CN116057751A - 用于保护可充电电池的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于操作系统的方法，该系统包含至少一个可充电电池、具有存储器装置的数据处理设备、控制装置、至少一个传感器以及发射与接收装置，该方法具有以下方法步骤：‑借助于该至少一个传感器捕获数值；‑使用该发射与接收装置将所捕获的数值发射到该数据处理设备；‑将这些所捕获的数值与存储在该存储器装置中的阈值进行比较；‑在该存储器装置中存储所捕获的数值达到阈值的事件；以及‑如果达到第一阈值一次和/或如果达到第二阈值预定数量，则将该至少一个可充电电池从第一操作状态调整为第二操作状态。一种用于执行该方法的系统，其中，该系统包含至少一个可充电电池、具有存储器装置的数据处理装置、控制装置、至少一个传感器以及发射与接收装置。

Description

用于保护可充电电池的方法

技术领域

本发明涉及一种用于操作系统的方法，该系统包含至少一个可充电电池、具有存储器装置的数据处理设备、控制装置、至少一个传感器以及发射与接收装置。

本发明还涉及一种用于执行该方法的系统，其中，该系统包含至少一个可充电电池、具有存储器装置的数据处理装置、控制装置、至少一个传感器以及发射与接收装置。

背景技术

动力工具可以借助于一个或多个可充电电池提供电能并操作。虽然现代可充电电池(特别是基于锂离子技术的可充电电池)的结构相对坚固，但不适当的处理和极端的外部条件可能。这些外部条件可以包括，例如，外部温度高或湿度高。

现代可充电电池通常包含一个或多个传感器以及控制设备，以检测对可充电电池的各种影响。控制设备又包含存储器装置，该存储器装置包含所存储的阈值。相应地将传感器捕获的数值与阈值进行比较。因此，达到存储在存储器装置中的阈值用作可充电电池潜在损坏、故障和/或即将发生故障的指标。如果系统检测到所捕获的数值达到了阈值，就可以采取适当的措施。例如，措施可以是借助于显示设备向可充电电池的用户发出警告信号，其结果是，用户意识到可能存在的问题，并且不应再操作该可充电电池。

然而，与包含捕获和警告设备的这种可充电电池的相关的问题是，捕获和警告设备往往过早地发出警告信号，也就是说，甚至在可充电电池出现真正的技术问题之前就发出了警告信号。因为担心可能的危险，可充电电池不再使用，结果甚至被处理掉，尽管它仍然完全运作。

另外，还有一个问题是，尽管可充电电池已经出现了技术故障，但偶尔会不发出警告信号或者警告信号发出得太晚。

发明内容

因此，本发明的目的是解决上述问题；并提供一种用于操作系统的方法，该系统包含至少一个可充电电池、具有存储器装置的数据处理设备、控制装置、至少一个传感器以及发射与接收装置；并提供一种用于执行该方法的系统，该系统可以用于实现对可充电电池的功能的更好监测。

该目的分别通过独立权利要求1和6的主题来实现。本发明的进一步有利实施例在对应从属权利要求中找到。

该目的尤其通过一种用于操作系统的方法来实现，该系统包含至少一个可充电电池、具有存储器装置的数据处理设备、控制装置、至少一个传感器以及发射与接收装置。

根据本发明，该方法包括以下方法步骤：

-借助于该至少一个传感器捕获数值；

-使用该发射与接收装置将所捕获的数值发射到该数据处理设备；

-将这些所捕获的数值与存储在该存储器装置中的阈值进行比较；

-在该存储器装置中存储所捕获的数值达到阈值的事件；以及

-如果达到第一阈值一次和/或如果达到第二阈值预定数量，则将该至少一个可充电电池从第一操作状态调整为第二操作状态。

根据本发明的一个有利的实施例，可以通过将该至少一个可充电电池从该第一操作状态调整为第二操作状态，来至少暂时阻止来自该至少一个可充电电池的电能输出。这可以防止可能损坏的可充电电池进一步损坏。另外，电能输出受阻用作可充电电池发生故障和/或损坏的指标。

根据本发明的一个有利的实施例，可以通过将该至少一个可充电电池从该第一操作状态调整为第二操作状态，来至少暂时阻止到该至少一个可充电电池的电能摄入。这同样可以有效防止可能损坏的可充电电池进一步损坏。此外，电能摄入受阻用作可充电电池发生故障和/或损坏的指标。

根据本发明的一个有利的实施例，可以通过将该至少一个可充电电池从该第一操作状态调整为第二操作状态，来使该发射与接收装置发射至少一个信号。来自发射与接收装置的可由例如外部单元(例如智能手机)接收，并且可向用户指示可充电电池的故障和/或损坏。向使用再现设备或显示设备的外部单元(如智能手机)发出适当的信号使得可以向可充电电池的用户详细指示可充电电池或受影响部件的故障和/或损坏情况。

根据本发明的一个有利的实施例，可以通过将该至少一个可充电电池从该第一操作状态调整为第二操作状态，来改变存储在该存储器装置中的这些阈值。结果是，如果有这方面的进一步经验值，则可以将可充电电池调整为新的阈值。

另外，该目的借助于用于执行该方法的系统来实现。

根据本发明的一个有利的实施例，该数据处理装置可以采用外部IT基础设施的形式、特别是采用云计算的形式。这使得非常大量的数据可以被集中处理和存储。由于对采用云端形式的数据处理设备进行访问的可能方式一般比较简单，所以可以以相对简单的方式将数据和信息同时发射到多个可充电电池。此外，采用云端形式的数据处理设备使管理和更新大量的可充电电池更加容易。

根据本发明的一个有利的实施例，该至少一个可充电电池可以包含该数据处理装置。

进一步的优点将从以下对附图的描述中变得明显。在附图中展示了本发明的各种示例性实施例。附图、说明书和权利要求包含许多组合的特征。本领域技术人员也会方便地单独考虑这些特征并将它们组合来产生有用的进一步组合。

附图说明

在附图中：

图1示出了根据本发明的第一示例性实施例的系统，该系统具有第一可充电电池、具有存储器装置的数据处理设备、控制装置、至少一个传感器以及发射与接收装置；

图2示出了根据本发明的第二示例性实施例的系统，该系统具有第一可充电电池和外部数据处理装置；以及

图3示出了根据本发明的第二示例性实施例的系统，该系统具有第一可充电电池、外部数据处理装置以及第二可充电电池、第三可充电电池和第四可充电电池。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的第一示例性实施例的第一系统1，该第一系统具有可充电电池2、具有存储器装置4的数据处理设备3、控制装置5、至少一个传感器6以及发射与接收装置7。

在这种情况下，可充电电池包含壳体8、多个储能电芯9、具有存储器装置4的数据处理设备3、控制装置5、传感器6以及发射与接收装置7。

图2和图3示出了根据本发明的系统1的进一步示例性实施例。

储能电芯9也可以称为可充电电池电芯并且是基于锂离子技术的。

在本发明的本示例性实施例中，数据处理设备3包含存储器装置4。根据本发明的替代示例性实施例，存储器装置4也可以采用单独部件的形式。如果存储器装置4采用单独部件的形式，数据处理设备3和存储器装置4彼此连接。

可充电电池2的壳体8包含上侧8a、下侧8b、前侧8c和后侧8d。

接口装置10设置在壳体8的上侧8a上。接口装置10可以用于将可充电电池2可释放地连接到动力工具，以便将储存在储能电芯中的电能输出到动力工具。

该动力工具可以采用钻孔机、锤钻、无绳螺丝刀、锯、研磨装置等形式。动力工具未在图中展示。

另外，可充电电池2的接口装置10可以可释放地连接到充电设备(也称为充电器)，以便用电能为储能电芯9充电。

充电设备未在图中展示。

控制装置5定位于可充电电池2的壳体8的上侧8a附近，并且基本上用于监测和控制可充电电池2的操作。另外，控制装置5可以将可充电电池2改变为不同的操作状态。例如，有可能由于某种特定的事件，控制装置5可以将可充电电池2改变为既不能由储能电芯9吸收电能也不能由其输出电能的状态。这种操作状态的改变可能是由于可充电电池2或储能电芯9的可能故障。

发射与接收装置7定位于可充电电池2的壳体8的上侧8a的接口装置10中，并且用于信号发出和接收两者。借助于发射与接收装置7，信号可以从可充电电池2发射到外部单元或设备11，并可以从该外部单元或设备接收。

外部单元11可以是，例如，智能手机或另一个可充电电池2。

在本示例性实施例中，发射与接收装置7是基于蓝牙技术的。根据替代示例性实施例，发射与接收装置7也可以是基于RFID技术(射频识别)的、特别是基于NFC技术(近场通信)或任何其他无线数据传输技术的。如图1所示，发射与接收装置7连接到数据处理设备3、存储器装置4和控制装置5，其方式使得可以交换信号和数据。

传感器6同样定位于可充电电池2的壳体8的上侧8a附近。在本示例性实施例中，传感器6采用温度传感器(也就是说，温度计)的形式，并连接到数据处理设备3和控制装置5。如图1所示，温度传感器6连接到每个单独的储能电芯9，其方式使得可以捕获每个单独的储能电芯9的温度。

根据本发明的进一步示例性实施例，传感器6可以替代性地也采用陀螺仪传感器(或加速度传感器)、电压传感器或压力传感器的形式。传感器6基本上用于捕获储能电芯9的至少一个状态值，并将其发射到数据处理设备3。另外，还可以提供多于一个传感器6来捕获不同的状态值。

如图1所示，具有存储器装置4的数据处理设备3定位于可充电电池2的壳体8的上侧8a附近。数据处理设备3用于处理由传感器6捕获的可充电电池2或可充电电池2部件的状态值。控制装置5和数据处理设备3彼此连接，其方式使得可以在控制装置5与数据处理设备3之间交换信号和数据。

除其他事项外，阈值被存储或存入在存储器装置4中。借助于数据处理设备3，将由传感器6捕获的状态值与阈值进行比较。达到或超过阈值的所捕获的数值由数据处理设备3检测并存储在存储器装置4中。

此外，数据处理设备3还被配置成使得：即使由传感器6捕获的相应数值尚未达到或超过对应的阈值，特定状态值的被捕获次数也由数据处理设备3登记并存储在存储器装置4中。例如，借助于陀螺仪传感器捕获的加速度值仍低于相应阈值的发生次数因此由数据处理设备3登记并存储在存储器装置4中。

如果数据处理设备3借助存储在存储器装置4中的阈值登记了由传感器6捕获的可充电电池2的状态值已达到阈值，则向控制装置5发射对应的信号。借助于所发出的信号，控制装置5将可充电电池2从一个操作状态改变为另一个操作状态。因此，根据第一措施，如果采用温度传感器形式的传感器6捕获的储能电芯9的温度与所存储的温度阈值相对应，则控制装置5将阻止或防止储能电芯9进一步输出电能。储能电芯9的温度过高可以指示可充电电池2可能出现故障。然而，在这种情况下，还可以将阻止或防止从储能电芯9向动力工具输出电能限制在一定时间段内，直到储能电芯9的温度再次降到温度阈值以下。如果温度传感器6捕获的温度低于温度阈值，则可以再次从储能电芯9向动力工具输出电能。

如果传感器6捕获的可充电电池2的状态值已达到相应的阈值，则同样也可以阻止或防止到储能电芯9的电能摄入。

可以由发射与接收装置7将新阈值包括在存储器装置4中。在这种情况下，新阈值可以取代或补充已经存在的阈值。如果由于进一步的研究和开发工作或经验确定了更好的阈值，可充电电池2就会配备这些阈值。

此外，根据第二措施，由发射与接收装置7将对应的信号发射到可充电电池2的用户的智能手机11。由于所发出的信号，用户可以在智能手机上看到可充电电池2中可能出现故障的通知。

如图2所示，根据替代示例性实施例，数据处理设备3采用系统的外部或独立部件的形式。数据处理设备3包含发射与接收装置7，结果是可以在可充电电池2与外部数据处理设备3之间交换信号和数据。在本示例性实施例中，数据处理装置3采用外部IT基础设施的形式。外部IT基础设施是云计算(也被称为云端)。

根据本发明的该进一步的实施例，传感器6捕获可充电电池2的状态值，这些状态值借助于发射与接收装置7发射到采用云端形式的外部数据处理装置3。将所捕获的状态值与采用云端形式的数据处理装置3中所存储的阈值进行比较。如果所捕获的状态值已达到或超过对应的阈值，则由发射与接收装置7向可充电电池2发射对应的信号。该信号被转发到控制装置5。控制装置5对该信号进行解释和评估，并根据达到阈值的情况，在可充电电池2中执行特定措施。如上所述，适当的措施可以是阻止储能电芯9进一步输出电能。

另外，也可以将采用云端形式的数据处理设备3用作中央管理、控制和更新设备。如图3所示，采用云端形式的数据处理装置3可以同时与多个可充电电池2交换信号和数据。

如果为可充电电池2确定了改变后的温度阈值，则只在采用云端形式的数据处理设备3中存储这些温度阈值。在外部数据处理设备3中确定进行比较，以便确定由特定可充电电池2中的传感器6捕获的状态值是否已达到或已经超过了对应的阈值。

例如，如果借助于可充电电池2中的一个或多个传感器6捕获了与荷电状态或SoC或健康状态或SoH有关的状态值，则可以将这些状态值发射到采用云端形式的数据处理设备3。数据处理设备3可以基于所捕获的SoC和/或SoH的状态值，确定相应可充电电池2的剩余寿命。特别地，在可充电电池2向数据处理设备3发射在较长的时间段内或定期所捕获的SoC和/或SoH的状态值的情况下，这是有可能的。借助于外推或投影，可以借助于所捕获和存储的状态值来确定关于可充电电池2仍然完全运作的时间段的相对可靠的声明。通过收集不同可充电电池2的对应状态值并基于对其的计算来改进这种计算。

附图标记清单

1 系统

2 可充电电池

3 数据处理设备

4 存储器装置

5 控制装置

6 传感器

7 发射与接收装置

8 可充电电池的壳体

8a 壳体的上侧

8b 壳体的下侧

8c 壳体的前侧

8d 壳体的后侧

9 储能电芯

10 接口装置

11 外部单元

Claims (8)

1.一种用于操作系统(1)的方法，该系统包含至少一个可充电电池(2)、具有存储器装置(4)的数据处理设备(3)、控制装置(5)、至少一个传感器(6)以及发射与接收装置(7)，

其特征在于以下方法步骤

-借助于该至少一个传感器(6)捕获数值；

-使用该发射与接收装置(7)将所捕获的数值发射到该数据处理设备(3)；

-将这些所捕获的数值与存储在该存储器装置(4)中的阈值进行比较；

-在该存储器装置(4)中存储所捕获的数值达到阈值的事件；以及

-如果达到第一阈值一次和/或如果达到第二阈值预定数量，则将该至少一个可充电电池(2)从第一操作状态调整为第二操作状态。

2.如权利要求1所述的方法，

其特征在于，通过将该至少一个可充电电池(2)从该第一操作状态调整为第二操作状态，来至少暂时阻止来自该至少一个可充电电池(2)的电能输出。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，通过将该至少一个可充电电池(2)从该第一操作状态调整为第二操作状态，来至少暂时阻止到该至少一个可充电电池(2)的电能摄入。

4.如权利要求1至3中至少一项所述的方法，

其特征在于，通过将该至少一个可充电电池(2)从该第一操作状态调整为第二操作状态，来使该发射与接收装置(7)发射至少一个信号。

5.如权利要求1至4中至少一项所述的方法，

其特征在于，通过将该至少一个可充电电池(2)从该第一操作状态调整为第二操作状态，来改变存储在该存储器装置(4)中的这些阈值。

6.一种用于执行至少如权利要求1所述的方法的系统(1)，其中，该系统(1)包含至少一个可充电电池(2)、具有存储器装置(4)的数据处理装置(3)、控制装置(5)、至少一个传感器(6)以及发射与接收装置(7)。

7.如权利要求6所述的系统(1)，

其特征在于，该数据处理装置(3)采用外部IT基础设施的形式、特别是采用云计算的形式。

8.如权利要求6所述的系统(1)，

其特征在于，该至少一个可充电电池(2)包含该数据处理装置(3)。

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