CN114840070A - 备用电池、通信设备及其方法 - Google Patents

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Abstract

在一些实施例中，本发明提供了一种通信设备，其包括被配置为在常规操作期间向通信设备供应能量的常规内部能量存储器，以及被配置为在应急操作期间向通信设备供应能量的备用内部能量存储器。通信设备被配置为响应于检测到常规内部能量存储器的电荷状态已经达到预定水平，从常规操作模式切换到应急操作模式并且从常规内部能量存储器消耗能量切换到从备用内部能量存储器消耗能量。

Description

备用电池、通信设备及其方法
背景技术
通常，诸如移动电话之类的通信设备通过连接到诸如用于能量存储能量的电池之类的电源来供电。如果电池的能量供应耗尽，则需要将通信设备插入外部电源，否则设备将关闭并禁用其所有功能。除此之外，更现代的手机包括不可更换的电池，这意味着用户无法与他人更换电池来拨打电话，或者无法携带单独的电池作为设备的备用电池。如果用户没有可用的充电器，或者没有可以插入充电器的电源连接，或者没有单独的移动电源(powerbank)，那么用户在需要与另一方通信的情况下，尤其是在应急情况下，选项可能会很有限。
因此，本发明所期望的是一种通信设备，其包括一种向通信设备供应能量而不需要单独的设备的方式。
发明内容
提供发明内容以用简化形式介绍概念的选择，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。发明内容不旨在找出所要求保护的主题的关键特征，也不打算将其用于确定要求保护的主题范围。
背景技术中描述的至少一些缺点通过一种通信设备和一种用于向通信设备提供备用能量的方法来解决。
在一个方面，一种通信设备包括被配置为在常规操作期间向所述通信设备供应能量的常规内部能量存储器、被配置为在应急操作期间向所述通信设备供应能量的备用内部能量存储器，以及至少一个处理器。该至少一个处理器连接到与所述常规内部能量存储器和所述备用内部能量存储器相连的充电放电电路。通信设备还包括其上存储有指令的至少一个存储器，响应于所述至少一个处理器的执行，所述指令使所述处理器进行至少用于操作所述通信设备的动作，通过常规操作模式来控制所述常规内部能量存储器，通过应急操作模式来控制所述备用内部能量存储器。所述动作包括管理所述通信设备的功能并控制所述常规内部能量存储器和所述备用内部能量存储器，通过常规操作模式控制常规内部能量存储器和通过应急操作模式控制备用内部能量存储器，以及，在响应检测到所述常规内部能量存储器的电荷状态已达到预定水平，使所述通信设备从所述常规操作模式切换到所述应急操作模式，并使所述通信设备从消耗来自所述常规内部能量储存器的能量切换到消耗来自所述备用内部能量储存器的能量。
动作还可以包括，在使通信设备从所述常规操作模式切换到所述应急操作模式之前，使所述通信设备在自动或手动重启之前关闭。动作还可以包括提供用于选择在从常规操作模式切换到应急操作模式之前是否自动使通信设备关闭的界面。从所述常规内部能量存储器到所述备用内部能量存储器的所述切换可以通过连接到所述至少一个处理器的开关来进行。
动作还可以包括在所述应急操作模式期间的至少以下之一：使用所述通信设备的至少一个收发器对预先记录的应急号码执行应急呼叫；向所述预先记录的应急情况号码发送和接收短信；使用所述通信设备的一个或多个相机来捕获和发送照片或视频，并获取所述通信设备的地理位置。动作还可以包括，在所述应急操作模式期间，获得所述通信设备的地理位置，并将所述地理位置附加到应急呼叫、短信、照片和视频中的至少一个。
在所述应急操作模式期间，动作还可以包括至少以下之一：使所述通信设备的一个或多个相机以低分辨率捕获照片和视频，使得能够在减少电池使用的情况下使用经调整或减少的显示器照明，在显示图像时降低刷新率，在显示视频时降低帧率，以及将同时使用的处理器内核数量减少到最低功能数量。
在一些方面，当对通信设备进行充电时，至少一个处理器控制充电放电电路引导来自外部电源的电荷首先对所述备用内部能量存储器进行充电，然后在对所述备用内部能量存储器充电后，对所述常规内部能量存储器进行充电。
在一些方面，所述常规内部能量存储器和所述备用内部能量存储器中的至少一个可以是可充电电池，其中，所述可充电电池是锂离子聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池或铅酸电池。
在一些方面，所述备用内部能量存储器是由所述应急操作模式控制的所述常规内部能量存储器的功能分区，作为虚拟备用内部能量存储器。
在一些方面，所述地理位置是由全球导航卫星系统(GNSS)传感器从多个卫星接收信号以通过所述至少一个处理器的计算来推断所述通信设备的所述地理位置而获得的，或通过来自地面蜂窝通信天线的信号来增强GNSS而获得的，或由惯性导航系统而获得的，或它们的组合而获得的。
因此，本公开的通信设备能够使用两个内部能量存储器，一个被配置用于常规操作，一个被配置为用于应急情况，其中，后者将要执行的操作限制为比常规操作消耗更少能量的应急操作。因此，本公开的通信设备使用户能够具有这样的安全性，即如果他们的通信设备能量耗尽，用户仍然可以选择使用替代的、备用的内部能量存储器来在通常需要其他资源(例如移动电源)的情况下，执行许多可以帮助他们的操作。
在一个方面，本发明提供了一种用于向通信设备提供备用能量的方法。该方法包括由至少一个处理器通过充电放电电路接收表示通信设备的常规内部能量存储器的电荷状态的电信号。该方法还包括测量所述常规内部能量存储器的所述电荷状态。该方法还包括响应于确定常规内部能量存储器的所述电荷状态已经达到预定水平，触发所述通信设备的操作模式从常规操作模式切换到应急操作模式，以及将所述通信设备的电源从所述常规内部能量存储器切换到备用内部能量存储器，所述备用内部能量存储器被配置为仅在应急操作期间向所述通信设备供应能量。
该方法还可以包括，在从所述常规操作模式切换到所述应急操作模式之前，在以所述应急操作模式自动或手动重启之前关闭所述通信设备。
该方法可以进一步包括，在应急操作模式期间，至少以下之一：使用所述通信设备的收发器对预先记录的应急号码执行应急呼叫；向所述预先记录的应急情况号码发送和接收短信；使用所述通信设备的一个或多个相机来捕获和发送照片或视频，并获得所述通信设备的地理位置；在减少电池使用的情况下使用经调整或减少的显示器照明，在显示图像时降低刷新率或帧率，并将同时使用的处理器内核数量减少到最低功能数量。
该方法还可以包括，在所述应急操作模式期间，获得所述通信设备的地理位置，并将所述地理位置附加到应急呼叫、短信、照片和视频中的至少一个。
该方法还可以包括控制所述充电放电电路引导来自外部电源的电荷首先对所述备用内部能量存储器进行充电，然后在对所述备用内部能量存储器充电后，对所述常规内部能量存储器进行充电。
在该方法的一些方面，常规内部能量存储器或备用内部能量存储器为可充电电池，其中，所述可充电电池为锂离子聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池或铅酸电池。在该方法的一些方面，所述备用内部能量存储器是由所述应急操作模式控制的所述常规内部能量存储器的功能分区，作为虚拟备用内部能量存储器，其中，该方法还包括通过所述通信设备的软件用户界面调整虚拟备用内部能量存储器的分配电源。
该方法可以进一步包括选择从常规操作模式到应急操作模式的切换是在通信设备仍然开启时出现，还是在通信设备关闭之后手动或自动出现。
以上概述不包括本公开的所有方面的详尽叙述。预期本公开包括可以从以上概述的各个方面的所有适当组合以及在以下具体实施方式中公开的并且在与本申请一起提交的权利要求中特别指出的那些可实施的所有系统和方法。这种组合具有上述概述中未具体列举的优点。本发明的其他特征和优点将从附图和以下具体实施方式中显而易见。
附图说明
本公开的具体特征、方面和优点将参照以下描述和附图得到更好的理解，其中：
图1(a)(b)示出了包括本公开的通信设备100a和通信设备100b的不同非限制性示例实施例的示意图。
图2A-图2B示出了包括本公开的电池管理系统200a和电池管理系统200b的不同实施例的示意图。
图3示出了根据实施例的由本公开的通信设备启用的应急操作300。
图4描绘了用于向通信设备提供备用能量的方法400，该方法由通信设备的至少一个处理器执行存储器中的指令来执行。
具体实施方式
在以下描述中，参考了通过图解方式示出各种实施例的附图。此外，下面将通过参考几个示例来描述各种实施例。应当理解，实施例可以包括设计和结构的改变而不脱离要求保护的主题的范围。
本公开提供了一种通信设备、一种备用内部能量存储器以及一种用于向通信设备提供备用能量的方法。与传统的通信设备相比，本公开的通信设备除了常规内部能量存储器(Normal Internal Energy Storage)(例如，电话电池)之外，还包括被配置为在应急情况下为通信设备供电的补充备用内部能量存储器(Backup Internal Energy Storage)。例如，如果通信设备在用户可能没有手机充电器、没有连接充电器的电源插座或充电的移动电源不可用的情况下能量耗尽，则用户可能仍然能够使用通信设备用于应急操作，例如拨打应急电话或向一个或多个应急号码发送短信，计算通信设备的地理位置，拍摄照片或视频，和/或将地理位置数据添加到电话、短信、图片或视频中。
在通信设备的处理器接收到指示常规内部能量存储器的电荷状态的信号并确定电荷状态已经低于预定水平之后，处理器将通信设备的操作模式从常规操作模式切换到应急操作模式(例如，通过切换或调整通信设备的操作系统)，从而触发从常规内部能量存储器到备用内部能量存储器的切换。因此，在通信设备内配置备用内部能量存储提供了不需要任何其他设备来为通信设备供电的好处，这尤其在通信设备能量耗尽的应急情况下可能是有益的。
图1(a)(b)示出了包括本公开的通信设备100a和通信设备100b的不同非限制性示例实施例的示意图。
参照图1(a)，通信设备100a包括配置成在常规操作期间向通信设备100a供应能量的常规内部能量存储器102。通信设备100a还包括备用内部能量存储器104，其被配置为仅为应急操作向通信设备100a提供能量。通信设备100a因此被配置为根据常规内部能量存储器102的电荷状态使用常规内部能量存储器102或备用内部能量存储器104，其中，两个能量存储器都放置并连接在通信设备100a内的一个区域中。通信设备100a还包括至少一个存储器106，其包括用于至少操作通信设备100a并通过常规操作模式控制常规内部能量存储器102的指令和通过应急操作模式控制备用内部能量存储器104的指令。普通内部能量存储器102或备用内部能量存储器104为可充电电池，可以是锂离子聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池、铅酸电池或任何其他类型的可充电电池。因此，在本公开中，术语“电池”和内部能量存储器将可互换使用以指代可由通信设备使用的可充电电池。
在本公开中，如在常规内部能量存储器102中使用的术语“常规”是指与应急情况相比，在常规情况下可用于通信设备的标准操作，例如拨打电话、发送短信、拍摄高分辨率照片或视频、操作应用程序、浏览互联网和/或通信设备提供的任何其他功能。术语“通信设备”是指能够在其自身(发送设备)和接收设备之间传输数据、指令和信息的任何类型的硬件。在一些实施例中，通信设备是移动电话，例如被配置为连接到互联网并实现多个交互以及下载和使用多个应用的“智能”电话。在其他场景中，通信设备可以包括能够托管至少两个内部能量存储器的任何其他通信设备，例如个人数字助理(PDA)、平板电脑、笔记本电脑、个人计算机等。因此，常规操作的范围也可能与通信设备的类型有关，以智能手机为例，常规操作可能比“哑巴(dumb)”手机更全面、更耗电。另外，此处所使用的术语“应急操作”是指在常规内部能量存储器已经耗尽能量的情况下，仅使用通信设备与用户的应急联系人相关信息进行通信。在应急操作期间允许的操作通常是消耗较少能量并且由备用内部能量存储器供电的操作。在本公开中，用于描述常规内部能量存储器102和备用内部能量存储器104的术语“内部”是指将能量存储器定位在通信设备外壳内而不是外部能量存储器，例如移动电源或通过充电器连接到电源插座。因此，本公开的能量存储设备被配置为使得用户可能不需要携带额外的外部能量存储设备来启用应急操作。
通信设备100a还包括至少一个处理器108，其被配置为执行存储器106中的指令以管理通信设备100a的功能和控制常规的内部能量存储器102和备用内部能量存储器104等。至少一个处理器108可以连接到对应的充电放电电路110a和充电放电电路110b，该充电放电电路110a和充电放电电路110b分别链接到常规内部能量存储器102和备用内部能量存储器104。当常规内部能量存储器102处于电荷状态达到预定水平时，至少一个处理器108将通信设备100a的操作模式从正常操作模式切换到应急操作模式(例如，通过切换或调整通信设备的操作系统以仅允许应急操作)，并触发从消耗来自正常内部能量存储器102的能量到消耗来自备用内部能量存储器104的能量的切换。
在一些实施例中，至少一个处理器108在切换操作模式之前，在应急操作模式下自动或手动重启并从常规内部能量存储器102切换到备用内部能量存储器104之前，关闭通信设备100a。可以执行手动重启，例如当用户希望在应急情况下使用通信设备时，按下通信设备的按键或按钮。在一些实施例中，存储器106进一步包括指令以使得能够选择从常规操作模式到应急操作模式的切换在常规内部能量存储器102耗尽之后通信设备100a仍然开启时出现，或该切换在通信设备100a关闭后手动或自动完成。
重新启动通信设备因此触发从常规操作模式通过其对应的操作系统切换到提供减少功能的应急操作模式。切换操作模式会触发正在使用的内部能量存储器中的相应切换，从常规内部能量存储器切换到备用内部能量存储器。这可能与传统的备用电池系统和方法不同，传统的备用电池系统和方法可以基于触发诸如拨打应急号码时切换操作模式和相应的内部存储器，这可能会消耗备用内部能量存储器的能量，即使常规内部能量存储器可能有电；在使用相同的内部能量存储器的同时，可以将操作模式切换到“节电”模式，调整功能；或可能提出外部解决方案，例如要求用户更换电池(如果通信设备和电池设计允许的话)，或为通信设备充电，或将通信设备连接到外部移动电源等。
在常规内部能量存储器耗尽之后通过切换或调整操作系统到应急操作模式来切换操作模式，通过触发减少的功能(例如，仅允许低功率功能)来支持可分配给备用内部能量存储器的较低电量，从而达到节省电量的目的。这种减少的功能可以包括，例如，仅对预先记录的应急号码进行应急呼叫；或向预先记录的应急号码发送和接收短信；或使用通信设备的一个或多个相机拍摄和发送照片或视频；或获取通信设备的地理位置；或其以上组合。应急操作模式可进一步使得能够使用经调整/减少的显示器照明并减少电池使用和/或可在显示图像时降低刷新率和/或帧率。同时，所有其他电池消耗方面可能会被禁用，包括例如蓝牙无线电传输、Wi-Fi无线电传输、呼叫或向非应急号码发送短信、处理语音命令和/或提供多点触控界面功能(这可能会减少为单点触控功能)。在一些实施例中，应急操作模式将同时使用的处理器内核的数量减少到最小功能数量，以支持节能目的。为了说明的目的，使用市场上现有的操作系统作为示例，操作模式可以被视为例如iOSTM应急操作模式或AndroidTM操作系统应急操作模式，其可仅包括减少的功能。
通信设备100a还包括开关112，开关112被配置为能够从常规内部能量存储器102切换到备用内部能量存储器104。开关112可以是包括连接到充电放电电路110a和充电放电电路110b的一组或多组可移动电触点的机电开关，以根据它们的闭合或打开状态启用或禁用来自常规内部能量存储器102或备用内部能量存储器104的电流的通路以为通信设备100a供电。
通信设备100a还包括通信模块114，该通信模块114至少包括蜂窝位置收发器(Cellular Position Transceiver)，其可以帮助提供用于计算通信设备100a的定位的数据，以例如在应急情况期间收集地理位置数据。蜂窝位置收发器可以从蜂窝定位系统的天线接收和发送无线信号，以便通过诸如到达时间(Time of Arrival，ToA)、到达角(Angleof Arrival，AoA)和离去角(Angle of Departure,AoD)等方法来计算通信设备100a的定位。在一些实施例中，通信设备100a可以通过无线网络与其他计算设备(例如，其他通信设备、服务器等)通信。该网络可以包括例如毫米波(mmW)或毫米波和低于6GHz的通信系统的组合，例如第五代无线系统通信(5G)。在一些实施例中，系统可以通过无线局域网(Wi-Fi)进行连接。在一些实施例中，通信设备100a可以通过第四代无线系统通信(4G)进行通信连接，可以由4G通信系统支持，和/或可以包括其他有线或无线通信系统。
在一些实施例中，通信设备100a还包括传感器116，例如惯性测量单元(InertiaMeasuring Unit，IMU)、全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)传感器、加速度计、陀螺仪、光传感器、触觉传感器、眼动追踪传感器和麦克风等。IMU被配置为通过使用加速度计和陀螺仪的组合来测量和报告通信设备100a的速度、加速度、角动量、平移速度、旋转速度和其他数据。来自IMU的定位数据可用于补充来自通过IMU内的加速度计启用的定位的定位数据，可被配置为测量交互设备的加速度，包括由于地球引力场引起的加速度。在一些实施例中，IMU内的加速度计可以包括能够测量三个正交方向上的加速度的三轴加速度计。在一些实施例中，IMU内可以包括一个、两个、三个或更多个单独的加速度计。在一些实施例中，额外的的加速度计和陀螺仪可以与IMU分开包含。
GNSS传感器是具有天线的接收器，其使用具有一个或多个卫星网络的基于卫星的导航系统来提供通信设备100a的位置、速度和定时信息。来自IMU和GNSS传感器的定位数据可用于补充来自通信模块114的收发器的定位数据，这可有助于提供通信设备100a的更准确的地理位置，例如通过使用卡尔曼(Kalman)滤波器算法来计算。光传感器、触觉传感器、眼动追踪传感器和麦克风可用于捕获来自用户及其环境的输入细节。
通信设备100a还可以包括相机118，该相机118被配置为拍摄照片和/或视频，这些照片和/或视频例如可以在应急情况期间被发送以帮助定位通信设备100a的用户。在一些实施例中，至少一个处理器108还被配置为能够将地理位置附加到任何应急呼叫、短信、照片或视频。
通信设备100a还可以包括键盘120和显示器122。键盘120可以通过通信设备100a输入文本或客户端命令以供至少一个处理器108执行，并且显示器122可以实现查看内容和通过适当的图形用户界面(Graphical User Interface，GUI)选择选项。显示器122也可以是触敏显示器，并且通信设备100a可以不包括单独的键盘120。
存储器106可以被实现为适于存储应用程序指令的计算软件和硬件，这些应用程序指令在由至少一个处理器108执行时触发通信设备100a的多个操作。存储器106存储和管理常规操作模式和应急操作模式，允许基于正在使用的能量存储器来管理通信设备100a，其可以由作为通信设备100a的操作系统的一部分的至少一个处理器108操作。存储器106和处理器108可以一起为电池管理系统(Battery Management System，BMS)提供被配置为测量常规内部能量存储器102以及备用内部能量存储器104的多个参数(例如，温度、电压、电荷状态、健康状态等)的算法，以供用户监控。BMS可以进一步利用电池保护电路来保护常规内部能量存储器102和备用内部能量存储器104免于安全操作区域之外操作，安全操作区域是常规内部能量存储器102和备用内部能量存储器104可以在不遭受损坏的情况下操作的电压和电流。存储器106可以是能够存储可由至少一个处理器108访问的信息的任何合适的类型，包括计算机可读介质，或存储可以借助电子设备读取的数据的其他介质，例如硬盘驱动器、内存卡、闪存驱动器、ROM、RAM、DVD或其他光盘，以及其他可写和只读存储器。除了持久存储器之外，存储器106还可以包括临时存储器。
至少一个处理器108可以被实现为被配置为处理存储器106中的指令的计算硬件和软件，例如用于管理通信设备100a的功能和控制常规内部能量存储器102和备用内部能量存储器104。至少一个处理器108可以被实现为设计成支持移动操作系统中的应用的片上系统(System on Chip，SoC)处理器。至少一个处理器108因此可以提供操作环境，该操作环境提供所有系统能力以支持通信设备100a的应用，包括存储器管理、图形、处理、多媒体解码、电池管理、接收用户输入数据和/或图像数据生成用户交互数据，提供服务器请求，接收服务器响应，和/或提供用户交互数据，接收和处理来自传感器、来自通信模块114或来自其组合的位置、地点或其他数据。至少一个处理器108还能够实现模拟或数字信号处理算法，例如原始数据减少或过滤。在一些实施例中，至少一个处理器108通过执行被配置为测量常规内部能量存储器102和备用内部能量存储器104的多个参数(例如，温度、电压、电荷状态、健康状态等)的算法来实现存储在存储器106中的BMS，以供用户监控。至少一个处理器108可以包括多个内核，这取决于由制造商确定的通信设备提供的处理能力。指令可以由至少一个处理器108直接(例如，机器代码)或间接(例如，脚本)执行。指令可以以目标代码格式存储以供至少一个处理器108直接处理，或以任何其他计算机语言存储，包括脚本或独立源代码模块的集合，可以按需解释或提前编译。至少一个处理器108可以根据指令检索、存储或修改数据。例如，数据可以作为具有多个不同字段和记录的表、XML文档或平面文件存储在计算机寄存器中、关系数据库中。数据也可以被格式化为任何计算机可读格式。
在一些实施例中，当对通信设备100a进行充电时，至少一个处理器108控制充电放电电路110b引导来自外部电源124的电荷首先对备用内部能量存储器104充电，然后在对备用内部能量存储器104充电后，控制充电放电电路110a将来自外部电源124的电荷引导至常规内部能量存储器102。这样，备用内部能量储存器104在停电的情况下具有更高的充电概率，并确保通信设备100a有足够的电量来执行至少应急操作。
参照图1(b)，通信设备100b可以包括与图1(a)相同的元件，例如，常规内部能量存储器102、备用内部能量存储器104、至少一个存储器106和处理器108、通信模块114、一个或多个传感器116、以及一个或多个提供与图1(a)中相同功能的相机118。同样，通信设备100b可以连接到如图1(a)所示的外部电源124。然而，在图1(b)中，常规内部能量存储器102和备用内部能量存储器104是单个内部能量存储器126的功能分区，它们由存储器106中的常规操作模式和应急操作模式控制。这样的实现可以通过一种相应的算法实现，该算法定义了内部能量储存器126的总能量供应的特定百分比将分配给常规内部能量储存器102，而剩余百分比将分配给备用内部能量储存器104。一旦内部能量存储器126的常规内部能量存储器102部分的电荷状态低于特定水平，则至少一个处理器108可以继续将能量供应切换到备用内部能量存储器104。在一些实施例中，存储器106还包括指令，以允许通过可通过键盘120和显示器122访问的通信设备的软件图形用户界面(GUI)调整内部能量存储器126的分配电源。例如，父母可以为他们孩子的移动设备分配更多的能量供应用于备用内部能量存储器104，这样孩子就不会耗尽移动设备的所有电力，让他们可以选择仍然使用备用内部能量存储器104，但仅限于有限的应急操作。
图2A-图2B示出了包括本公开的电池管理系统200a和电池管理系统200b的不同实施例的示意图。电池管理系统200a和电池管理系统200b可以存储在通信设备的存储器中并且可以由至少一个处理器执行以使得能够管理常规内部能量存储器202和备用内部能量存储器204。
参照图2A，电池管理系统200a使用多个传感器(例如，温度、电压、电流、谐波和频率传感器)来确定电荷状态206(SOC)、温度208和电压210，两者都用于常规内部能量存储202和备用内部能量存储器204，并将信息传送到至少一个处理器以在通信设备的显示器中显示所述信息。SoC是指内部能量存储器相对于其容量的充电水平，并以百分比来衡量，其中0％表示能量存储器是空的，而100％表示能量存储器是满的。
电池管理系统200a可以利用电池保护电路来保护常规内部能量储存器202和备用内部能量储存器204免于安全操作区域之外操作，安全操作区域是能量存储器可以在不遭受损坏的情况下操作的电压和电流。这对于某些类型的电池可能尤其重要，例如锂离子电池，如果过度充电，可能容易损坏并产生安全隐患，包括火灾危险，如果过度充电，还可能会缩短电池的使用寿命。电池保护电路可以是集成电路(IC)，例如金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)，其可配置为将锂电池切换到电路中和电路外。MOSFET可以包括充电电路，如果在充电期间电压太高，该充电电路可以关闭。类似地，MOSFET可以包括放电电路，因此如果电池放电过快，或者电池电压过低，则MOSFET可以关闭放电电路并防止进一步放电。电池保护电路可以直接连接作为内部能量存储器的一部分(例如，作为安装在电池上的IC)，或者可以是连接到电池的单独电路。
参照图2B，电池管理系统200b管理常规内部能量储存器202和备用内部能量储存器204，如图2A所示，不同的是，常规内部能量存储器202和备用内部能量存储器204是单个内部能量存储器212的功能分区。这样的功能分区可以通过将电池配置为将一部分电源分配给常规操作而将剩余部分的电源分配给应急操作来实现。在一些实施例中，该分区可以是可从内部能量存储器212获得的总功率的百分比的逻辑分区。在一些实施例中，该分区可以是内部能量存储器212的子组件的物理分区(例如，配给常规内部能量存储器202的内部能量存储器212的第一分电池组，以及分配给备用内部能量存储器204的内部能量存储器212的第二组电池)。
另外，在图2B中，电池管理系统200b通过通信设备的配置设置选项通过从通信设备的显示器可访问的GUI来实现内部能量存储器212的功率水平容量调整214。这样的功率水平容量调整214设置使得能够配置内部能量存储器212，使得常规内部能量存储器202从分配给常规内部能量存储器202的内部能量存储器212的总电荷和分配给备用内部能量存储器204的剩余电荷中获得特定电荷百分比。在通信设备的主屏幕上，可以相对于正在使用的特定内部能量存储器显示SoC。
例如，用户可以使用功率水平容量调整214设置来配置内部能量存储器212，使得常规内部能量存储器202获得分配给内部能量存储器212的90％的电荷，而备用内部能量存储器204获得分配给内部能量存储器212的剩余10％的电荷。在该示例中，在通信设备的主屏幕上，当使用常规的内部能量存储器202时，尽管与内部能量存储器的总电荷相关联的实际SoC(90％)被分配给常规内部能量存储器202，但相对SoC可以显示为100％。同样，在通信设备的主屏幕上，当使用备用内部能量存储器204时，尽管与内部能量存储器的总电荷相关联的实际SoC(10％)被分配给备用内部能量存储器204，但相对SoC可以显示为100％。
图3示出了根据实施例的由本公开的通信设备启用的应急操作300。
应急操作300包括对预先记录的应急号码执行应急呼叫302；或向预先记录的应急号码发送和接收短信304；或使用通信设备的一个或多个相机来拍摄和发送照片306或视频308；或获取通信设备的地理位置312；或其以上组合。在一些实施例中，通信设备的至少一个处理器还被配置为能够将地理位置312附加到应急呼叫302、短信304、照片306或视频308中的任何一个。预先记录的应急号码是指电话号码已由用户创建的号码，可在出现导致常规操作无法正常操作的应急情况时拨打，并且可以是私人应急号码(例如，来自近亲)或公共应急号码(例如，911)中的一个或多个。在一些实施例中，至少一些预先记录的应急号码(例如公共应急号码)可以被默认配置而不由用户创建。
在一些实施例中，应急操作300还可以能够使用经调整/减少的显示器照明并减少电池使用，并且可能会在显示图像时降低刷新率和帧率。同时，所有其他电池消耗方面可能会被禁用，包括例如蓝牙、Wi-Fi、向非应急号码呼叫或发送短信、语音命令或显示多点触控功能，这些功能可能会被简化为单点触控功能。在一些实施例中，应急操作模式还能够将同时使用的处理器内核的数量减少到最小功能数量，例如，减少到仅一个处理器内核以支持节能目的。
图4描绘了用于向通信设备提供备用能量的方法400，该方法由通信设备的至少一个处理器执行存储器中的指令来执行。
方法400开始于块402，通过由至少一个处理器通过充电放电电路接收来自常规内部能量存储器的表示常规内部能量存储器的SoC的信号。方法400通过测量常规内部能量存储器的SoC在块404中继续。例如，至少一个处理器可以接收电模拟信号并将其转换为数字信号以测量常规内部能量存储器的SoC。在判定块406中，方法400通过检查常规内部能量存储器的SoC是否达到预定水平而继续进行。在肯定的情况下，该方法在块408中通过将通信设备的操作模式从常规操作模式切换到应急操作模式(例如，通过切换或调整通信设备的操作系统)来进行。在常规内部能量存储器的电荷状态未达到预定水平的否定情况下，方法400通过在框404中继续测量电荷状态而继续进行。在块410中，方法400通过触发从常规内部能量存储器到备用内部能量存储器的切换继续。
在其他实施例中，方法400还包括在切换操作模式之前，在应急操作模式下自动或手动重启之前关闭通信设备，并触发相应的从常规内部能量存储器到备用内部能量存储器的切换。可以执行这样的手动重启，例如当用户希望在应急情况下使用通信设备时，按下通信设备的按键。在又一实施例中，该方法还能够选择是在常规内部能量存储器耗尽后通信设备仍处于开启状态时出现切换操作模式，还是在通信设备关闭后手动或自动出现。
虽然在附图中已经描述和示出了某些实施例，但是应当理解，这些实施例仅是对广泛的发明的说明而不是限制，并且本发明不限于所示和描述的特定构造和布置，因为本领域技术人员可以想到各种其他修改。该说明书因此被认为是说明性的而不是限制性的。

Claims (20)

1.一种通信设备，其特征在于，所述通信设备包括：
常规内部能量存储器，所述常规内部能量存储器被配置为在常规操作期间向所述通信设备提供能量；
备用内部能量存储器，所述备用内部能量存储器被配置为在应急操作期间向所述通信设备提供能量；
至少一个处理器，所述至少一个处理器连接至与所述常规内部能量存储器和所述备用内部能量存储器相连的充电放电电路；和
其上存储有指令的至少一个存储器，响应于所述至少一个处理器的执行，所述指令使所述处理器进行至少用于操作所述通信设备的动作，通过常规操作模式来控制所述常规内部能量存储器并且通过应急操作模式来控制所述备用内部能量存储器，其中，所述动作包括：
管理所述通信设备的功能，并且控制所述常规内部能量存储器和所述备用内部能量存储器；和
响应于检测到所述常规内部能量存储器的电荷状态已达到预定水平：
使所述通信设备从所述常规操作模式切换至所述应急操作模式；和
使所述通信设备由消耗来自所述常规内部能量存储器的能量切换为消耗来自所述备用内部能量存储器的能量。
2.根据权利要求1所述的通信设备，其特征在于，所述动作还包括，在使所述通信设备从所述常规操作模式切换到所述应急操作模式之前，使所述通信设备在自动或手动重启之前关闭。
3.根据权利要求1所述的通信设备，其特征在于，所述动作还包括：
提供界面，用于选择在从所述常规操作模式切换到所述应急操作模式之前是否自动使所述通信设备关闭。
4.根据权利要求1所述的通信设备，其特征在于，从所述常规内部能量存储器到所述备用内部能量存储器的所述切换由连接到所述至少一个处理器的开关来进行。
5.根据权利要求1所述的通信设备，其特征在于，所述动作还包括，在所述应急操作模式期间，至少以下之一：
使用所述通信设备的至少一个收发器对预先记录的应急号码进行应急呼叫；
向所述预先记录的应急号码发送和接收短信；
使用所述通信设备的一个或多个相机来捕获和发送照片或视频；和
获取所述通信设备的地理位置。
6.根据权利要求1所述的通信设备，其特征在于，所述动作还包括，在所述应急操作模式期间：
获取所述通信设备的地理位置；和
将所述地理位置附加到应急呼叫、短信、照片和视频中的至少一个。
7.根据权利要求6所述的通信设备，其特征在于，所述地理位置是由全球导航卫星系统(GNSS)传感器从多个卫星接收信号以通过所述至少一个处理器的计算来推断所述通信设备的所述地理位置而获得的，或通过来自地面蜂窝通信天线的信号来增强GNSS而获得的，或由惯性导航系统而获得的，或它们的组合而获得的。
8.根据权利要求1所述的通信设备，其特征在于，所述动作还包括，在所述应急操作模式期间，至少以下之一：
能使所述通信设备的一个或多个相机以低分辨率捕获照片和视频；
能在减少电池使用的情况下使用经调整或减少的显示器照明；
显示图像时降低刷新率；
显示视频时降低帧速率；以及
将同时使用的处理器内核数量减少到最低功能数量。
9.根据权利要求1所述的通信设备，其特征在于，在对所述通信设备进行充电时，所述至少一个处理器控制所述充电放电电路引导来自外部电源的电荷首先对所述备用内部能量存储器进行充电，然后在对所述备用内部能量存储器充电后，对所述常规内部能量存储器进行充电。
10.根据权利要求1所述的通信设备，其特征在于，所述常规内部能量存储器和所述备用内部能量存储器中的至少一个为可充电电池，其中，所述可充电电池为锂离子聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池或铅酸电池。
11.根据权利要求1所述的通信设备，其特征在于，所述备用内部能量存储器是由所述应急操作模式控制的所述常规内部能量存储器的功能分区，作为虚拟备用内部能量存储器。
12.根据权利要求11所述的通信设备，其特征在于，所述动作还包括，通过所述通信设备的软件用户界面来调整所述虚拟备用内部能量存储器的分配电源，所述软件用户界面可通过相应的显示器和图形用户界面(GUI)访问。
13.一种用于向通信设备提供备用能量的方法，其特征在于，所述方法包括：
由至少一个处理器通过充电放电电路接收表示所述通信设备的常规内部能量存储器的电荷状态的电信号；
测量所述常规内部能量存储器的所述电荷状态；以及
响应于确定所述常规内部能量存储器的所述电荷状态已达到预定水平：
触发所述通信设备的操作模式从常规操作模式切换至应急操作模式；以及
将所述通信设备的电源从所述常规内部能量存储器切换到备用内部能量存储器，所述内部能量存储器被配置为仅在应急操作期间向所述通信设备提供能量。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：
在从所述常规操作模式切换到所述应急操作模式之前，在以所述应急操作模式自动或手动重启之前关闭所述通信设备。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括，选择从所述常规操作模式到所述应急操作模式的所述切换是在所述通信设备仍然开启时发生，还是在所述通信设备关闭之后手动或自动发生。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括，在所述应急操作模式期间，至少以下之一：
使用收发器对预先记录的应急号码进行应急呼叫；
向所述预先记录的应急号码发送和接收一个或多个短信；
使用所述通信设备的一个或多个相机来捕获和发送一个或多个照片或视频；
获取所述通信设备的地理位置；
在减少电池使用的情况下使用经调整/减少的显示器照明；
显示图像时降低刷新率或帧率；以及
将同时使用的处理器内核数量减少到最低功能数量。
17.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括，在所述应急操作模式期间：
获取所述通信设备的地理位置；和
将所述地理位置附加到应急呼叫、短信、照片和视频中的至少一个。
18.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括，控制所述充电放电电路引导来自外部电源的电荷首先对所述备用内部能量存储器进行充电，然后在对所述备用内部能量存储器充电后，对所述常规内部能量存储器进行充电。
19.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述常规内部能量存储器或备用内部能量存储器为可充电电池，其中，所述可充电电池为锂离子聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池或铅酸电池。
20.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述备用内部能量存储器是由所述应急操作模式控制的所述常规内部能量存储器的功能分区，作为虚拟备用内部能量存储器，并且其中，所述方法还包括，通过所述通信设备的软件用户界面来调整所述虚拟备用内部能量存储器的分配电源。
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