CN107257152B - 用于更新数据、操作参数和/或软件的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于更新数据、操作参数和/或软件的系统,其包括服务器,具有服务器存储器,其中存储有与第一日期或版本相关的第一组数据、操作参数和/或软件指令;以及装置,具有装置存储器,其中存储有与第二日期或版本相关的第二组数据、操作参数和/或软件指令,该装置还具有用于与服务器通信的通信接口,该装置还具有处理器,该处理器被配置成,如果第二组数据、操作参数和/或软件指令的第二日期或版本早于存储在服务器存储器中的第一组数据、操作参数和/或软件指令的第一日期或版本,则接收第一组数据、操作参数和/或软件指令以更新装置存储器,从而用从服务器存储器接收的第一组数据、操作参数和/或软件指令来替换存储在装置存储器中的第二组数据、操作参数和/或软件指令。
Description
本申请是申请日为2012年4月27日、申请号为201280032227.3(国际申请的申请号为PCT/US2012/035664)的中国专利发明申请“电池管理参数的病毒式分布”的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于更新数据、操作参数和/或软件的系统。
背景技术
心肺复苏术(CPR)是一种众所周知的用于使遭受心跳停止(心脏停搏)的人们苏醒的有价值的急救方法。CPR要求重复胸部按压以挤压心脏和胸腔以把血液泵压到全身。人工呼吸,比如嘴对嘴呼吸或袋式面罩装置,用于向肺供气。当急救提供者有效执行人工胸部按压时,身体中的血流量大约为正常血流量的25%-30%。然而,甚至经验丰富的医护人员也不能维持超过几分钟的足够胸部按压。请见作者为Hightower等人的Decay In Quality OfChest Compressions Over Time(随着时间流逝胸腔按压质量减弱),发表在Ann.Emerg.Med.(急救医疗年鉴)第26期,第300页(1995年9月)。因此,在持续或使病人复苏时CPR经常不成功。不过,如果适当维持胸部按压,则心跳骤停的病人可支撑更长时间。偶尔也有延长的(45-90分钟)CPR效果被报道,最后利用冠状动脉搭桥手术救活病人。参见Tovar等人的,Successful Myocardial Revascularization and Neurologic Recovery(成功的心肌血管再造及神经功能恢复),Texas Heart J(德州心脏期刊)第22期第271页(1995)。
尽力提供更畅的血液流动并增加旁观者进行复苏的努力效果,已经提出各种机械装置用于执行CPR。在此等装置的一个变形中,将皮带放置在病人胸部周围,自动胸部按压装置将皮带收紧以达到胸部按压。我们自己的专利,Mollenauer等人的题目为Resuscitation device having a motor driven belt to constrict/compress thechest(具有对胸腔进行压缩/按压的电机从动带的复苏装置)的美国专利No.6,142,962(2000年11月7日)、Bystrom等人的题目为Resuscitation and alert system(复苏及警报系统)的美国专利No.6,090,056(2000年7月18日)、Sherman等人的题目为Modular CPRassist device(标准CPR辅助装置)的美国专利No.6,066,106(2000年5月23日)、以及Sherman等人的题目为Modular CPR assist device(模块化CPR辅助装置)的美国专利No.6,398,745(2002年6月4日);以及2001年5月25日提交的序列号为09/866,377的申请、2002年7月10日提交的序列号为10/192,771的申请以及2010年3月17日提交的序列号为12/726,262的申请示出了用皮带按压病人胸部的胸部按压装置。这些专利或申请中的每一个整体内容通过引用结合于此。
由于在紧急情况下争分夺秒,因此任意CPR装置都应易于使用且有利于将装置迅速布置在病人身上。我们自己的装置易于快速布置并且可以显著提高病人的生存机率。
这类装置的一个重要方面是需要强有力且可靠的小电源来给装置供电。CPR被支配至少三十分钟是并不少见的。因此,电源必须能够将足够的能量传递至至少在这么长的时间内驱动按压装置的电机。而且,电源必须是相对轻型的,以便增强胸部按压装置的可携带性,还必须传递延长时间段的动力,而电压或电流不会明显下降,以便确保在治疗期间完全一致的按压。
考虑到自动化性质,诸如上述机械按压装置等装置通常包括经常根据存储在存储器中的软件指令来控制装置的操作的计算机处理器。通常,各个参数被软件指令用来以某些方式根据使用设备的特定场景控制装置。例如,胸部按压的强度可以根据正在接受治疗的人的体积或年龄进行不同控制。而且,用于对处理器进行编程以执行装置的操作的软件可以定期升级以改善设备的操作。进一步需要收集和/或分布在使用电池和/或设备期间生成的数据以提供对电池或设备操作的分析。
此设备的广泛分布增加了快速将更新操作参数和/或软件传播至设备并记录参数和/或软件的哪个版本存在于每个设备上的难度。进一步需要收集和/或分布在使用电池和/或设备期间生成的数据以提供对电池或设备操作的分析。
而且,正在开发新型的电池以给如上所述的设备供电。例如,锂离子电池正在取代旧类型的可充电电池,因为锂离子电池可以在更长的时间段内提供高功率。每个新电池类型可以要求将不同编程指令传送至电池或充电器的管理系统以监测并控制电池的操作和充电。设计为辅助管理新电池类型的充放电的软件在与电池相关联的处理器上操作以监测电池的充电状态,从而在其他功能中保持电池的使用和重新充电记录。
所需的且迄今为止不可用的是一种以确保每个设备在合理的时间段内具有更新的数据、操作参数和/或软件而无需关注每个设备的方式向广泛分布的设备分布数据、操作参数和/或软件更新的低成本、可靠的系统和方法。本发明满足这些以及其他需求。
发明内容
在最普遍的方面,本发明包括一种具有存储器的电池,该电池被用作载体以向由电池供电的其他电池或设备提供数据、操作参数和/或软件更新的病毒式或迅速的分布。在一个方面,电池从用于给用完的电池重新充电的电池充电器的存储器获得更新的数据、操作参数和/或软件。在另一方面,重新充电的电池将更新的数据、操作参数和/或软件传送至利用电池供电的设备部件,且一旦连接至设备,就向设备的存储器和/或处理器提供更新的数据、操作参数和软件的分布。在又一方面,电池检查充电器或充电电路的存储器,或设备或放电电路的存储器,以确定电池和设备上的数据、操作参数和/或软件的相对日期,或者向设备提供更新的数据、操作参数和/或软件,或从设备检索稍晚的数据、操作参数和/或软件以更新电池的存储器和/或进一步向其他电池或设备分布更新的数据、操作参数和/或软件。
在又一方面,本发明包括一种用于分布以电子形式存储的信息的载体,包括:电池,配置为可拆卸地插入与充电或放电电路能够操作地通信的电池接收器中,所述电池组包括处理器和与所述处理器能够操作通信的存储器,所述处理器利用软件指令进行配置以查询与充电或放电电路相关联的处理器和/或存储器以便确定存储在与充电或放电电路相关联的存储器中的数据和/或操作参数和/或软件是否具有比存储在电池的存储器中的数据、操作参数和/或软件指令更早的日期或版本号,如果具有,将数据、操作参数和/或软件指令从电池的存储器传递至与充电和/或放电电路相关联的存储器和/或处理器,如果与充电和/或放电电路相关联的数据、操作参数和/或软件指令具有比存储在电池的存储器中的数据、操作参数和/或软件指令稍晚的日期或版本号,则电池的处理器还配置为将数据、操作参数和/或软件指令从与充电或放电电路相关联的存储器传递至电池的存储器。
在再一方面,本发明包括一种数据载体,比如电池,包括:处理器,配置为查询充电器的存储器、充电电路的存储器、由电池供电的设备的存储器或由电池供电的放电电路的存储器以确定存储在与电池能够操作地连接的存储器和与设备能够操作地连接的第二存储器中的数据、操作参数和/或软件的相对日期或版本,所述处理器编程为将更新的数据、操作参数和/或软件上传至设备的存储器,或从设备的存储器下载较晚日期的数据、操作参数和/或软件以更新电池的存储器和/或进一步向其他电池或设备分布更新的数据、操作参数和/或软件。
在又一方面,处理器配置为只从充电器的存储器或充电电路的存储器下载较晚日期的数据、操作参数和/或软件以更新电池的存储器。在再一方面,处理器配置为只将更新的数据、操作参数和/或软件上传至设备、放电电路、充电器或充电电路的存储器。
本发明提供了一种用于更新数据、操作参数和/或软件的系统,包括:服务器,具有服务器存储器,在所述服务器存储器中存储有第一组数据、操作参数和/或软件指令,所述第一组数据、操作参数和/或软件指令与第一日期或版本相关;以及装置,具有装置存储器,在所述装置存储器中存储有第二组数据、操作参数和/或软件指令,所述第二组数据、操作参数和/或软件指令与第二日期或版本相关,所述装置还具有用于与所述服务器通信的通信接口,所述装置还具有装置处理器,所述装置处理器被配置成,如果所述第二组数据、操作参数和/或软件指令的所述第二日期或版本早于存储在所述服务器存储器中的所述第一组数据、操作参数和/或软件指令的所述第一日期或版本,则接收所述第一组数据、操作参数和/或软件指令以更新所述装置存储器,从而用从所述服务器存储器接收的所述第一组数据、操作参数和/或软件指令来替换存储在所述装置存储器中的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令。
进一步地,所述服务器具有服务器处理器,所述服务器处理器被配置成:查询所述装置处理器以取回存储在所述装置存储器中的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令的所述第二日期或版本;将存储在所述装置存储器中的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令的所述第二日期或版本与存储在所述服务器存储器中的所述第一组数据、操作参数和/或软件指令的所述第一日期或版本相比较;以及如果所述第一日期或版本晚于所述第二日期或版本,则将存储在所述服务器存储器中的所述第一组数据、操作参数和/或软件指令上传到所述装置存储器。
进一步地,所述装置是电池充电器。
进一步地,所述装置是配置成由电池供电的装置。
进一步地,所述装置处理器还被配置成:查询所述服务器以取回存储在所述服务器存储器中的所述第一组数据、操作参数和/或软件指令的所述第一日期或版本;将存储在所述装置存储器中的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令的所述第二日期或版本与存储在所述服务器存储器中的所述第一组数据、操作参数和/或软件指令的所述第一日期或版本相比较;以及如果所述第一日期或版本晚于所述第二日期或版本,则将存储在所述服务器存储器中的所述第一组数据、操作参数和/或软件指令取回到所述装置存储器。
进一步地,所述装置是电池充电器。
进一步地,所述装置是配置成由电池供电的装置。
进一步地,所述服务器处理器被进一步配置成将存储在所述服务器存储器中的所述第一组数据、操作参数和/或软件指令的所述第一日期或版本定期推送到所述装置。
进一步地,系统还包括:电池,所述电池具有电池处理器以及配置成与所述装置操作地耦接的电池存储器,在所述电池存储器中存储有第三组数据、操作参数和/或软件指令,所述第三组数据、操作参数和/或软件指令与第三日期或版本相关;以及用于与所述装置处理器和所述装置存储器通信的通信接口,并且所述电池处理器与所述电池存储器和所述通信接口能操作地通信,所述电池处理器被配置成:查询所述装置处理器以取回存储在所述装置存储器中的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令的所述第二日期或版本;将存储在所述装置存储器中的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令的所述第二日期或版本与存储在所述电池存储器中的所述第三组数据、操作参数和/或软件指令的所述第三日期或版本相比较;如果所述第二日期或版本晚于所述第三日期或版本,则将存储在所述装置存储器中的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令取回到所述电池存储器,从而用从所述电池存储器上传的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令来替换存储在所述电池存储器中的所述第三组数据、操作参数和/或软件指令;以及如果所述第二日期或版本早于所述第三日期或版本,则将所述第三组数据、操作参数和/或软件指令上传到所述装置存储器以更新所述装置存储器,从而用从所述电池存储器上传的所述第三组数据、操作参数和/或软件指令来替换存储在所述装置存储器中的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令。
进一步地,所述电池被进一步配置成在所述第二组数据、操作参数和/或软件指令替换所述电池存储器中的所述第三组数据、操作参数和/或软件指令之后与所述装置解除耦接并耦接至第二装置,所述电池处理器被进一步配置成:将与存储在所述装置存储器中的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令相关的日期或版本标识符和与存储在所述第二装置的存储器中的第四组数据、操作参数和/或软件指令相关的日期或版本标识符相比较;如果所述第二组数据、操作参数和/或软件指令的日期或版本标识符晚于所述第四组数据、操作参数和/或软件指令的日期或版本标识符,则将存储在所述电池存储器中的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令通信到所述第二装置的存储器,从而用存储在所述电池存储器中的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令来替换存储在所述第二装置的存储器中的所述第四组数据、操作参数和/或软件指令;以及如果所述第四组数据、操作参数和/或软件指令的日期或版本标识符晚于存储在所述电池存储器中的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令的日期或版本标识符,则将存储在所述第二装置的存储器中的所述第四组数据、操作参数和/或软件指令通信到所述电池存储器并且保存存储在所述第二装置的存储器中的所述第四组数据、操作参数和/或软件指令,从而用存储在所述第二装置的存储器中的所述第四组数据、操作参数和/或软件指令来替换存储在所述电池存储器中的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令。
本发明还提供了一种用于更新数据、操作参数和/或软件的系统,包括:服务器,具有服务器存储器,在所述服务器存储器中存储有第一组数据、操作参数和/或软件指令,所述第一组数据、操作参数和/或软件指令与第一日期或版本相关;装置,所述装置具有装置存储器,在所述装置存储器中存储有第二组数据、操作参数和/或软件指令,所述第二组数据、操作参数和/或软件指令与第二日期或版本相关,所述装置还具有用于与所述服务器通信的通信接口,所述装置还包括装置处理器,所述装置处理器被配置成,如果所述第二组数据、操作参数和/或软件指令的所述第二日期或版本早于存储在所述服务器存储器中的所述第一组数据、操作参数和/或软件指令的所述第一日期或版本,则接收所述第一组数据、操作参数和/或软件指令以更新所述装置存储器,从而用从所述服务器存储器接收的所述第一组数据、操作参数和/或软件指令来替换存储在所述装置存储器中的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令;电池,具有电池处理器和配置成与所述装置操作地耦接的电池存储器,在所述电池存储器中存储有第三组数据、操作参数和/或软件指令,所述第三组数据、操作参数和/或软件指令与第三日期或版本相关;以及用于与所述装置处理器和所述装置存储器通信的通信接口,并且所述电池处理器与所述电池存储器和所述通信接口能操作地通信,所述电池处理器被配置成:查询所述装置处理器以取回存储在所述装置存储器中的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令的所述第二日期或版本;将存储在所述装置存储器中的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令的所述第二日期或版本与存储在所述电池存储器中的所述第三组数据、操作参数和/或软件指令的所述第一日期或版本相比较;如果所述第二日期或版本晚于所述第三日期或版本,则将存储在所述装置存储器中的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令取回到所述电池存储器,从而用从所述电池存储器上传的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令来替换存储在所述电池存储器中的所述第三组数据、操作参数和/或软件指令;以及如果所述第二日期或版本早于所述第三日期或版本,则将所述第三组数据、操作参数和/或软件指令上传到所述装置存储器以更新所述装置存储器,从而用从所述电池存储器上传的所述第三组数据、操作参数和/或软件指令来替换存储在所述装置存储器中的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令。
进一步地,所述电池被进一步配置成在所述第二组数据、操作参数和/或软件指令替换所述电池存储器中的所述第三组数据、操作参数和/或软件指令之后与所述装置解除耦接并耦接至第二装置,并且所述电池处理器被进一步配置成:将与存储在所述装置存储器中的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令相关的日期或版本标识符和与存储在所述第二装置的存储器中的第四组数据、操作参数和/或软件指令相关的日期或版本标识符相比较;如果所述第二组数据、操作参数和/或软件指令的日期或版本标识符晚于所述第四组数据、操作参数和/或软件指令的日期或版本标识符,则将存储在所述电池存储器中的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令通信到所述第二装置的存储器,从而用存储在所述电池存储器中的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令来替换存储在所述第二装置的存储器中的所述第四组数据、操作参数和/或软件指令;以及如果所述第四组数据、操作参数和/或软件指令的日期或版本标识符晚于存储在所述电池存储器中的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令的日期或版本标识符,则将存储在所述第二装置的存储器中的所述第四组数据、操作参数和/或软件指令通信到所述电池存储器并且保存存储在所述第二装置的存储器中的所述第四组数据、操作参数和/或软件指令,从而用存储在所述第二装置的存储器中的所述第四组数据、操作参数和/或软件指令来替换存储在所述电池存储器中的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令。
进一步地,系统还包括服务器处理器,所述服务器处理器被配置成:定期查询所述装置存储器,以取回存储在所述装置存储器中的所述第二组数据、操作和/或软件指令的所述第二日期或版本;以及如果所述第一日期或版本晚于所述第二日期或版本,则将存储在所述服务器存储器中的所述第一组数据、操作参数和/或软件指令上传到所述装置存储器。
进一步地,所述装置处理器还被配置成:定期查询所述服务器,以取回存储在所述服务器存储器中的所述第一组数据、操作参数和/或软件指令的所述第一日期或版本;以及如果所述第一日期或版本晚于所述第二日期或版本,则将存储在所述服务器存储器中的所述第一组数据、操作参数和/或软件指令取回到所述装置存储器。
进一步地,所述服务器处理器被进一步配置成将存储在所述服务器存储器中的所述第一组数据、操作参数和/或软件指令的所述第一日期或版本定期推送到所述装置。
本发明的其他特征和优点结合附图根据以下详细描述将变得一目了然,附图经由实例的方式示出了本发明的特征。
附图说明
图1示出了通过利用机械胸部按压装置对病人执行胸部按压的方法。
图2是图1的机械胸部按压装置的透视图,示出了装置的底侧和前侧。
图3是图1的机械胸部按压装置的透视图,示出了除去的底盖板和后盖板。
图4A是根据本发明的电池组的透视图,示出了设置在电池组前侧上的电池闩锁。
图4B是图4A的电池组的透视图,示出了设置在电池组后侧上的连接器、指示器和按钮。
图5是示出了本发明的电池组的一个实施例的各种组件的分解透视图。
图6a至图6d是根据本发明的原理的电池管理系统的实施例的示意图。
图7是使用本发明的电池的实施例作为载体病毒传输数据、信息和/或软件程序或指令的示意图。
具体实施方式
本发明的各个实施例涉及提供用于给移动设备,特别是医疗装置供电的可充电电池。本发明的实施例在需要电池在可预测的时间段内提供大量电流时特别有利。而且,本发明的实施例包括控制电池操作的所有方面的电池管理系统,还包括其中存储有与电池有关的在电池的使用寿命期间发生的事件的存储器。而且,电池管理系统的实施例包括利用不同电池化学成分(battery chemistry)调节电池的能力,并且还能够通过通信端口来更新。
尽管参照机械按压装置描述了本发明的各个实施例,但是本领域技术人员立即要理解的是,这些实施例不限于给此装置供电。事实上,此使用仅仅是示例性的,根据本发明的各个实施例的电池可以用于给任意装置供电,具体地,给医疗装置供电,其中此电池的性能满足了该装置的设计要求。
当根据本发明的各个实施例的电池与机械按压装置一起使用时,电池必须能够给机械按压装置供电足够长的时间以便不仅仅在现场治疗病人,而且还可以在将病人从现场运送至护理中心期间治疗病人。然而,经验表明病人的体积和体重是确定电池在治疗期间的电流损耗量的因素。相应地,治疗比一般病人大的病人需要消耗电池的更多电流。
例如,研究发现胸厚、胸宽和胸围是影响给机械按压装置供电的电池的电流损耗量的因素。其他研究表明一般成年男性的平均胸厚为9.4英寸,平均胸宽为12.2英寸,平均胸围为39.7英寸。参见Young,JW,RF Chandler,CC Snow,KM Robinette,GF Zehner,MSLofberg等的题为Anthropometric and Mass Distribution Characteristics of theAdult Female(成年女性的人体测量和质量分布特性),FAA Civil AeromedicalInstitute(FAA 民用航空医学协会,FAA民航医学研究所),Okalhoma City(俄克拉荷马市),OK,Report(报告)No.FAA-AM-83-16,1983;Anthropometry and Mass Distributionfor Human Analogues(用于人类模拟的人体测量和质量分布):Volume 1(第一卷):Military Male Aviators(军事男性飞行员),Report No.USAFSAM-TR-88-6,March(3月),1988;Haslegrave,CM等的题为"Characterizing the anthropometric extremes of thepopulation(表现群体的人体测量极限)",Ergonomics(人类工程学),29:2,pp.281-301,1986;Diffrient,N,AR Tilley,JC Bardagy等人的Human Scale 1/2/3(人类尺度(或人性尺度)1/2/3),The MIT Press(麻省理工出版社),Cambridge(剑桥大学),MA,1974;和PeopleSize Pro Software(人类尺寸专家软件),Open Ergonomics Ltd.(开放式人机工程学有限公司),34Bakewell Road,Loughborough,Leicestershire,LEI 1 5QY,UnitedKingdom,其全部通过引用并入本文。可以针对普通体型的病人维持机械按压装置的操作至少三十分钟,针对大于普通体型的病人维持至少二十分钟的电池是有利的。
现在详细的参照附图,其中类似的参考编号在几个图中指的是类似的或对应的元件,在图1中示出了装在病人1上的胸部按压皮带。胸部按压装置2利用皮带3施加按压,该皮带3具有皮带右部3R和皮带左部3L。胸部按压装置2包括皮带驱动平台4和按压皮带套筒5(其包括皮带)。皮带驱动平台包括病人抵靠在其上的壳体6、用于拉紧皮带的构件、设置在壳体上的处理器和用户接口。皮带包括拉力带18和19以及皮带两端的宽负载分配部16和17。用于拉紧皮带的构件包括附接至驱动线轴的电机,皮带在使用过程中缠绕在驱动线轴上并拉紧。胸部按压装置的设计,如本文所示,得到轻型机电胸部按压装置。完全组装的胸部按压装置仅29磅重,因此在长距离内是可手提的。装置本身大约22.0到23.0磅重,该电池,在本发明的至少一个实施例中,为2磅到5.0磅重,优选约3磅重。皮带套筒约0.8磅重,用于固定病人的拉力带的重量约1.6磅。
图2示出了从上方看见的胸部按压装置的后侧23。在图2的透视图中,普通体型的病人的臀部和病人的腿的后面会延伸超过下部的缓冲器。装置围绕相对于壳体横向取向的坚固槽型梁41构建。槽型梁支撑装置抵抗在按压期间产生的力。槽型梁还充当皮带套筒附接至此的结构。
槽型梁41形成延伸穿过装置的横向宽度的槽。在按压期间,皮带设置在槽中并沿槽行走。皮带附接至横跨槽的驱动线轴42。
图3示出了胸部按压装置2的内部组件。电机79可操作用于通过离合器80和变速箱(传动箱)81向驱动线轴42提供转矩。附接至电机上侧的制动器82可操作用于制动驱动线轴的运动。制动轮毂直接连接至电机的转子轴。
电机79和制动器82由全部安装在前盖板60内侧上的处理器单元83、电机控制器84和功率分布控制器控制。处理器单元包括计算机处理器、非易失性存储器装置和显示器。
处理器单元设置有用于控制功率控制器和电机控制器的软件。处理器单元、功率控制器和电机控制器一起构成能够精确控制电机的操作的控制系统。因此,按压的时间和力针对不同体积的病人进行自动精确的控制。
图2和图3还示出了电池室121靠近病人头部的位置。电池组和电池室的位置和设计允许快速更换电池。室背面的弹簧挤出电池组,除非将电池组全部正确地插入室中。电池组一端上的闩锁卡合电池室121中的接收器以便在将电池组插入电池室中时将电池组保持在电池室中。凹部120显示电池室121内侧的弹簧位置。电池室端部的塑料格栅122加固凹部。
图4A和图4B是分别示出了电池组的前侧205和后侧210的电池组200的透视图。在将电池组插入电池室121(图3)中时电池组的前侧205面向外面且对用户可见。如图4A所示,前侧205包括卡合电池室121中的接收器以便将电池组200保持在电池室内的闩锁215。图4A中还示出了设置在电池组的前端的顶侧上的一对突起耳片217。这些耳片与闩锁协作以便通过防止电池的顶部在电池插入期间向上拱,迫使闩锁与电池闩锁接收器或电池室的突出部分正确卡合来确保电池正确安装在电池室中。
电池组的后侧210,如图4B中所见,包括连接至电池室121中的连接器以便机械按压装置的控制器或处理器和电池组200之间可以电连接的连接件220。连接器不仅允许电流从电池组流动以便给机械按压装置供电,而且还提供电池组和控制机械按压装置的操作的处理器或计算机之间的数据流、编程命令和其他信息,比如电池充电状态、放电率、放电的剩余时间等。类似地,连接器220可以配置为与电池充电器中的连接器连接以便给电池组的电池充电,并提供充电器和电池组之间的数据流、软件程序或命令和/或其他信息。还要设想的是,连接器220可以用于将电池组连接至通信网络,该通信网络允许电池组和也与该网络连接的其他计算机、服务器、处理器或装置之间的信息流动。要理解的是,网络可以是有线网络,比如,例如,以太网,或者可以是无线网络。网络可以是局域网,或者可以是广域网,比如WLAN或互联网。
状态指示器225,例如其可以是一个或多个发光二极管(LED)或类似装置,也设置在电池组200的后端210上以便提供,例如,电池组的充放电状态、影响电池组操作的任意故障的存在或对电池用户有用的其他信息的直观指示。还包括按钮230,按钮230例如可用于启动电池组的重置。可替代地,按钮230可用于启动诊断试验,其结果可以用状态指示器225显示。在其他实施例中,按下按钮230可以启动电池组中的处理器的其他功能,例如包括但非限制地,确定电池的剩余容量,通过使用状态指示器225等显示故障码。
图5是电池组200的分解透视图。该分解视图中的电池组200已经倒置了图4A和图4B的视图。电池组具有底部外壳234和顶部外壳232。具有电池闩锁236、杆底座238和杆闩锁240的电池闩锁组件在将电池组插入电池室中时安装在电池组的面向外面的一侧,并利用底部外壳和顶部外壳固定到位。杆闩锁240具有插入形成在电池闩锁236的一面中的凹槽或槽口243中的翼241,杆底座238安装在底部外壳上以便将杆闩锁240枢轴保持在外壳中。按压弹簧254设置在电池闩锁236的底端和顶部外壳232之间。突部255设置在电池闩锁238的顶端,并配置为凸出通过槽口251,该槽口251延伸通过底部外壳234的厚度。以这种方式,电池闩锁236可以由用户操纵以卡合突部255并将突部255与位于机械按压装置中的闩锁接收器分离以便将电池组插入电池室并释放电池组以从电池室121中拆除。
设置在电池组的后端210的是电池入口板242,其上安装有连接器220、指示器225和按钮230(图4B)。入口板256利用一个或多个螺钉250安装在底部外壳232上。入口板还可以利用一个或多个螺钉256紧固在顶部外壳252上。在一些实施例中,防水垫片262可以用于防止流体侵入电池组的内部。而且,标签(label,标识,标记)260可以用于相对于可以由指示器225提供的各种指示向用户提供信息。
其上安装有处理器、存储器和电气电路的用于管理电池的各种操作的电池管理板244(下面更详细的描述)利用螺钉或其他紧固件258安装在电池组件246上。电池组件246包括一个或多个电池(或电池芯)248。电池248可以是利用各种电池化学物品,比如镍金属氢化物、氢化锂、锂离子等的电池。电池管理板244和电池组件246还可以包括一对干扰防护板266,这对干扰防护板安装在电池组件246的左右两侧上以防止独立的电池248的端子无意接触组件的其他部分,由此提供防止电池短路的防护罩。
电池组200还包括至少一个通风孔264,示出设置在顶部壳体中以允许给电池组通风,从而防止在电池组充电或放电期间形成由电池248产生的潜在易燃或易爆气体。尽管示出设置在顶部外壳中,但本领域技术人员要理解的是,通风孔可以设置通过电池组的任意壁或侧。通风孔264可以是延伸通过电池组的壁或侧的简单孔。可替代地,通风孔264可以包括过滤构件265,比如屏幕或疏水膜以防止颗粒或流体或水分进入电池组的内部。这些通风孔的其他优点在于一个或多个通风孔在电池组的内部和外部之间提供压力均衡,比如在将电池组运输至较高或较低高度时可能会出现。
上文描述的机械按压装置需要可靠的电源来操作。对于要求装置可以使用三十分钟或更长的时间以向急救中的病人提供复苏来说,这并非不寻常。机械按压装置的电机的转矩和功率需求在按压期间需要将近七十安培的电流峰值。如果利用电池向控制按压的电机不能传递足够的电流,则电压下降并且电机可能无法产生足够的转矩来确保病人胸部的完全按压。
本发明的发明人已经意识到具有非常低的总内电阻是确保当电池处于恒定功率消耗时延长电池和其可靠操作的关键。已经发现对要求大功率的装置有用的一个这样的电池化学成分是利用锂离子化学成分的电池,比如可从A123系统公司获得的ANR26650M1-A或ANR26650M1-B型号的锂离子电池。
图6a至图6d是示出了根据本发明的电池组300的一个实施例的示意图。电池组300包括11个Li离子化学电池,比如上述ANR26650M1-A or ANR26650M1-B型号的电池。每个电池提供3.3伏,11个电池串联连接以便总共提供36.3伏。利用这些电池,可以制造根据本发明的原理的电池组的一个实施例,大约为三磅重。已经发现这个电池传递在1550瓦和2000瓦之间的电力,并优选传递1800瓦的峰值功率。这提供了所需的重量功率比。而且,还发现这个实施例能够传递略低于100瓦/小时的能量。尽管11个电池用于该示例性实施例,但可以使用更多或更少的电池,这主要取决于待供电的装置的需求。
为了提供操作按压装置的电机所需的电流的量,本发明人发现最小化电池组的内部电阻很重要。相应地,所使用的锂离子(Li离子)电池应该具有较低的内部DC电阻,优选地每个电池低于15毫欧姆,更优选低于12.5毫欧姆。
尽管Li离子电池能够提供在更长的时间段内操作机械按压装置所需的电压和电流,但在电池的放电阶段和再充电期间必须注意,以便确保电池在期望使用寿命内继续运作。众所周知,Li离子电池不应该过度充电,也不应该过度放电。相应地,本发明的各个实施例包括监测并控制电池的放电和再充电周期的能力。下面将更详细地讨论这些实施例。
如前面所述的,11个Li离子电池310利用主电源总线320串联连接。总线320具有正极侧和负极侧,或接地侧,对DC电路而言是典型的。总线320将电池提供的直流电通过接口330传递至负载(在该实例中为机械按压装置)。如图6a至图6d所示,接口330是具有7个连接管脚(pin,引脚)的管脚连接器。可替代地,可使用插座,或者可使用大于或小于7个管脚或插座的管脚和插座的组合。
总线320的正极侧与接口330的管脚7连接。类似地,总线320的负极侧与接口330的管脚6连接。接口的管脚1-5用于传送涉及电池组的监测和控制的各个信号,以及与正在供电的装置进行通信,从而使信息和控制信号可以在电池组和被供电装置之间交换。下面将更详细地讨论包含这些特征的本发明的各个示例性实施例。
再次参照图6a至图6d,总线320的正极侧包括用于保护电路免受过电流环境的影响的保险丝342。保险丝342例如可以是30安培的保险丝。在这种情况下,大于30安培的通过保险丝342的持续的电流流动可使保险丝断开,从而断开由总线320构成的电路并停止来自电池的电流流动。尽管未示出,但同样具有熔断丝检测器电路,其监测保险丝,如果保险丝被熔断,则向组控制器(pack controller)提供保险丝被熔断的信号。组控制器然后可以提供指示电池不适合使用的信号。此信号例如可以是LED颜色的变化,或某些其他状态指示器的激活或停用。可替代地,电池组控制可以向由电池供电的设备提供信号,该设备然后可以向用户提供电池还没准备使用的指示。
主总线320的正极侧还包括多个n沟道场效应晶体管(n-FET)340、350和360。这些n-FET提供电路的开关和控制。使用N-FET,因为它们提供符合最小化电池的总内部电阻的设计要求的非常低的电阻开关。n-FET的另一个独特功能是能够传导大电流负载,而不损坏且不产生过多的热量。已经发现适用于本发明的各个实施例的n-FET的一个实例为可从第吉基公司(Digi-Key Corporation)获得的IRLS3036型号。
在典型的设计中,p-FET装置被用作开关并放置在主总线的高侧(high side,高压侧)。然而,p-FET的导通电阻是n-FET装置的两倍以上。因此,为了处理与n-FET装置相同的电流,需要几个并联连接的p-FET。而且,使用几个p-FET还需要使用散热器来耗散接通p-FET时所产生的热。这不利地限制电池组内的空间。
类似地,n-FET装置通常用于主总线的低侧(low side,低压侧)以便在总线中打开并断开电流。然而,在这种情况下使用n-FET中断电池接地,这可能会造成电路中的噪声并干扰电池管理系统电路的各个元件之间的通信。相应地,本发明已经将n-FET开关放置在总线的高侧中,从而提供总线的有效开关,而不产生使用p-FET时可能出现的多余的热量。将n-FET放置在总线的高侧也消除了断开电路的接地问题。
在某些实施例中,一个或多个电阻器,比如电阻器370和380,可以插入主总线电路的负极侧或低压侧。这些电阻器提供碰触主总线以监测流过电路的电流的各个方面的能力。例如,在一个实施例中,电阻器370跨接了电池平衡和主要(初级)保护电路的输入线,下面更详细地讨论。电阻器370的典型值例如为2.5毫欧姆。
在另一实施例中,电阻器380可以跨接充电状态监测器(也称为“气体压力表”)。在该实施例中,电阻器380的值例如可以是5毫欧姆。
在充电和放电期间单独监测每个电池310以分别控制充电和放电的速率。在一个示例性实施例中,如图6a至图6d所示,独立的电池分接线(tap line)390与每个电池连接并与电池监测和平衡电路400连接。
主要保护(初级保护)
在充电期间,单独监测每个电池的电压以防止电池过度充电。在一个示例性实施例中,微芯片上的监测系统,例如其可以是电池组保护和监测集成电路(IC)410(比如可从O2Micro获得的OZ890),用于控制各种电池的充电。在这种布局中,电池监测线390向IC 410的代表性管脚输入(pin input,或引线输入)提供正信号。例如,电池1利用IC 410的输入线BC1进行监测,依次类推直至电池11,该电池11利用IC 410的输入线BC11进行监测。
如果IC 410的控制电路检测到电池中的不平衡,则IC 410给适当的外部排放控制线(external bleed control line)CB1-CB11提供信号。如图6a至图6d所示,当将外部排放控制线上的信号施加给n-FET 420的栅极时,允许电流在n-FET 420的源极和漏极之间传递,然后穿过电阻器430,这使得绕过电池并停止给电池充电。如从图6a至图6d可以看出,每个电池具有与IC 410电气连通的自己专门的电阻器和n-FET的组合,用于监测每个电池并防止每个单独的电池过度充电。
电池平衡和主要保护IC 410还可以在某些实施例中用于监测电池组的总电压。例如,当所有电池获得最大电压时,IC 410可以向n-FET 350的栅极发送低信号以便打开n-FET 350的源极和漏极之间的沟道,并因此打开主总线电路320。由此停止通过电池充入电流,并因此中断充电过程。
类似地,IC 410在电池放电期间监测电池上的电压。当电池上的电压降至阈值电平以下,例如21伏时,IC 410驱使线450上的信号为低的(low),进而关闭中断主总线电路的n-FET 360。这防止了通过除去电池中的太多电荷而可能导致的对电池的损坏,这可能会导致电池的寿命缩短。
IC 410还可以包括并控制设计为监测电池组和/或单独电池的温度以防止过热的温度测量功能。在该实施例中,一个或多个热敏电阻器460用于通过线470向IC 410提供温度信号。如果IC 410确定电池的温度太高或太低,则IC 410可以驱使n-FET 350和360中的任一个或两个为低的,从而打开主总线320并隔离电池组。要理解的是,尽管为了清晰起见仅示出了单条线470,但线470包括适当数量的导体以监测在与IC 410通信的温度监测电路中使用的所有热敏电阻器的功能。
IC 410还可以通过提供线480上的故障信号来提供故障状态的直观指示,该故障信号然后可以用于使LED 490发光。主要保护电路感测到的故障状态的视觉信号表明电池组通过IC 410呈现非功能性并且可以要求对电池组进行修理或维护。
次要保护(辅助保护,次级保护)
本发明的某些实施例还可以包括对灾难性故障的次要保护或过电压保护。此次要保护可以由各种电路提供,所述电路设计为监测电池组的电压和/或通过主总线的电流流动并在超过电流或电压的一些阈值时采取行动。在一个实施例中,此保护可以由集成电路500,比如,例如,可从O2Micro获得的OZ8800提供。本领域技术人员要知道,根据电池组中使用的电池数量,可能需要不止一个IC 500。例如,OZ8800二级电平电池保护集成电路可以监测3-7个单独电池。因此,当使用11个电池时,需要两个OZ8800。
IC 500监测监测线312上的每个电池的电压。在某些实施例中,可以采用时间延迟,提供存在的临时过电压状态。当由于电压没有落回到可接受的范围内而超过时间阈值时,IC 500通过故障线510向n-FET 340发送低信号(low signal)以关闭(断开)n-FET 340。每个电池由类似电路监测。
从图6a至图6d应看出,上述n-FET处于正常断开状态,除非向每个n-FET的栅极施加正电压。因此,导致电压降至栅极上n-FET的阈值以下的电平的任意故障将导致n-FET打开,由此向电池和电池管理电路提供额外保护。
气体压力表
本发明的另一实施例包括监测电池组中剩余的有用电荷量的“气体压力表”功能。此气体压力表功能可以使用集成电路来提供,该集成电路设计为执行不同任务,比如基于使用时间、放电率和电池的温度来计算使用状态和待用状态的剩余电池容量。此电路还可以确定从近满充电至近满放电状态的放电周期过程中的真正的电池容量。
图6a至图6d示出了此气体压力表电路600的一个实例。电池组的监测利用集成电路610,比如可从德州仪器公司获得的bq2060A来完成。IC 610结合外部EEPROM 620一起工作。EEPROM 620存储用于IC 610的配置信息,比如电池中使用的化学成分、电池的自放电率、各种比率补偿系数(factor)、测量校正和电池设计电压和容量。可以改变所有这些设定以允许系统与各种电池类型一起使用。而且,IC 610可以通过后侧总线电路630与中央处理器和存储器通信。以这种方式,IC 610和EEPROM 620可以利用来自中央处理器的控制信号进行配置,以容纳由系统中包括的其他电路检测并识别的或由用户手动识别的不同类型的电池。在替代实施例中,IC 610还可以与组控制器协作以便在低电流消耗中利用嵌入软件中的适当控制命令增加气体压力表的报告准确性,该控制命令控制组控制器和气体压力表的操作以实现执行该功能所需的算法。
通常情况下,气体压力表功能由IC 610结合IC 800一起执行以通过监测从电池输入或移出的电荷量来确定满充电电池容量和任何时间点剩余的电量。另外,IC 610测量在电阻器380上检测的电池电压、电池温度和电流。在某些实施例中,IC 610也可以评估电池的自放电率,还可以监测电池的低压阈值。如上所述,IC 610通过监测电阻器380上的电压来测量电池的充放电的量,该电阻器380位于(串联连接的电池中的)第一电池310的负极端子和电池组的负极端子之间。可用电池电荷根据测得的电压并通过校正环境和操作状态的测量来确定。
IC 610还可以测量电池组的温度以便执行上述估计和调整。在一个实施例中,热敏电阻器640邻近电池组的一个或多个电池安装以便能够测量电池组的一个或多个电池的温度。IC 610在测量一个或多个电池的温度的同时,通过向线路660提供适当信号来驱动n-FET 650的栅极为高电平,以将偏置电压源连接至热敏电阻器640。一旦完成测量,IC 610将n-FET 650的栅极驱动为低电平,从而打开n-FET并由此从偏压源断开热敏电阻器640。
每当给电池充电时都可以重置IC 610,使得所报告的电池中剩余电荷量是准确的。下面将更详细地描述的电池组管理电路或组控制器800通过重置线路670提供信号以将n-FET 680的栅极驱动为高电平。这使电流流过n-FET 680,从而将重置信号提供给IC 610以重置IC 610的电池容量计数器。
在另一实施例中,IC 610可以包括防止对存储在IC 610或EEPROM 620中的参数进行未授权访问的密封/启封(解封)功能。组控制器800可以通过线路680发送信号将n-FET690的栅极驱动为高电平,其关闭n-FET 690,允许命令和数据在IC 610和EEPROM 630之间流动。此数据例如可以包括更新的校正信息等。在替代实施例中,IC 610和EEPROM 630之间的数据流可以只利用来自组控制器的软件指令进行控制以便控制IC 610和EEPROM 630,而不需要n-FET 690。
组控制器
在本发明的另一实施例中,电池管理系统包括充当由电池管理系统执行的各个功能的整体管理者的组控制器800。组控制器800通常是集成电路,虽然可使用执行相同功能的分立电路,这主要取决于电池组范围内可用空间量。
例如,组控制器800可以是低或超低功率微控制器,比如可从德州仪器公司获得的MSP430F2418混合信号控制器。此控制器可以包括存储器,比如随机存取存储器或闪存以便提供电池管理系统的各个功能的快速而有效的执行。组控制器800还具有通过一条或多条通信总线(比如后侧总线630和前侧总线810)与外围装置、电路或存储器通信的功能。通信总线通常使用通信协议,比如I2C总线(飞利浦公司的商标)或系统管理总线(SMBus)。下面更详细地描述SMBus。
适当的软件指令用于对组控制器800的功能进行编程。此软件包括配置通信协议接口(比如SMBus接口)的命令。软件还配置组控制器以监测关键电池组参数,可以通过通信线路810、820、822、后侧总线630、前侧总线810和检测线路824以及未示出的将来可以添加的其他通信线来获得这些参数。
在适当进行编程时,组控制器800也与一个或多个存储器装置(比如事件档案EEPROM 900)进行通信。此档案例如具有(但不限于)64千字节的存储器,该存储器可用于存储在电池组的充放电周期期间出现的各事件的历史,比如总充电量、总排放能量的量、电池温度、发生的任意故障或与单独电池和/或用于管理并控制电池操作的各个电路有关的其他信息。
还可以对组控制器800进行编程以与存储器和/或处理器(比如EEPROM 1000)进行通信。在图6a至图6d中所示的示例性实施例中,EEPROM 1000可以位于由电池组供电的机械按压装置中,或者可以结合到电池组中并配置为由待通过电池供电的装置访问。在该实例中,组控制器800通过前侧总线810与机械按压装置中的EEPROM 1000和/或处理器通信,其通过连接器330访问机械按压装置中的类似总线。以这种方式,可以在电池组和由电池组供电的装置之间建立双向通信连接以允许信息在电池组和被供电装置之间交换。例如,当使电池组与被供电装置连通时,更新的操作参数或命令(包括更新的软件)可以从被供电装置加载到电池组中。类似地,可以将事件档案EEPROM 900中包含的信息从存在于电池组中的任意存储器传输至EEPROM 900或配置为通过后侧总线810通信的任意其他存储器(比如便携式存储器装置)。
要理解的是,该通信功能还允许电池与除由电池供电的装置之外的其他装置通信。例如,通常情况下,将电池组从被供电装置上拆下以进行再充电。当电池组与电池充电器连接时,电池充电器可以用于从电池组的一个或多个存储器检索信息,和/或通过前侧总线810将更新的数据、信息、编程指令或软件传输至电池。这种通信过程将典型地使用用于能够在位于充电器中或其他设备中的处理器与电池组的电池组控制器800之间进行信息交换的通信协议(例如SMBus协议)中阐述的多种信息交换和通信对话来管理。在某些实施例中,在将电池插入待供电的装置中时,电池还可以涓流充电,其中被供电的装置还与外部电源连接。
本发明的其他实施例可以包括在电池组插入电池充电器或被供电的设备(例如机械按压设备)时的识别性能(由组控制器800管理)。例如,组控制器800可以利用适当软件和/或硬件指令来进行配置以向IC 410和IC 500提供信号,从而向n-FET 340、350和360的栅极提供高信号以关闭这些开关并由此只在检测电路1100通过线路824向组控制器800发送指示电池组正确安装在待供电装置中的适当信号时在连接器330的正极管脚和负极管脚处提供全电池电压。
在一个实施例中,组控制器800监测与机械开关或联锁装置连接的线路,当将电池正确插入充电器或待供电的装置中时机械开关或联锁装置被强制关闭。在另一实施例中,组控制器800监测与电池连接器的一个或多个管脚连接的线路。当通过该信号线收到适当的信号时,组控制器800确定电池插入充电器或待供电装置中,并向上述n-FET 340、350和360的栅极提供高信号。该实施例特别有利的地方在于组控制器800可以编程为仅在接收特定信号时作出响应,从而确保在向n-FET 340、350和360的栅极提供高信号之前将电池插入设计为容纳电池的特定类型或构造的充电器或待供电的装置中。
这些实施例的优点在于防止电池在连接器330的正负端子之间出现意外短路的情况下放电。考虑到电池组的电池中存储的能量的量,此放电可能是灾难性的。因此,在该实施例中,只有将电池组正确安装在配置为向检测电路1100提供适当信号的装置中时,电池组的连接器330的正负端子之间才有电压,由此在电池组不与充电器或待供电的装置(比如上述机械按压装置)连接时提供电池组的安全操作、存储和运输。
组控制器800还可以编程为提供密码访问以允许改变存储在EEPROM 900和620中的设置和参数,并提供适当信号以便在故障情况下驱动LED 490。还可以包括其他性能,配置成使用适当软件和/或硬件件指令向电池管理系统提供其他功能。例如,这些功能可以包括驱动显示器指示电池中剩余的总电量等。可从德州仪器公司获得的题目为“MSP430F241x,MSP430F261x Mixed Signal Microcontroller(MSP430F241x、MSP430F26lx型混合信号微控制器)”、SLAS541F-2007年6月-2009年12月修订的文献中包含可以并入组控制器800(尤其当组控制器800是MSP430F2418(或这种控制器系列的其他成员)时)中的各种功能的更完整描述,该文献的全部内容由此通过引用并入本文。
智能总线通信
如显而易见的是,并入本发明的各个实施例的各个处理器和集成电路以及逻辑系统由于它们能够通过前侧总线320和后侧总线630彼此通信而能够作为一个统一的系统运行。在某些实施例中,利用系统管理总线(SMBus)规范来执行通过这些总线的通信。SMBus是双线接口,其他电路中,各个系统组件芯片,比如IC 410、IC 610、次要保护系统500、事件档案900、EEPROM 1000和组控制器800可以彼此通信并且可以与系统的其余部分通信。与SMBus规范有关的进一步信息包含在“System Management Bus(SMBus)SpecificationVersion 2.0(系统管理总线(SMBus)规范版本2.0)”,SBS Implementers Forum(SBS实施者论坛),2000年8月3日中,其全部内容由此通过引用并入本文。
升压电路
发明人发现,在本发明的某些实施例中,驱动n-FET闭合所需的电压超过可从电池组获得的电压。例如,利用需要10伏偏置电压的n-FET,该n-FET需要偏置电压加上电池电压的驱动电压来充分驱动n-FET以允许适当电压穿过n-FET,从而给电池充电或放电。相应地,包括有升压电路以增加提供给n-FET的栅极的电压,从而驱动n-FET以传导由电池提供的电流。
本领域技术人员将理解n-FET在本发明中的使用会导致对复杂电路(比如升压电路)的需求。此复杂性可利用p-FET来消除。然而p-FET的使用被发现是不利的,因为需要几个p-FET来处理可以由单个n-FET处理的相同电流。另外,利用多个p-FET产生的热要求增设一个或多个散热器来散热,在小型电池中这可能需要比可用空间更大的空间。而且,众所周知,p-FET的导通电阻至少是n-FET的导通电阻的两倍,从而使电池组的整个内部电阻增加。
数据的病毒传输
再次参照图6a至图6d,电池组300包括多个处理器和控制器,比如组控制器800、主要保护电路410、IC 510和存储器(比如EEPROM 1000、EEPROM 900和EEPROM 620)等。处理器配置为控制电池的操作,存储器配置为在其他数据和信息中存储用于控制电池和/或软件编程的操作的操作参数,该软件编程用于对处理器进行编程并进行控制以执行软件设计者所要求的任务。另外,存储器可以存储与操作参数和/或软件有关或相关联的信息,例如,比如与参数或软件的特定版本相关联的版本号,或者存储器还可用于累积并存储与电池或设备的使用有关的数据、电池、充电器或由电池供电的设备的性能特征或系统配置以及与电池、充电器或由电池供电的设备的操作有关的维护数据。
另外,由电池存储并由电池传输至充电器或由电池供电的设备且由电池从充电器或由电池供电的设备传输的数据还可以包括与已经与电池通信的相应电池或设备的部件有关的历史信息,其中数据包括允许对数据进行分析以确定单独电池、充电器或设备部件的操作历史和/或性能的标识符。在某些实施例中,数据还可以包括识别充电器或设备的位置的位置数据以便于在需要定位充电器或设备的情况下对充电器和设备进行定位。
由电池供电的可以从本发明的各个实施例中获益的设备的实例包括,但不限于,电池供电的医疗装置、除颤器、机械按压设备以及通常不通过有线或无线通信网络连接的任何其他设备,仍然要求以周期为基础进行跟踪和/或更新以确保装置或设备利用可用的最新数据、配置信息、性能规范、操作参数和软件编程进行操作。
利用可充电电池来给设备供电的系统中的一个常见要素为需要给电池重新充电。通常,为了减轻利用电池的设备的重量,如果设备设计为便携式,则可从设备上拆除电池,以便电池可以在设备外侧进行充电。因此,不要求便携式设备包括电池充电电路。
通常将电池插入专用电池充电器中便于重新充电。在本发明的一个实施例中,充电器包括处理器和存储器。处理器利用可以嵌入处理器中的软件指令进行控制,或者软件指令可以存储在存储器中并根据需要由处理器从存储器中检索。此编程和控制方案为本领域技术人员所熟知,且在本文中不进行详细描述。
利用本发明的各个实施例,电池可以具有存储在电池的存储器中的操作参数或软件指令的更新修订。当将“更新”电池插入充电器中时,电池的处理器、充电器或这两者利用充电器的存储器中存在的版本检查电池的存储器中的操作参数或软件的版本。如果电池上的版本晚于充电器的存储器中存储的版本,则充电器的存储器利用电池上存在的操作参数和/或软件的更新版本进行更新。
可替代地,如果充电器的存储器中存在的操作参数和/或软件的版本晚于电池的存储器中存储的版本,则将充电器中存储的操作参数和/或软件的较后的版本下载到电池中。以这种方式,操作参数和/或软件程序的更新版本可以在用于给设备供电的一批电池上进行传播。
在本发明的另一实施例中,电池被用作载体以分布或检索在使用电池和/或设备期间产生的数据。此数据例如可以包括但不限于历史操作数据、维护数据等。
在其他实施例中,由电池供电的一个或多个充电器或设备的多个部件可以通过通信系统(比如互联网或其他有线或无线网络)或通信线路与集中式网络或服务器通信。通过这种方式,更新的数据、操作参数、配置信息和软件程序可以通过网络上的处理器或由合适软件适当配置而成的服务器推送至与网络或服务器通信的一个或多个充电器和/或设备的多个部件。可替代地,一个或多个充电器或设备的多个部件可以定期查询网络或服务器以确定网络或服务器上是否存在需要从网络或服务器下载到充电器或设备部件的更新的数据、操作参数、配置信息和软件程序,如果存在,则从网络或服务器接受更新的数据、操作参数、配置信息和软件程序并将它们存储在充电器或设备部件的存储器中。当接下来将电池插入存储器中存储有更新的数据、操作参数、配置信息和软件程序的充电器或设备部件中时,将更新的数据、操作参数、配置信息和软件程序下载到电池的存储器中。当接下来将电池插入存储器中没有存储有更新的数据、操作参数、配置信息和软件程序的充电器或设备中时,电池然后将更新的数据、操作参数、配置信息和软件程序上传至充电器或设备部件的存储器,由此有利于在由电池供电的充电器和设备的多个部件的用户基础上快速分布更新的数据、操作参数、配置信息和软件程序。
图7是根据本发明的各个实施例的作为载体的电池的使用的示意图。将更新的数据、信息或软件编程(以下统称为“数据”)1305传送至充电器1310。可以通过与充电器1305通信的计算机来将数据1305传送至充电器1310。可替代地,充电器1310可以连接至网络、服务器或其他数据源。
在替代实施例中,电池A 1315可以包含数据1305,并在将电池A 1315插入充电器1310中进行重新充电时将数据1305传送至充电器1310。在该实施例中,在将电池1315插入被供电装置中时(如虚线1325所示),更新数据1305可能已经通过被供电装置1320中的处理器存储在电池的存储器中。
一旦将数据1305传递至充电器1310的存储器,如果电池1330的存储器尚未包含数据1305,则接下来要插入充电器1310中的电池,在这种情况下为电池B 1330可以变成数据1305的载体。假设数据1305是位于电池B 1330的存储器中的早期数据的后期版本,电池的处理器(比如组控制器800)将控制从充电器1310将数据1305下载到电池B 1330的存储器。
在将电池B 1330插入被供电装置1320中时,装置1320和电池B 1330的处理器通信以确定存储在装置1320的存储器中的数据是存储在电池B 1330的存储器中的数据的早期版本还是后期版本。如果存储在装置1320的存储器中的数据是早期版本,则将数据1305从电池B 1330的存储器上传至装置1320。如果存储在装置1320的存储器中的数据是比数据1305晚的版本,则处理器可以决定将数据的后期版本下载到电池B 1330,用后期版本替代数据1305以进一步传输到其他装置、充电器和电池,或者处理器可以决定不发生传递,且不将数据1305上传到装置1320。
假设电池B 1330具有存储在其存储器中的数据1305的最新版本,下次将电池B1330插入充电器(例如,比如充电器1335)中时,通过与充电器1335的处理器通信的电池B1330的处理器重复处理,以确定电池B 1330或充电器1335是否具有数据的最新版本。根据该确定,或者将电池B 1330中的数据上传至充电器1335的存储器(在此现在可以更新其他电池),比如电池C 1340中的数据,或者将新的数据版本从充电器1335下载到电池B 1330。
假设电池B 1330已经将数据1305上传到充电器1335的存储器,接下来插入充电器1335中的电池(这里为电池C 1340)还可以在插入充电器1335中时使存储器中的数据更新。在将电池C 1340插入装置1335中时,电池C 1340然后可以将更新数据1305传输至被供电装置1345
该过程像病毒一样继续,即,其以有助于确保每个电池、充电器和被供电装置利用最新数据、信息和/或软件编程进行操作的自动方式将更新数据从充电器分布至电池并分布至被供电装置。
尽管已经示出并描述本发明的几种特定形式,但是在不背离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种修改。
Claims (5)
1.一种用于更新数据、操作参数和/或软件指令的系统,包括:
电池,所述电池具有存储有第一组数据、操作参数和/或软件指令的电池存储器以及电池处理器;
装置,被配置成与所述电池存储器操作地通信,所述装置由电池供电,所述装置具有
装置存储器,在所述装置存储器中存储有第二组数据、操作参数和/或软件指令;
用于与服务器通信的通信接口,以及
装置处理器,被配置成监测所述装置的操作历史和使用有关的信息,并且将所述信息存储为所述第二组数据、操作参数和/或软件指令;以及
充电器,具有充电器处理器和充电器存储器,所述充电器处理器被配置成在所述电池插入所述充电器内的情况下与所述电池存储器建立通信,
其中,所述装置处理器被配置成在与所述电池的通信建立的情况下将所述第二组数据、操作参数和/或软件指令从所述装置发送到所述电池,
其中,所述电池处理器将所述第二组数据、操作参数和/或软件指令与存储在所述电池存储器中的所述第一组数据、操作参数和/或软件指令相比较,
其中,如果所述第二组数据、操作参数和/或软件指令比所述第一组数据、操作参数和/或软件指令新,则所述电池处理器被配置成将所述第二组数据、操作参数和/或软件指令存储到所述电池存储器作为所述第一组数据、操作参数和/或软件指令;
其中,在所述电池解除与所述装置的通信并被放置为与所述充电器通信的情况下,所述充电器处理器将存储在所述充电器存储器中的第三组数据、操作参数和/或软件指令与所述第一组数据、操作参数和/或软件指令相比较,
其中,如果来自所述电池的所述第一组数据、操作参数和/或软件指令比存储在所述充电器存储器中的所述第三组数据、操作参数和/或软件指令新,则所述充电器处理器被配置成存储所述第一组数据、操作参数和/或软件指令作为所述充电器存储器中的所述第三组数据、操作参数和/或软件指令;
其中,所述充电器处理器被配置成
与服务器建立通信,以及
将所述第三组数据、操作参数和/或软件指令传送到所述服务器;以及
所述服务器被配置成从所述充电器接收所述第三组数据、操作参数和/或软件指令,并且将所述充电器的所述第三组数据、操作参数和/或软件指令与存储在服务器存储器中的第四组数据、操作参数和/或软件指令相比较,如果所述第三组数据、操作参数和/或软件指令比所述第四组数据、操作参数和/或软件指令新,则所述服务器被配置成存储所述第三组数据、操作参数和/或软件指令作为所述服务器存储器中的所述第四组数据、操作参数和/或软件指令。
2.根据权利要求1所述的系统,其中,存储在所述装置存储器中的所述第二组数据、操作参数和/或软件指令包括与特定装置相关联的设备标识符。
3.根据权利要求2所述的系统,其中,存储在所述电池存储器中的所述第一组数据、操作参数和/或软件指令以及存储在所述充电器存储器中的所述第三组数据、操作参数和/或软件指令包括所述设备标识符。
4.根据权利要求1所述的系统,其中,所述充电器处理器经由网络连接与所述服务器通信。
5.根据权利要求4所述的系统,其中,所述网络连接是无线网络连接。
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