CN105102255A - 用于船舶马达模块的电池管理系统 - Google Patents

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CN105102255A CN201480018624.4A CN201480018624A CN105102255A CN 105102255 A CN105102255 A CN 105102255A CN 201480018624 A CN201480018624 A CN 201480018624A CN 105102255 A CN105102255 A CN 105102255A
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Abstract

在本文中公开了一种电池管理系统。外壳可以包含电动机、与所述电动机电气耦合的电池、以及被配置为检测在所述外壳内的有害环境条件的传感器中的一个或多个。这种传感器可以检测可能有害的条件，包括但不限于烟雾、热量、水或冲击。电路可以耦接至所述至少一个传感器，并且被配置为在所述传感器检测到有害环境条件时，使所述电池与所述电动机解耦并且将所述电池放电。如果在盒子的内部环境内检测到潜在的问题，那么盒式电池可以与主输出有效地断开，从而禁用所述电动机。而且，储存在电池内的能量可以缓慢并且安全地放电。在一些实施方式中，在盒子的内部环境内检测到潜在的问题时，所述电池可以放电并且永久禁用。说明性实施方式公开了在机动船舶内实现的电池管理系统。

Description

用于船舶马达模块的电池管理系统
交叉引用相关申请
本申请要求于2013年1月25日提交的题为“BATTERYMANAGEMENTSYSTEMFORWATERCRAFTMOTORMODULE”的美国临时申请号61/757,013以及于2013年3月12日提交的题为“BATTERYMANAGEMENTSYSTEMFORWATERCRAFTMOTORMODULE”的美国临时申请号61/777,479的权益，这两个申请之全文在此并入本文中，以作参考。
技术领域
本发明涉及以电池管理和/或保护系统。在本文中公开的实施方式是用于管理用于给机动盒子供电的电池的装置、系统以及方法。机动盒子可以用于推进船舶，例如，冲浪板。
背景技术
锂离子电池在消费性电子产品和电动交通工具内常见。锂离子电池的故障常可以造成火灾或爆炸。已知电池保护电路，其可以被配置为防止形成高电流和/或防止过度充电。然而，这种已知的电路不考虑所有相关的故障条件。
发明内容
在本文中公开的装置、系统以及方法具有几个特征，任何一个特征都不仅仅负责其可取的属性。不限制由以下权利要求表示的范围，现在简略描述其更突出的特征。在考虑这个讨论之后，尤其在读取题为“具体实施方式”的部分之后，人们会理解系统和方法的特征提供优于传统系统和方法的几个优点的方式。
在本文中公开的主题涉及一种电池保护系统。该系统可以包括：一个或多个电池；一个或多个传感器，配置为检测所述电池外部的至少一个环境条件；以及电路，耦合至所述一个或多个传感器。电路可以配置为至少部分地根据所述电池外部的所述至少一个环境条件的传感器检测，将所述一个或多个电池放电。
在一些实施方式中，电路配置为至少部分地根据所述至少一个环境条件的传感器检测，激活用户可以看见的显示器。所述一个或多个电池、所述一个或多个传感器以及所述电路可以容纳在外壳内。测量接口可以设置在所述外壳的外面并且耦接至所述一个或多个电池，用于测量电气电池参数。在一些方面，所述至少一个环境条件是不由所述一个或多个电池引发的环境条件。至少一个传感器可以被配置为检测水。至少一个传感器可以被配置为使用位于印刷电路板上且在具有水时导电连接的相邻迹线来检测水。至少一个传感器可以被配置为检测机械冲击。至少一个传感器可以被配置为检测烟雾。至少一个传感器可以被配置为检测温度。至少一个传感器可以被配置为检测机械应力。在一些实施方式中，至少两个传感器可以被配置为检测水、烟雾、温度、机械应力以及机械冲击中的至少两个。多个传感器可以设置在外壳内的各种位置中。
在一些实施方式中，一种用于推进个人船舶的盒子包括：外壳，其包含：至少一个电动机；一个或多个电池，其与所述至少一个电动机电气耦接；以及一个或多个传感器，其被配置为检测所述一个或多个电池外部的至少一个环境条件；以及电路，其耦接至所述一个或多个传感器。电路可以被配置为至少部分地根据所述至少一个环境条件的传感器检测，将所述一个或多个电池放电。
在一些实施方式中，一种个人船舶包括：主体；至少一个电动机；一个或多个电池，其与所述至少一个电动机耦接；一个或多个叶轮，其与所述至少一个电动机耦接；至少一个传感器，其被配置为监控所述一个或多个电池的至少一个电气条件和/或所述一个或多个电池外部的至少一个环境条件；以及显示器，其被配置为向所述船舶的用户显示与所述一个或多个电池的所述至少一个电气条件和/或所述一个或多个电池外部的所述至少一个环境条件相关的信息。所述至少一个电气条件可以是电池的充电程度。电路可以耦接至所述至少一个传感器，并且在激活所述电路时被配置为给所述电池放电。用户接口可以耦接至所述电路。所述用户接口可以被配置为激活所述电路。所述用户接口可以无线耦接至所述电路。
在一些实施方式中，一种个人船舶包括：主体；至少一个电动机；一个或多个电池，其与所述至少一个电动机耦接；一个或多个叶轮，其与所述至少一个电动机耦接；一个或多个传感器，其被配置为检测位于所述电池外部的至少一个环境条件；以及电路，其耦接至所述一个或多个传感器，被配置为至少部分地根据所述电池外部的所述至少一个环境条件的传感器检测，将所述一个或多个电池放电。电路可以被配置为至少部分地根据所述至少一个环境条件的传感器检测，激活用户可以看见的显示器。所述一个或多个电池、所述一个或多个传感器和/或所述电路可以容纳在外壳内。测量接口可以设置在所述外壳的外面并且耦接至所述一个或多个电池，用于测量电气电池参数。所述至少一个环境条件可以是不由所述一个或多个电池引发的环境条件。
在一些实施方式中，一种电池保护方法包括：检测电池外部的至少一个环境条件；以及至少部分地根据所述电池外部的所述至少一个环境条件的检测，将所述电池放电。该方法可以包括检测不由所述电池引发的环境条件。该方法可以包括检测水、机械冲击、烟雾、温度、和/或机械应力中的一个或多个。该方法可以包括检测水、烟雾、温度、机械应力和/或机械冲击中的两个以上。
附图说明
下面是每个示图的简单描述。在示图之间，相同的参考数字用于表示所显示的实施方式的相同元件。在机动交通工具(例如，船舶)的情况下，示图公开了说明性实施方式以及特别说明的实现方式。这些示图未陈述所有实施方式。除了或者代替这些实施方式，还可以使用其他实施方式。相反，在未公开所有细节的情况下，可以实践一些实施方式。
图1是包括在冲浪板的底部凹槽内接收的机动盒子的一个实施方式的个人船舶的透视图；
图2是在图1的冲浪板的底部凹槽内接收的机动盒子的分解图；
图3是包括在底部凹槽内接收的机非动盒子的图1和图2的冲浪板的透视图；
图4是图3的冲浪板的分解图；
图5是包括在冲浪板的底部凹槽内接收的机动盒子的第二实施方式的冲浪板的透视图；
图6是图5的冲浪板的分解图；
图7是图5和图6的机动盒子的分解图；
图8是机动盒子的透视剖视图；
图9是根据一个实施方式的机动盒子的电池管理系统的方框图；
图10是根据一个实施方式的具有电池管理系统的用户接口的机动盒子的顶视图；
图10A是在图10中显示的用户接口的放大图；
图11示出了可以由用于在图10显示的电池管理系统的用户接口显示的示例显示；
图12是可以由用于在图10显示的电池管理系统的用户接口使用的无线手腕控制器的透视图；
图13是在图12中显示的无线手腕控制器的顶视图；
图14是具有用于根据一个实施方式的电池管理系统的用户接口的机动盒子的顶视图；
图15-16是具有根据某些实施方式的电池管理系统的机动盒子的示意性布线图。
具体实施方式
虽然本公开主要涉及在用于个人船舶(例如，冲浪板)中的机动盒子的背景下的电池安全性，在本文中描述的发明可以在各种应用中使用。如果检测到不安全的条件，那么包括锂和/或锂离子电池的任何装置的电池状态可以监控并且放电。例如，可以使用在本文中描述的技术，监控个人电子设备(例如，膝上型电脑和平板电脑)的电池状态。通常，在本文中公开了可以检测电池所在的环境条件的系统和方法。电池可以容纳在密封的外壳内和/或用户不容易观察。系统可以监控在电池内以及周围的环境条件并且可以向用户显示这些条件。在一些实施方式中，系统包括传感器，其被配置为检测在电池附近和周围的水和/或湿度。可以向用户显示这种不安全的条件。在一些实施方式中，在检测到不安全的环境条件时，电路可以断开电池的输出和/或输入。在一些实施方式中，电路可以触发电池放电。
在本公开中描述的主题的特定实现方式可以实施，以实现一个或多个以下潜在优点。在本文中描述的实施方式提供了一种装置，该装置具有长电池寿命并且可以通过安全并且符合政府法规的方式储存、船运或运送。由于过热、火灾、破裂和/或爆炸等可能的风险，锂和/或锂离子电池的船运和运输通常会受到规定和/或限制。在充电和/或放电时，损坏的和/或损害的电池和/或不安全的电池环境具有爆炸的风险。因此，在本文中公开的装置、系统以及方法提供了一个或多个安全特征。
在一些有利的实施方式中，提供了一种机动驱动系统，作为单独容纳的盒子。盒子可以容纳电池、电动机、控制电子设备、叶轮以及相关联的驱动硬件。这个设计具有很多明显的优点。可以制造成可移动和/或可更换的。盒子还可以用于各种船舶内，而非仅仅用于冲浪板内。
此外，在本文中公开的盒子在密封的外壳内在其他物体中容纳可充电电池。在一些实施方式中，盒子是防水的，表示盒子能够在大量时间内完全浸没在水下，水不渗透外壳。在本文中公开的盒子可以包括一个或多个传感器，其被配置为检测容纳这种电池的盒子或其他密封容器的内部环境潜在问题。这种传感器可以检测可能有害的环境条件，包括但不限于烟雾、热量、水或冲击。如果检测到盒子的内部环境的潜在问题，那么电池可以与主输出有效地断开，从而禁用所述电动机。而且，储存在电池内的能量可以缓慢并且安全地释放。
在一些实施方式中，在盒子的内部环境内检测到潜在的问题时，电池可以放电并且永久禁用。例如，在一些实施方式中，外壳包括传感器，其被配置为检测热量。在热传感器在外壳内检测到不安全温度时，在外壳内的一个或多个电池与电动机有效地断开并且电池缓慢地放电。同样，在一些实施方式中，外壳包括传感器，其被配置为检测湿度。当湿度传感器在外壳内检测到不安全的湿度等级时，在外壳内的一个或多个电池与电动机有效地断开并且电池缓慢地放电。
在一些实施方式中，设置在密封的外壳内的一个或多个传感器被配置为监控设置在密封外壳内的每个电池的一个或多个特征。在一些实施方式中，可以监控物理电池尺寸。物理电池尺寸的增大(即，电池膨胀)可以是危险电池状态的标志。同样，在检测到电池尺寸的变化时，电池可以禁用并且放电。在一些实施方式中，监控每个电池的电压、电流、平衡、内部阻抗、放电速率、温度、和/或充电/放电循环的数量。可以将这些电池特征和正常的运行参数比较，并且在确定一个或多个特征为危险和/或异常时，电池可以禁用并且放电。在一些实施方式中，在充电/放电循环的数量达到预定的数量时，系统被配置为通知用户和/或禁用盒子。然后，可以指导用户回收盒子以便检查和/或维修。在一些实施方式中，一个或多个传感器设置在一个或多个电池(其设置在盒子内)上，并且被配置为监控电池温度。当检测到在电池的正常运行范围之外的温度时，电池可以禁用并且放电。
在本文中使用的术语“电池外部的环境条件”表示与电气电池参数(例如，输出电流、充电电流以及输出电压)分开的在电池本身的外部的可测量的物理条件。传统的电池保护电路关注电池电气参数，但不关注(如在本文中所公开的)位于电池外部的环境条件。这种环境条件可以导致在关注测量电池电气参数的传统系统中未适当解决的不安全的电池故障。
这些环境条件的一些重要形式并不是由电池本身引起的。例如，容纳电池的防水外壳可以发生故障并且泄露，造成水进入外壳内并且给内部的电池造成危险条件。电池供电系统的掉落可以由于机械冲击造成危险的电池故障。电池外部的其他环境条件可以由电池本身造成，例如，在电池上或者附近的温度增大或者具有烟雾。另一个实例是电池膨胀，这可以引发电池尺寸的可测量的变化或者引发施加在电池安装系统上的可测量的应力。
在本文中公开的一些实现方式中，个人船舶(可以包括机动盒子)包括用户接口和电池管理系统。用户接口可以显示电池充电程度。用户接口和电池管理还可以允许用户将电池放电，以便机动盒子可以安全地储存、船运或在飞机上运送。用户接口可以通知用户在外壳内的电池状态。
现在，参照为了说明的目的选择的具体形式或实施方式，描述这些以及其他不同的方面、元件、步骤、特征、对象、利益以及优点。要理解的是，在本文中公开的盒子的精神和范围不限于所选择的形式。而且，要注意的是，在本文中提供的示图不必按照任何特定的比例或规模绘制，并且可以对所说明的实施方式进行很多改动。
图1和图2示出了包括机动盒子1020和冲浪板主体1000的第一实施方式的个人船舶。主体1000包括顶部1004和底部1002。在其他实施方式中，主体1000包括其他传统的非动力船舶，包括但不限于充气船、小船、救生艇、小艇、帆板、立式桨板(“SUP板”)、皮艇、以及独木舟。主体1000可以通过将顶部外壳粘附至底部外壳来构造，或者可以使用本领域的技术人员已知的其他各种方法来构造。主体1000可选地可以包括一个或多个鳍板收置槽1010，其被配置为接收一个或多个鳍板1012。
现在，转向图2，主体1000的底部1002可以包括凹槽1008，其被配置为在其内接收盒子1020。凹槽1008可以从底部表面1002朝着顶部表面1004延伸，并且在主体1000的底部表面1002内包括总体上凸起形状的凹陷部分。在一个实现方式中，凹槽1008在底部表面1002内形成泪滴状孔。泪滴状孔可以与嵌件1014和/或盒子1020的形状互补，以便嵌件1014和/或盒子1020可以在凹槽1008内以期望的配置定向和/或定位。下面进一步详细地解释，嵌件可以有用，这是因为嵌件可以包括期望的特征，例如，可以用于(此外)在冲浪板的凹槽内固定盒子的凸缘、用于紧固件接合的螺纹孔等。这允许冲浪板本身的外壳完全由凹槽1008内以及周围的具有光滑的以及柔和圆形的表面制造，没有需要困难的制造工艺的锋利的角、孔或其他特征。这使冲浪板1000本身的生产非常简单，并且只需要对制造传统冲浪板的工艺进行最小的改变。
继续参照图2，嵌件1014可以包括固体的或大致环形的薄片结构，其被配置为覆盖至少一部分凹槽1008。嵌件1014可以使用各种耦合装置(例如，胶黏剂、粘合剂和/或紧固件)耦合至凹槽1008。在一些实施方式中，由于嵌件1014和凹槽1008具有互补的形状，所以嵌件1014可以按形状配合在凹槽1008内，以便在其间的接合阻止嵌件1014相对于凹槽1008进行纵向、侧向和/或横向运动。在设置在凹槽1008内时，嵌件1014可以限定接收空间1016，用于接收盒子1020。在一些实施方式中，嵌件1014可以包括一个或多个较小的凸缘或凸起(未显示)，其延伸到接收空间1016内。所述一个或多个凸缘可以被配置为与设置在盒子1020内的一个或多个配合凹槽(未显示)接合。在一个实施方式中，凸缘从嵌件1014的最前沿部分延伸到接收空间1016内，并且盒子1020的最前沿部分包括相应的凹槽。通过这种方式，盒子1020可以可释放地与嵌件1014接合，以相对于嵌件1014和主体1000对准并保持盒子1020的前部。如图1中所示，盒子1020的基础表面1022可以被配置为与主体1000的相邻基础表面1002大体上配合，以实现个人船舶的期望水动力轮廓。
盒子1020可以通过一个或多个紧固件1060可释放地耦合至嵌件1014和凹槽1008。在一个实施方式中，嵌件1014包括内部螺纹孔1062，其被配置为与穿过形成在盒子1020内的相应孔1024的一部分螺纹紧固件1060(例如，螺丝)螺纹接合。在另一个实施方式中，螺纹孔设置在主体1000内并且被配置为与一部分螺纹紧固件1060接合。在一个实施方式中，在盒子1020的第一端上的凹槽可以可释放地接收从嵌件1014延伸的至少一部分相应凸缘，并且盒子1020的第二端可以通过紧固件1060固定至嵌件/主体，以限制盒子1020相对于凹槽1008进行纵向、侧向和/或横向运动。如下面更详细地所讨论的，接收空间1016可以被配置为可释放地接收与盒子1020具有相似形状的各种不同的盒子。
如图1和图2中所示，可移动的盒子1020可以包括用于个人船舶的驱动系统。在一个实施方式中，驱动系统元件容纳在盒子1020内。例如，盒子1020可以包括一个或多个排气口1026、一个或多个泵壳1028、一个或多个电机轴、一个或多个马达(未显示)、一个或多个电池(未显示)和/或一个或多个叶轮(未显示)。因此，盒子1020可以相对于水体推进主体1000，例如，以帮助冲浪板行进并且划水追浪。
图3和图4示出了包括在主体1000内接收的盒子1040的第二实施方式的个人船舶。盒子1040可以具有与图10和图11的盒子1020相似的形状，以便这两个盒子在由嵌件1014形成的接收空间1016内紧密配合。通过一个或多个螺纹紧固件1060和/或从嵌件延伸的凸缘与盒子1040内的凹槽之间的接合，盒子1040可以可释放地耦合至主体1000。如图所示，紧固件1060可以穿过在盒子1040内的孔1034并且容纳在嵌件1014内的螺纹孔1062内。
与图1和图2的盒子1020相反，盒子1040可以是无动力或非机动式。在一些实施方式中，盒子1040可以是空心的，并且可以封闭储存空间，该储存空间被配置为储存个人物品、防晒液、船舶硬件、钥匙、移动电话等。在一个实施方式中，储存空间可以大体上水密，以保护储存在其内的物品不从水体(例如，海洋)中进水。在其他实施方式中，盒子1040可以大体上是固体，以便船舶从前端到后端具有大体上均匀的浮力和/或刚度特征。
图1和图2的盒子1020和图3和图4的盒子1040可以交换，以在机动配置(图1和图2)和非机动配置(图3和图4)之间转换主体1000。主体1000可以用作具有机动盒子1020和/或非机动盒子1040的工具箱。根据水状态和/或个人船舶的期望的性能特征，用户可以在盒子1020和1040之间切换。例如，用户可以希望通过可选地将非机动盒子1040放在主体1000内来降低个人船舶的总体质量特征，或者用户可以希望通过可选地将机动盒子1020放在主体1000内来尽可能减少在冲浪期间使用的人体能量。
现在，转向图5和图6，显示了包括机动盒子1620和船舶主体1600的个人船舶。主体1600包括顶部1604和底部1602。在一些实施方式中，主体1600可以包括冲浪板，并且在其他实施方式中，主体1600可以包括其他各种船舶。与图1-4的个人船舶一样，主体1600可以如上所述通过将顶部外壳粘附至底部外壳来构造，或者可以使用本领域的技术人员已知的其他各种方法来构造。主体1600可选地可以包括一个或多个鳍板盒1610，其被配置为接收一个或多个鳍板1612。
现在，转向图6，主体1600的底部1602可以包括凹槽1608，其被配置为在其内接收盒子1620。凹槽1608可以从底部表面1602朝着顶部表面1604延伸，并且在主体1600的底部表面1602内包括总体上凸起形状的凹陷部分。在一个实施方式中，凹槽1608在底部表面1602内形成泪滴状孔。泪滴状孔可以与嵌件1614和/或盒子1620的形状互补，以便嵌件1614和/或盒子1620可以在凹槽1608内以期望的配置定向和/或定位。
继续参照图6，嵌件1614可以包括固体或大致环形薄片结构，其被配置为覆盖至少一部分凹槽1608。嵌件1614可以使用各种耦合装置(例如，胶黏剂、粘合剂和/或紧固件)耦合至凹槽1608。在一些实施方式中，由于嵌件1614和凹槽1608具有互补的形状，所以嵌件1614可以按形状配合在凹槽1608内，以便在其间的接合阻止嵌件1614相对于凹槽1608进行纵向、侧向和/或横向运动。在设置在凹槽1608内时，嵌件1614可以限定接收空间1616，用于接收盒子1620。
在一些实施方式中，嵌件1614可以包括一个或多个凸起1651(未显示)，其被配置为插入在盒子1620上的一个或多个凹口1659(在图7中显示)内。凸起1651和盒子1620上的凹口1659可以具有互补形状，以便通过相对于嵌件1614纵向向前滑动盒子1620，可以由凹口接收凸起。凸起1651和相应凹口的接合可以产生一个或多个抵接，这些抵接用于阻止或禁止盒子1620相对于嵌件1614和主体1600进行纵向、侧向和/或横向运动。
嵌件1614还可以包括从插销板1655中悬挂的插销部件1653。当盒子1620容纳在嵌件1614内，以相对于嵌件1614沿纵向固定盒子1620时，插销部件1653可以在盒子1620上的容器1661(在图7中显示)内截住一个或多个表面。通过这种方式，盒子1620可以向前滑入嵌件1614内，直到插销1653可释放地与在盒子上的凹槽或其他特征接合，以便盒子1620相对于嵌件1614对准和固定。为了从嵌件1614中移除盒子1620，通过给插销部件1653的悬臂式端部施加力量，可以按压插销部件1653，以使插销部件从盒子的凹槽或其他特征分离。然后，分离插销部件1653，允许用户相对于嵌件1614纵向向后滑动盒子1620，以从凹口1659中释放凸起1651并且从主体1600中去除盒子1620。
如图5中所示，盒子1620的基础表面1622可以被配置为与主体1600的相邻基础表面1622大体上配合，以实现个人船舶的期望水动力轮廓。基础表面1622还可以包括充电端口1631和/或激活开关1633。因此，在盒子耦合至船舶主体1600时或者与船舶主体分开时，盒子1620可以充电。在提供这些时的实施方式中，充电端口1631可以设置在盒子1620的相反侧上，并且必要时，激活开关1633也可以设置在其他处。
如图7和图8中所示，可移动盒子1620可以包括驱动系统，其包括一个或多个马达1675。在一个实施方式中，驱动系统可以至少部分容纳在盒子基底1671与盒子盖体1657之间。所述一个或多个马达1675可以由一个或多个电池1665供电，并且可以由马达支架1677安装到盒子基底1671中。在一些实施方式中，每个马达1675可以通过轴耦合器1679、轴承1681、轴承保持器1683以及垫片1685耦合至电机轴1690。每个轴1690可以耦合至至少部分设置在泵壳1695内的叶轮1699，并且轴承1697可选地可以设置在每个轴与叶轮1699之间。通过这种方式，一个或多个马达1675可以驱动每个叶轮1699，以通过泵壳1695吸水，以相对于水体推进盒子。盒子1620的内部可以包括密封环境。在一些实施方式中，盒子基底1671和盒子盖体1657通过振动焊接密封在一起。通过这种方式，在盒子基底1671与盒子盖体1657之间形成防水密封件。
在一些实施方式中，每个轴1690可以设置在轴外壳1694内，该轴外壳被配置为限制轴1690暴露到与盒子1620分开的物体中。因此，轴外壳1694可以防止用户在使用期间与轴1690不利地接触和/或可以防止轴1690与其他物体(例如，海草)接触。此外，通过隔离每个轴1690和穿过泵壳1695的水，轴外壳1694可以提高盒子1620的性能。在一些实施方式中，一个或多个轴密封件1692可以防止每个轴1690暴露到水中。
盒子1620还可以包括一个或多个格栅1693，其设置在泵壳1695的进气口之上。格栅1693可以限制对叶轮1699和轴1690的接近，以保护这些元件和/或防止用户在使用期间与这些元件不利地接触。在一些实施方式中，每个泵壳1695和/或格栅1693可以耦合至一个或多个磁开关(未显示)，当泵壳1695和/或格栅1693与盒子基底1671分开时，磁开关可以停用马达1675。因此，所述一个或多个磁开关可以在可选的格栅1693和/或泵壳1695不在原位时防止盒子操作。
继续参照图7和图8，驱动系统还可以包括：一个或多个马达控制器1673，用于每个马达1675；一个或多个继电器1687，其被配置为将所述一个或多个电池1665和所述一个或多个马达控制器1673连接；天线1667；以及收发器1669。所述一个或多个马达控制器1673、一个或多个继电器1687、一个或多个电池1665、天线1667、收发器1669可以通过一个或多个线束1663彼此电气连接。如上所述，收发器1669可以包括或者耦合至无线传输电路，其被配置为在水下传输电磁和/或磁信号。
在一个实施方式中，上述机动盒子包括多个环境传感器，其位于盒子内的多个位置内。如果多个传感器中的一个检测到有害条件(例如盒子内的水)，那么在盒子内的电池与马达有效地断开并且缓慢放电。位于盒子外部的显示器可以警告用户传感器检测到有害条件并且装置正在放电。当电池耗尽时，显示器也可以通知用户。
图9示出了根据一个实施方式的机动盒子的电池管理系统的方框图。如图所示，电池管理系统可以包括电池管理模块1、传感器模块2、测量接口3、显示器4、输入5、主智能模块6以及电池7。
电池管理模块1可用作保护器和/或电池管理装置，并且可以耦合至一个或多个电池7以及主智能模块6。电池管理模块1可以调节和确保平衡的电池电压。电池管理模块1还可以控制电池充电和放电。
传感器模块2可以耦合至主智能模块6并且可以检测盒子的一个或多个内部环境条件，例如，水、热量、冲击或烟雾。传感器模块2还可以或者交替地可以检测物理电池状态，例如，电池尺寸和/电池的电子特征。在一个实施方式中，如果传感器模块2在盒子内的检测到水，那么传感器模块2将信号发送给主智能模块6。然后，主智能模块6可以禁用一个或多个电池(例如，由电池输出造成熔断输出保险丝)和/或触发电池的缓慢放电。
测量接口3可以耦合至电池7和/或主智能模块6。测量接口3可以与专业行政机构(例如，交通部或联邦航空管理局)批准的测试设备兼容。通过这种方式，测量接口3可以用作第三方测试设备的连接点，以便测量电池充电状态和/或验证电池7放电。例如，被配置为容纳机动盒子的船舶的用户希望乘坐飞机。用户可以从船舶中去除盒子并且手动启动电池放电。然后，用户可以示出盒子，用于供(例如)危险物品检查员检查。危险物品检查员可以使用标准的测试设备，来连接至测量接口3并且验证在盒子内的电池放电。然后，批准盒子乘坐飞机。
继续图9，显示器4可以耦合至主智能模块6，并且可以在视觉上显示电池状态。例如，显示器4可以显示电池充电的程度和/或电池7的状态。显示器4可以是LCD或LED显示器。显示器4可以包括触摸屏或其他用户接口。
输入5可以耦合至主智能模块6，并且可以用于启动电池7放电。例如，在一个实施方式中，输入5包括按钮，在按压时，该按钮用信号通知主智能模块6启动电池7放电。
主智能模块6可以监控电池管理模块1、传感器模块2以及电池7。主智能模块6可以将数据发送给显示器4，并且可以从输入5中接收输入。电池7可以包括一个或多个电池。电池7可以是锂或锂离子电池。主智能模块6可以比较传感器输出和阈值电平，并且如果传感器输出超过阈值电平，那么可以使电池断开和/或放电。
图10是根据一个实施方式的具有电池管理系统的用户接口105的机动盒子100的顶视图。如图所示，接口105包括显示器。显示器可以是LCD或LED显示器。接口105可以进一步包括一个或多个按钮和/或可以包括触摸屏部分120。显示器可以显示一个或多个图标110。显示器可以允许人们容易获得在盒子内的电池的充电状态。在一些实施方式中，显示器可以警告用户电池的状态。例如，显示器可以指示带着盒子旅行是否安全，盒子是否适当地充电，和/或盒子是否准备好政府机构或船运公司批准的检查。
图11示出了显示器的示例输出1101-1105。在一个实施方式中，用户接口105是LCD触摸屏接口。LCD触摸屏接口可以允许用户通过可用的各种选择来循环。例如，LCD触摸屏接口可以允许用户手动激活电池的放电。
转向图12和13，无线手腕控制器1200可以被配置为操作和/或控制盒子。例如，手腕控制器1200可以被配置为打开和关闭马达。手腕控制器1200可以包括腕带1204、橡胶塑封1201、输入1202以及显示器1203。手腕控制器1200可以被配置为在浸入水内更长的时间时操作。显示器1203可以允许人们无线获得在盒子内的电池的充电状态。在一些实施方式中，显示器1203可以警告用户电池的状态。例如，显示器1203可以指示带着盒子旅行是否安全，盒子是否适当地充电，和/或盒子是否准备好政府机构或船运公司的检查批准。图11示出了显示器1203的示例输出1101-1105。在一些实施方式中，显示器1203进一步包括触摸屏。输入1202可以包括按钮或开关。如图所示，输入1202包括切换按钮。在一些实施方式中，切换按钮用于打开或关闭盒子的马达。
在一些实施方式中，无线手腕控制器1200可以独立地验证电池状态和/或充电程度。换言之，无线手腕控制器1200可以包括由专业行政机构(例如，交通部或联邦航空管理局)批准的测试设备。通过这种方式，无线手腕控制器1200可以验证在盒子内的电池的状态。这个单独并且独立的验证步骤可以进一步确保在盒子内的电池完全放电。
图14是具有用于根据一个实施方式的电池管理系统的用户接口的机动盒子1400的顶视图。如图所示，机动盒子1400包括接口1401。接口1401包括由橡胶保护器1412包围的灯1420和按钮1410。按钮1410可以允许用户在各种模式之间切换，例如，打开、关闭、手动放电或紧急放电。灯1420可以指示在盒子1400内的电池的状态。在一个实施方式中，在盒子1400电池完全放电时，灯1420关闭。在一个实施方式中，在电池具有电荷时，灯打开。在一个实施方式中，在电池正在充电时，灯具1420闪光。如果激活紧急放电，那么灯具可以更频繁地或者在不同颜色中闪光。在一个或多个内部传感器在盒子内检测到危险的内部状态(例如，过多的热量、水、烟雾或大冲击)时，可以发生紧急放电。
图15和图16是可以在上述盒子内实现的电池保护的示意图的一个实现方式。电池输出包括保险丝F3(图15)。多个水传感器可以是在放在盒子内的几个位置的印刷电路板上的相邻迹线，这些迹线在具有水时导电连接，多个水传感器均与放大器(图16)连接，放大器具有在具有水时升高的输出。在这些触发器中的一个升高时，连接器J5的销2被拉低，打开Q1(图15)。这熔断了保险丝F3并且通过放电电阻器R21和R22(图15)将电池缓慢放电。即使从接地电压释放J5的销2，Q2(图15)也将Q1的栅极保持较低。LEDD4(图15)在这个过程期间点亮，可由盒子外面的用户看到，通知用户电池保护程序在进行中。
提供以上描述，以能够允许本领域的技术人员能够在所公开的发明内构成或使用实施方式。对于本领域的技术人员，这些方面的各种修改显而易见，并且在不背离本公开的范围的情况下，在本文中定义的一般原理可以适用于其他方面。因此，本公开并非旨在限于在本文中显示的方面，而是与符合在本文中公开的原理和新型特征的最广泛的范围一致。

Claims (49)

1.一种电池保护系统，包括：
一个或多个电池；
一个或多个传感器，配置为检测所述电池外部的至少一个环境条件；以及
电路，耦接至所述一个或多个传感器，被配置为至少部分地根据所述电池外部的所述至少一个环境条件的传感器检测，将所述一个或多个电池放电。
2.根据权利要求1所述的系统，包括电路，配置为至少部分地根据所述至少一个环境条件的传感器检测，激活用户可以看见的显示器。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个电池、所述一个或多个传感器以及所述电路容纳在外壳内。
4.根据权利要求3所述的系统，进一步包括测量接口，其设置在所述外壳的外面并且耦接至所述一个或多个电池，用于测量电气电池参数。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个环境条件是不由所述一个或多个电池引发的环境条件。
6.根据权利要求5所述的系统，包括至少一个传感器，配置为检测水。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，配置为检测水的至少一个传感器包括位于印刷电路板上且在具有水时导电连接的相邻迹线。
8.根据权利要求5所述的系统，包括至少一个传感器，配置为检测机械冲击。
9.根据权利要求1所述的系统，包括至少一个传感器，配置为检测烟雾。
10.根据权利要求1所述的系统，包括至少一个传感器，配置为检测温度。
11.根据权利要求1所述的系统，包括至少一个传感器，配置为检测机械应力。
12.根据权利要求1所述的系统，包括至少两个传感器，配置为检测水、烟雾、温度、机械应力以及机械冲击中的至少两个。
13.一种用于推进个人船舶的盒子，包括：
外壳，包含：
至少一个电动机；
一个或多个电池，其与所述至少一个电动机电气耦接；以及
一个或多个传感器，配置为检测所述一个或多个电池外部的至少一个环境条件；以及
电路，耦接至所述一个或多个传感器，配置为至少部分地根据所述至少一个环境条件的传感器检测，将所述一个或多个电池放电。
14.根据权利要求13所述的盒子，包括电路，配置为至少部分地根据所述环境条件的传感器检测，激活用户可以看见的显示器。
15.根据权利要求13所述的盒子，进一步包括测量接口，其设置在所述外壳的外面并且耦接至所述至少一个电池，用于测量电池参数。
16.根据权利要求13所述的盒子，其中，所述环境条件不由所述一个或多个电池引发。
17.根据权利要求16所述的盒子，包括至少一个传感器，配置为检测水。
18.根据权利要求17所述的盒子，其中，配置为检测水的所述至少一个传感器包括位于印刷电路板上且在具有水时导电连接的相邻迹线。
19.根据权利要求16所述的盒子，包括至少一个传感器，配置为检测机械冲击。
20.根据权利要求13所述的盒子，包括至少一个传感器，配置为检测烟雾。
21.根据权利要求13所述的盒子，包括至少一个传感器，配置为检测温度。
22.根据权利要求13所述的盒子，包括至少一个传感器，配置为检测机械应力。
23.根据权利要求13所述的盒子，包括至少两个传感器，配置为检测水、烟雾、温度、机械应力以及机械冲击中的至少两个。
24.一种个人船舶，包括：
主体；
至少一个电动机；
一个或多个电池，其与所述至少一个电动机耦接；
一个或多个叶轮，其与所述至少一个电动机耦接；
至少一个传感器，配置为监控所述一个或多个电池的至少一个电气条件和/或所述一个或多个电池外部的至少一个环境条件；以及
显示器，配置为向所述船舶的用户显示与所述一个或多个电池的所述至少一个电气条件和/或所述一个或多个电池外部的所述至少一个环境条件相关的信息。
25.根据权利要求24所述的个人船舶，其中，所述至少一个电气条件是电池的充电程度。
26.根据权利要求24所述的个人船舶，包括耦接至所述至少一个传感器的电路，所述电路配置为在激活所述电路时给所述电池放电。
27.根据权利要求26所述的个人船舶，包括用户接口，耦接至所述电路。
28.根据权利要求27所述的个人船舶，其中，所述用户接口配置为激活所述电路。
29.根据权利要求28所述的个人船舶，其中，所述用户接口无线耦接至所述电路。
30.一种个人船舶，包括：
主体；
至少一个电动机；
一个或多个电池，与所述至少一个电动机耦接；
一个或多个叶轮，与所述至少一个电动机耦接；
一个或多个传感器，配置为检测所述电池外部的至少一个环境条件；以及
电路，耦接至所述一个或多个传感器，配置为至少部分地根据所述电池外部的所述至少一个环境条件的传感器检测，将所述一个或多个电池放电。
31.根据权利要求30所述的个人船舶，包括电路，配置为至少部分地根据所述至少一个环境条件的传感器检测，激活用户可以看见的显示器。
32.根据权利要求30所述的个人船舶，其中，所述一个或多个电池、所述一个或多个传感器以及所述电路容纳在外壳内。
33.根据权利要求32所述的个人船舶，进一步包括测量接口，设置在所述外壳的外面并且耦接至所述一个或多个电池，用于测量电气电池参数。
34.根据权利要求30所述的个人船舶，其中，所述至少一个环境条件是不由所述一个或多个电池引发的环境条件。
35.根据权利要求34所述的个人船舶，包括至少一个传感器，配置为检测水。
36.根据权利要求35所述的个人船舶，其中，配置为检测水的至少一个传感器包括位于印刷电路板上且在具有水时导电连接的相邻迹线。
37.根据权利要求34所述的个人船舶，包括至少一个传感器，其配置为检测机械冲击。
38.根据权利要求30所述的个人船舶，包括至少一个传感器，其配置为检测烟雾。
39.根据权利要求30所述的个人船舶，包括至少一个传感器，配置为检测温度。
40.根据权利要求30所述的个人船舶，包括至少一个传感器，其配置为检测机械应力。
41.根据权利要求30所述的个人船舶，包括至少两个传感器，配置为检测水、烟雾、温度、机械应力以及机械冲击中的至少两个。
42.一种电池保护方法，包括：
检测电池外部的至少一个环境条件；以及
至少部分地根据所述电池外部的所述至少一个环境条件的检测，将所述电池放电。
43.根据权利要求42所述的方法，包括检测不由所述电池引发的环境条件。
44.根据权利要求43所述的方法，包括检测水。
45.根据权利要求43所述的方法，包括检测机械冲击。
46.根据权利要求42所述的方法，包括检测烟雾。
47.根据权利要求42所述的方法，包括检测温度。
48.根据权利要求42所述的方法，包括检测机械应力。
49.根据权利要求42所述的方法，包括检测水、烟雾、温度、机械应力以及机械冲击中的至少两个。
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Application publication date: 20151125