此，能量存储装置可能从公共无线充电器被盗的概率可得以减小。
根据本发明的一个示范性实施例，可利用可装卸式可再充电能量存储装置内的保护开关、能量存储装置与相关联电子装置之间的通信链路以及与相关联电子装置相关联的识别数据来在将能量从能量存储装置提供到电子装置之前执行安全性检查。更具体来说，根据一个示范性实施例，在可再充电可装卸式能量存储装置与电子装置初始配对(即，在初次使用期间)后，电子装置可即刻将识别数据(例如，识别代码)供应到能量存储装置。在接收到识别数据后，电池可即刻存储所述识别数据。此外，在随后使用时，在被移除、接收充电和耦合到电子装置之后，能量存储装置可向电子装置请求识别数据(例如，识别代码)，且在接收到识别数据后，能量存储装置可即刻将所接收的识别数据与所存储的识别数据进行比较。如果所接收的识别数据与所存储的识别数据匹配，那么能量存储装置可将电力提供到电子装置。另一方面，如果所接收的识别数据与所存储的识别数据不匹配，那么能量存储装置和电子装置不“配对”，且能量不能从能量存储装置传递到电子装置。
如上所述，能量存储装置可从正试图从其接收能量的电子装置接收识别数据。能量存储装置可通过任何适宜方法从电子装置获得装置识别。根据一个示范性实施例，可再充电能量存储装置可使用其充电电路来在无源RFID模式中与电子装置通信，其中电子装置充当无源RFID且能量存储装置充当RFID读取器。根据另一示范性实施例，能量存储装置可提供电力持续有限时间量，且如果能量存储装置未验证电子装置，那么能量存储装置可停止提供电力。
根据另一示范性实施例，能量存储装置可提供低电力电平(例如，在3.2伏下10mA)，这适于电子装置的验证，但不足以使电子装置的其它电路通电。根据又一示范性实施例，能量存储装置可例如通过使导致不可接受的电压降的大型串联电阻器与电池的保护开关电路并联来提供电流受限的电力电平。应注意，在其中能量存储装置提供电力持续某一有限时间量的实施例中，装置识别数据的失配与来自能量存储装置的电流被停用之间的短暂延迟可允许解锁方案，如下文更充分描述。
从电子装置传递到可再充电可装卸式能量存储装置的装置识别数据可包含可用于唯一地识别电子装置的任何适宜数据。仅举例来说，装置识别数据可包含例如电子装置的电子序列号(ESN)等识别字符串。根据一个示范性实施例，一旦能量存储装置记录其所关联的电子装置的ESN，能量存储装置就不可与任何其它电子装置一起工作(除了ID交换之外)。应注意，装置识别数据可在电子装置的控制器与能量存储装置的保护开关控制器之间的通信链路上加密。
在电子装置所提供的装置识别数据与存储在能量存储装置内的识别数据不匹配的事件中，可实施解锁方案。根据一个示范性实施例，解锁方案可使用电子装置的用户接口(UI)且可要求电子装置的用户供应通过代码。在接收到有效通过代码后，能量存储装置可即刻复位到“不配对”状态，且随后可与新的电子装置、替换电子装置或用户所选择的不同装置相关联。根据另一示范性实施例，解锁方案可要求与其中存储的所有者/用户数据可用于验证用户的网站通信，且将通过代码直接供应到电子装置以供与能量存储装置交换或供应给用户以供手动输入。
另外，根据示范性实施例，能量存储装置可经配置以与一个以上电子装置一起操作。举例来说，用户可经由电子装置的用户接口扩展与能量存储装置相关联的有效电子装置的数目(即，从默认1开始)。能量存储装置接着将与如用户确定的有效装置中的每一者配对。
现将参看图6到15描述本发明的各种示范性实施例。图6描绘含有能量存储装置604的便携式电子装置602(例如，移动电话)。应注意，能量存储装置604在本文中也可称为电池。可装卸式电池604可包含保护开关控制器606。通信链路610可存在于保护开关控制器606与电子装置602的装置控制器608之间，用于控制可装卸式电池604的充电、监视可装卸式电池604的一个或一个以上条件，或其组合。通信链路610可使得能够在对于电池604或经配置以耦合到电池604的装置(例如，装置602)发生极少成本或无再发生的成本的情况下实施本发明的各种示范性实施例。
电子装置602还可包含用于在从电子装置602移除可装卸式电池604的同时电子装置602的持续使用的内部电池612。应注意，本发明可实施为内嵌在保护开关控制器606、装置控制器608或其组合中的软件。
图7A说明包含开关保护开关控制器606和经配置以存储能量的能量存储单元626的可装卸式电池605。应注意，能量存储单元包括单个存储单元或多个存储单元。如下文更充分描述，可装卸式电池605可经配置以从有线电力充电器接收电力。如所说明，保护开关控制器606包括用于控制经由链路611发射到能量存储单元626以及从能量存储单元626发射的电流量的开关609。可装卸式电池605可为图6中说明的可装卸式电池604的一个实施例。
图7B说明包含保护开关控制器606、能量存储单元626、无线通信收发器632和无线电力接收器634的可装卸式电池607。如下文更充分描述，可装卸式电池607可经配置以从无线电力充电器接收电力。无线通信收发器632可耦合到保护开关控制器606且可与保护开关控制器606通信。此外，能量可经由开关609和链路611从无线电力接收器634传递到能量存储单元626。可装卸式电池607可为图6中说明的可装卸式电池604的另一实施例。
图8说明根据本发明的一个示范性实施例的保护开关控制器690的实例。保护开关控制器690可为图6、7A和7B中说明的保护开关控制器606的一个实施例。保护开关控制器690包括经配置以存储例如一个或一个以上安全性代码等装置识别数据的数据库680。保护开关控制器690进一步包括安全性逻辑682，其可与数据库680和开关609通信。如上所述，开关609可使得能够将能量从例如电池充电器的电力供应器发射到相关联电池(例如，电池604)的能量存储单元。
在操作中，安全性逻辑682可从电子装置接收装置识别数据，且响应于此，可将所接收的数据(即，如果相关联电池“不配对”的话)存储在数据库680中或将所接收的数据(即，如果相关联电池“配对”的话)与先前存储在数据库680中的装置识别数据进行比较。此外，安全性逻辑682可经配置以控制开关609的配置。更具体来说，举例来说，如果所接收的识别数据(即，安全性代码)与先前存储在数据库680中的识别数据不匹配，那么安全性逻辑682可断开开关619以防止将能量从电池的能量存储单元传递到耦合到电池的装置。作为另一实例，如果所接收的识别数据(即，安全性代码)确实与先前存储在数据库680中的识别数据匹配，那么安全性逻辑682可闭合开关619以使得能够将能量从电池的能量存储单元传递到耦合到电池的装置。
图9说明定位在电力充电器614附近的可再充电可装卸式电池604，所述电力充电器614可包括有线电池充电器、无线电池充电器或经配置以用于有线和无线充电两者的电池充电器。如所属领域的一般技术人员将理解，可装卸式电池604已从电子装置602(见图6)移除且放置在电力充电器614附近。
图10描绘有线电池充电器620与可装卸式电池605之间的接口。电池充电器620包含电力供应器622和控制器624。电力供应器622可经配置以经由链路625将电力发射到能量存储单元626，能量存储单元626可经配置以接收和存储能量。如上所述，保护开关控制器606可包含用于控制传送到能量存储单元626以及从能量存储单元626传送的电流量的开关609。此为常规电池中用以保护能量存储单元(例如，能量存储单元626)使其免受过电流(再充电和放电两者)、过度放电以及过度加热的影响的安全特征。此外，根据一个示范性实施例，控制器624可经配置以经由通信链路623与保护开关控制器606通信。根据另一示范性实施例，可通过调制经由通信链路625从电力供应器622发射到单元626的电力来实施电池充电器620与可装卸式电池605之间的通信链路。
图11描绘无线电池充电器630与可装卸式电池607之间的接口。电池充电器630包含电力供应器622、控制器624、无线通信收发器627和无线电力发射器629。除了保护开关控制器606和能量存储单元626之外，可装卸式电池607还包含无线通信收发器632和无线电力接收器634。电力供应器622可经配置以经由无线电力发射器629、链路633、无线电力接收器634和开关609将电力发射到能量存储单元626，能量存储单元626可经配置以接收和存储能量。如上所述，开关609可经配置以用于控制去往能量存储单元626以及来自能量存储单元626的电流量。无线通信收发器632可耦合到保护开关控制器606且可与保护开关控制器606通信。此外，能量可经由开关609从无线电力接收器634传递到能量存储单元626。应注意，链路633可通过磁性感应实施。此外，可通过调制链路633上的信号或以单独的无线电链路来实施电池充电器630与电池607之间的通信。
参看图6到11，现将描述电池(例如，电池604)与电子装置的预期“配对”操作。起初，电池604耦合到电子装置602(例如，插入在电子装置602中)。应注意，电池604当前不与另一电子装置“配对”。在耦合到电子装置602后，保护开关控制器606可即刻请求来自电子装置的装置识别数据。电子装置602可经由通信链路(例如，通信链路623或通信链路631)发射相关联装置识别数据，且在接收到所述装置识别数据后，电池604可即刻将装置识别数据存储在其中。此时，电池604与电子装置602“配对”。电池604可接着将电力提供到电子装置602。此外，在任何适宜时间，电池604可从电子装置602断开(即，移除)且定位在电池充电器(例如，有线电池充电器620或无线电池充电器630)内用于从其接收能量。
进一步参看图6到11，现将描述在电池604耦合到电子装置后对电子装置进行的预期证实操作。应注意，电池604当前与电子装置“配对”，所述电子装置可以是或可以不是耦合到其的电子装置。起初，电池604耦合到电子装置(例如，电子装置602)(例如，插入在电子装置中)。在耦合到电子装置602后，电池604(且更具体来说，保护开关控制器606)可即刻请求来自电子装置的装置识别数据。电子装置可经由通信链路(例如，通信链路623或通信链路631)发射相关联装置识别数据，且在接收到所述装置识别数据后，电池604(且更具体来说，保护开关控制器606)可即刻将所接收的装置识别数据与先前存储的装置识别数据进行比较。如果所接收的装置识别数据与先前存储的装置识别数据匹配，那么电池604(且更具体来说，保护开关控制器606)可将电力提供到电子装置(即，电池604可允许电子装置汲取电流)。如果所接收的装置识别数据与先前存储的装置识别数据不匹配，那么电池604(且更具体来说，保护开关控制器606)可拒绝将电力提供到电子装置(即，电池604可阻止从电子装置汲取电流)。如上所述，电池604可将有限量的电力提供到电子装置以使得能够完成证实过程。
参看图6到11，对归因于安装在无效装置中或归因于有效装置的证实程序中的错误而已被锁定的电池的预期解锁操作。应注意，以下描述的操作可用于允许在多个装置之间共享备用电池。在电池604已确定所接收的装置识别数据与先前存储的装置识别数据不匹配且电池604正阻止将能量提供到电子装置之后，用户可起始对电池604解锁的过程。为了对电池604解锁，用户可经由电子装置的用户接口输入代码。在接收到代码后，用户接口可即刻将代码发射到电池。在接收到用户提供的代码后，电池604(且更具体来说，保护开关控制器606)可即刻将用户提供的代码与存储在电池604内(例如，在数据库680内)的解锁代码进行比较。如果用户提供的代码与先前存储的解锁代码匹配，那么电池604(且更具体来说，保护开关控制器606)可将电池604设定为“不配对”状态。如果用户提供的代码与先前存储的解锁代码不匹配，那么电池604(且更具体来说，保护开关控制器606)可继续允许将电力提供到电子装置(即，电池604保持停用)。
应注意，电池604可经配置以在放电(即，将能量传递到电子装置)之前、在充电(即，接收来自电池充电器的能量)之前或前述两种情况之前需要来自装置(例如，便携式电子装置或电池充电器)的有效安全性代码(即，装置识别数据)。应进一步注意，电池604可经配置以确定其在充电还是放电。参看图12，电池604耦合到装置702，装置702可包括电子装置(例如，移动电话)或电池充电器。经由可将开关609耦合到装置702内的电压的链路708，单元626的端子处的电压可与装置702内的电压(例如，提供到保护开关609的链路708处的电压)进行比较。如果单元626处的电压高于链路708处的电压，那么装置702包括便携式电子装置且装置702正试图接收来自电池604的能量(即，电池604正放电)。应注意，如果装置702包括便携式电子装置且装置702正试图接收来自电池604的能量，那么电池604可在将能量提供到装置702之前经由链路(例如，通信链路710)需要有效安全性代码。如果单元626处的电压低于链路708处的电压，那么装置702包括电池充电器且装置702正试图将能量传递到电池604(即，电池604正充电)。应注意，如果装置702包括电池充电器且装置702正试图将能量传递到电池604，那么电池604可以或可以不在接收来自装置702的能量之前需要有效安全性代码。应注意，保护开关控制器606可包括电池中的现有电池保护开关，其防止电池单元电压升高到指定单元电压范围以上或降低到指定单元电压范围以下。
图13是说明根据一个或一个以上示范性实施例的另一方法900的流程图。方法900可包含请求来自耦合到能量存储装置的电子装置的装置识别数据(由数字902描绘)。方法900可进一步包含在能量存储装置处接收装置识别数据(由数字904描绘)。另外，方法910可包含将装置识别数据存储在能量存储装置中(由数字906描绘)。
图14是说明根据一个或一个以上示范性实施例的另一方法910的流程图。方法910可包含请求来自电子装置的装置识别数据(由数字912描绘)。方法910可进一步包含将所述装置识别数据与存储在耦合到电子装置的能量存储装置中的装置识别数据进行比较(由数字914描绘)。另外，方法910可包含在所述装置识别数据与所存储的装置识别数据匹配的情况下将能量从能量存储装置传递到电子装置(由数字916描绘)。
应注意，根据本文描述的各种示范性实施例，电池可具有内部无线充电能力，从而不需要公共充电站处的电池型号特定的物理电连接。此外，如本文所描述的电子装置可具有内嵌于其中的第二电池，用于在可装卸式电池正在充电的同时电子装置的持续使用。此外，电子装置的用户可具有备用可装卸式电池以供在第一电池正在充电的同时使用。或者，用户可在较低值电池正在充电的同时保持携带的装置处于断电状态。
所属领域的技术人员将理解，可使用多种不同技术和技艺中的任一者来表示信息和信号。举例来说，可通过电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或光学粒子或其任何组合来表示可遍及以上描述而引用的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和码片。
技术人员将进一步了解，结合本文中所揭示的示范性实施例所描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件与软件的此可互换性，上文已大体上在其功能性方面描述了各种说明性组件、块、模块、电路和步骤。将此功能性实施为硬件还是软件取决于特定应用和强加于整个系统的设计约束。熟练的技术人员可针对每一特定应用以变化方式来实施所描述的功能性，但此类实施方案决策不应被解释为会造成脱离本发明的示范性实施例的范围。
可使用以下各者来实施或执行结合本文中所揭示的示范性实施例所描述的各种说明性逻辑块、模块和电路：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件，或其经设计以执行本文中所描述的功能的任何组合。通用处理器可为微处理器，但在替代方案中，处理器可为任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一个或一个以上微处理器，或任何其它此类配置。
结合本文中所揭示的示范性实施例所描述的方法或算法的步骤可直接以硬件、以由处理器执行的软件模块或以两者的组合来体现。软件模块可驻留于随机存取存储器(RAM)、快闪存储器、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可装卸式磁盘、CD-ROM或此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中。示范性存储媒体耦合到处理器，使得所述处理器可从所述存储媒体读取信息和将信息写入到所述存储媒体。在替代方案中，存储媒体可与处理器成一体式。处理器和存储媒体可驻留于ASIC中。ASIC可驻留于用户终端中。在替代方案中，处理器和存储媒体可作为离散组件而驻留于用户终端中。
在一个或一个以上示范性实施例中，可以硬件、软件、固件或其任何组合实施所描述的功能。如果以软件实施，那么所述功能可作为一个或一个以上指令或代码存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体来传输。计算机可读媒体包含计算机存储媒体与通信媒体两者，通信媒体包含促进将计算机程序从一处传送到另一处的任何媒体。存储媒体可为可由计算机存取的任何可用媒体。举例来说且并非限制，此类计算机可读媒体可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置，或可用以载运或存储呈指令或数据结构形式的所要程序代码并可由计算机存取的任何其它媒体。并且，将任何连接适当地称为计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)或例如红外线、无线电和微波等无线技术从网站、服务器或其它远程源传输软件，那么同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或例如红外线、无线电和微波等无线技术包含于媒体的定义中。如本文中所使用，磁盘和光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软性磁盘和蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘通过激光以光学方式再现数据。上述各者的组合也应包含在计算机可读媒体的范围内。
提供对所揭示的示范性实施例的先前描述以使所属领域的任何技术人员能够制作或使用本发明。所属领域的技术人员将容易了解对这些示范性实施例的各种修改，且在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可将本文中所界定的一般原理应用于其它实施例。因此，本发明不希望限于本文中所展示的示范性实施例，而是应被赋予与本文中所揭示的原理和新颖特征一致的最广范围。

Claims (20)

1.一种能量存储装置，其包括：
至少一个能量存储单元；以及
控制器，其经配置以：
请求来自耦合到所述能量存储装置的电子装置的装置识别数据；
将所述装置识别数据与存储在所述能量存储装置中的装置识别数据进行比较；且
使得能够在所述装置识别与所述所存储的装置识别数据匹配的情况下将能量从所述至少一个能量存储单元传递到所述电子装置。
2.根据权利要求1所述的能量存储装置，其经配置以经由电感耦合接收来自充电器的电力。
3.根据权利要求1所述的能量存储装置，所述控制器进一步经配置以在所接收的通过代码与存储在所述控制器的数据库内的通过代码匹配的情况下将所述能量存储装置解除配对。
4.根据权利要求1所述的能量存储装置，所述控制器进一步经配置以使得能够在来自充电器的装置识别数据与所存储的装置识别数据匹配的情况下将能量从所述充电器传递到所述至少一个能量存储单元。
5.根据权利要求1所述的能量存储装置，所述控制器进一步经配置以接收来自电子装置的装置识别数据，且将装置识别数据存储在所述能量存储装置中。
6.根据权利要求1所述的能量存储装置，其经配置以与一个或一个以上电子装置配对。
7.根据权利要求1所述的能量存储装置，所述控制器包括：
数据库，其用于存储所述装置识别数据；以及
耦合到所述数据库的逻辑，其经配置以闭合开关以将所述至少一个能量存储单元耦合到所述电子装置且断开所述开关以将所述至少一个能量存储单元从所述电子装置断开。
8.根据权利要求1所述的能量存储装置，所述控制器以通信方式耦合到所述电子装置的控制器。
9.根据权利要求1所述的能量存储装置，其经配置以向所述电子装置提供足够量的电力以使得能够完成证实过程。
10.一种方法，其包括：
请求来自电子装置的装置识别数据；
将所述装置识别数据与存储在耦合到电子装置的能量存储装置中的装置识别数据进行比较；以及
在所述装置识别数据与所述所存储的装置识别数据匹配的情况下将能量从所述能量存储装置传递到所述电子装置。
11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括在经由所述电子装置的用户接口接收的通过代码与所存储的通过代码匹配的情况下将能量从所述能量存储装置传递到所述电子装置。
12.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括在请求来自所述电子装置的所述装置识别数据的同时以及在将所述装置识别数据与所存储的装置识别数据进行比较的同时将能量传递到所述电子装置。
13.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括接收并存储来自至少一个其它电子装置的装置识别数据。
14.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括在所述装置识别数据与所述所存储的装置识别数据不匹配的情况下停用所述能量存储装置。
15.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括将装置识别数据存储在所述能量存储装置中。
16.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括将所述所存储的装置识别数据与随后接收的装置识别数据进行比较，且在所述所接收的装置识别数据与所述所存储的装置识别数据匹配的情况下将能量传递到所述电子装置。
17.一种装置，其包括：
用于请求来自电子装置的装置识别数据的装置；
用于将所述装置识别数据与存储在耦合到电子装置的能量存储装置中的装置识别数据进行比较的装置；以及
用于在所述装置识别数据与所述所存储的装置识别数据匹配的情况下将能量从所述能量存储装置传递到所述电子装置的装置。
18.根据权利要求17所述的装置，其进一步包括用于在请求来自所述电子装置的所述装置识别数据的同时以及在将所述装置识别数据与所存储的装置识别数据进行比较的同时将能量传递到所述电子装置的装置。
19.根据权利要求17所述的装置，其进一步包括用于经由所述电子装置的用户接口接收通过代码且在所述所接收的通过代码与所存储的通过代码匹配的情况下将能量从所述能量存储装置传递到所述电子装置的装置。
20.根据权利要求17所述的装置，其进一步包括用于将装置识别数据存储在所述能量存储装置中的装置。
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