CN116073457A - 用电装置的智能电源、供电组件、供电系统以及监测方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种用电装置的智能电源、供电组件、供电系统以及监测方法，该智能电源包括电池或电池组以及监测单元，该电池或电池组用以给用电装置提供电能；监测单元用以实时采集运行参数，分析处理运行参数；其中，监测单元包括：采集模组和处理模组，采集模组用以实时采集运行参数；处理模组用以将从采集模组采集到的运行参数进行特征提取，并将提取后的特征进行自比较和互比较，得出自比较结果和互比较结果，并根据自比较结果和互比较结果判定是否出现异常。本申请智能电源能够实时采集运行参数，将运行参数传输给移动通信设备，以供用户查询，当运行参数出现异常时，控制运行停止，并告知用户。

Description

用电装置的智能电源、供电组件、供电系统以及监测方法

技术领域

本申请涉及供电领域，尤其涉及一种用电装置的智能电源、供电组件、供电系统以及监测方法。

背景技术

传统给用电装置提供电能的电源，多为电池或电池组结构设计，如传统的园林工具电池包或家庭清洁工具使用的电池包，多不具备联网通信功能，而且电池包或用电装置的运行参数都很难查询，使用非常不智能，特别是在户外休闲场景下，传统锂电电源已经不能满足人们智能生活化的需求。

发明内容

本申请提供一种用电装置的智能电源、供电组件、供电系统以及监测方法。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

本申请提供一种用电装置的智能电源，用以给用电装置供电，其包括：

电池或电池组，用以给用电装置提供电能；和

监测单元，用以实时采集运行参数，分析处理运行参数；

其中，监测单元包括：

采集模组，用以实时采集运行参数；和

处理模组，用以将从采集模组采集到的运行参数进行特征提取，并将提取后的特征进行自比较和互比较，得出自比较结果和互比较结果，并根据自比较结果和互比较结果判定是否出现异常。

进一步地，监测单元还包括：

存储模组，用于将运行参数和自比较结果和互比较结果进行存储。

进一步地，处理模组接收异常结果后，按预设的规则找出相对应的控制指令。

进一步地，智能电源还包括：

控制单元，用以接受自处理模组发出的控制指令，并执行控制指令。

进一步地，控制单元还用以通过无线网络接收自移动通信设备发出的控制指令，并执行控制指令。

进一步地，运行参数包括智能电源的运行参数和/或用电装置的运行参数。

进一步地，智能电源的运行参数为电压参数、电流参数、温度参数和荷电状态参数中的一种或者多种。

进一步地，用电装置的运行参数为工作功率参数、工作模式参数、工作时间参数、位置参数和温度参数中的一种或多种。

本申请提供一种用电装置的供电组件，供电组件包括：

上述智能电源。

进一步地，供电组件还包括：

储能电源，用以与移动通信设备无线通信，并与智能电源无线通信。

进一步地，储能电源能够为智能电源进行充电。

本申请提供一种供电系统，包括：

云端；

移动通信设备，与云端无线通信；和

上述供电组件，供电组件的智能电源与移动通信设备无线通信；

其中，智能电源采集分析运行参数，并将运行参数输送给移动通信设备，并经移动通信设备输送给云端进行存储。

本申请提供一种智能电源的监测方法，应用于上述供电系统，监测方法包括：

参数采集步骤，采集模组采集运行参数；

特征提取步骤，处理模组将运行参数的特征进行提取；

比较分析步骤，将提取后的参数特征进行自比较和互比较，得出自比较结果和互比较结果。

进一步地，监测方法还包括：

异常判定步骤，根据自比较结果和互比较结果判定运行参数是否异常；

异常处理步骤，若参数出现异常，根据预设的规则找出相对应的控制指令，并将控制指令发送给控制单元，控制单元执行控制指令；

参数传输步骤，若参数未出现异常，将运行参数传输给移动通信设备。

进一步地，异常处理步骤中，处理模组还将出现异常的提醒信息传输给移动通信设备。

进一步地，参数传输步骤中，移动通信设备将运行参数传输给云端进行分类存储。

进一步地，自比较为将当前的特征与之前存储的参数特征进行比较；互比较为将当前的特征与预设的阈值进行比较。

根据本申请实施例提供的技术方案，智能电源能够实时采集智能电源和/或用电装置的运行参数，将运行参数传输给移动通信设备，以供用户查询，当运行参数出现异常时，控制智能电源和/或用电装置停止运行，同时将出现异常的提醒信息发送给移动通信设备，以告知用户。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请具体实施例提供的供电系统的控制原理模块示意图；

图2为本申请具体实施例提供的智能电源的功能模块示意图；

图3a为本申请具体实施例提供的智能电源为单节电池形态示意图；

图3b为本申请具体实施例提供的智能电源为三节电池形态示意图；

图3c为本申请具体实施例提供的智能电源为五节电池形态示意图；

图3d为本申请具体实施例提供的智能电源为多个单节电池形态的智能电源组合构成的形态示意图；

图3e为本申请具体实施例提供的智能电源为储能电站形态示意图；

图4a为本申请具体实施例提供的智能电源与风扇装配示意图；

图4b为本申请具体实施例提供的智能电源装配适用于风扇示意图；

图4c为本申请具体实施例提供的智能电源装配适用于清洁机器人示意图；

图4d为本申请具体实施例提供的智能电源装配适用于户外车载冰箱的示意图；

图4e为本申请具体实施例提供的储能电站形态的智能电源适用于户外车载冰箱的示意图；

图5为本申请具体实施例提供的用电装置的监控方法的流程图；

图6为本申请具体实施例提供的供电系统的另一种控制原理模块示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

需要说明的是，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

参照图1所示的供电系统的控制原理模块示意图，所述供电系统，用以给用电装置200提供电能，其包括：

云端，用以存储各种信息，同时用以供用户查询各种信息；

移动通信设备，用以与所述云端无线通信，同时用以供用户输入控制指令；以及

供电组件，用以与所述移动通信设备无线通信，也用以给所述用电装置200提供电能。

所述用电装置200可以为电动工具，该电动工具可以为诸如电钻、电动角磨、电锤、喷雾器等，还可以为电动园艺工具，如修枝机、打草机、链锯等，又或者为电动家用工具，如吸尘器、咖啡机、电风扇、榨汁机，还可以为其它类型的用电设备，如胶枪、气泵、应急灯具等，总体来说，上述用电装置200可以概指采用二次电池或电池组（如储能电源/储能电站）作为动力源的作业设备；用电装置200工作时，需要电源提供电能，以驱动用电装置作业。

所述供电组件至少包括智能电源100，该智能电源100用以给所述用电装置200提供电能，同时与所述移动通信设备无线通信，用以接收自移动通信设备发出的控制指令，并执行所述控制指令。

上述智能电源100可以内置于用电装置200中，供用电装置作业提供电能；也可以外置于用电装置200，如当智能电源100作为具体的储能电源100e时，储能电源100e外置与用电装置200电源线或数据线连接供电（如图4e所示）；

当然，较为优选地，上述智能电源100可以以装拆自如的方式，即可拆卸地安装于用电装置200，此时，该智能电源100适于不同类型的用电装置200使用，即，此智能电源100可以被电动工具、电动园艺工具、电动家用工具所共用，比如：

用户拥有一个3.6V或12V或20V的智能电源100，不仅可以供电钻使用，而且可以供修枝机使用，此外，还可以供吸尘器使用，或者应急灯使用，如此一个智能电源100，可以满足用户不同的使用场景。

当智能电源100装配连接于用电装置200时，该智能电源100适于机械连接和电连接至用电装置200，通过机械连接固定，通过电连接给用电装置200提供电能。

参照图2所示的智能电源100的功能模块示意图，该智能电源100包括：

电池10或电池组，用以给所述用电装置200提供电能；

无线通信单元，用以与所述移动通信设备实现无线通信；

监测单元，用以采集用电装置200和/或智能电源100的运行参数，分析处理所述运行参数；

控制单元，用以接收自移动通信设备发出的控制指令，并执行控制指令，同时用以根据监测单元得出的处理结果控制智能电源和/或智能电源。

上述监测单元包括：

采集模组，用以实时采集智能电源100和/或用电装置200的运行参数；

处理模组，用以将从所述采集模组采集到的运行参数进行特征提取，并将提取后的特征进行自比较和互比较；同时用以接收自移动通信设备发出的控制指令，并执行控制指令；

存储模组，用于将运行参数和从经所述处理模组处理的结果进行存储。

所述采集模组可以为传感器，用以采集各种运行参数；所述存储模组可以为FLASH芯片或者随机动态存储器或者缓存芯片。

上述自比较为当前提取的特征与之前采集到的特征进行比较，互比较为提取的特征与预设的阈值进行比较，并根据自比较的结果和互比较的结果判定运行参数是否异常。

上述存储模组进行存储时，若当前提取的特征与之前存储的特征一致，将记录时间修改为当前时间，若不一致，将当前特征替换之前的特征，同时记录时间修改为当前时间。

上述智能电源的运行参数可以为电压参数、电流参数、温度参数和荷电状态参数中的一种或者多种；上述用电装置的运行参数可以为工作功率参数、工作模式参数、工作时间参数、位置参数和温度参数中的一种或多种。

比如，采集的参数为智能电源充电时的温度参数，采集到的温度参数与之前存储的温度参数进行比较，同时，将采集到的温度参数与预存的阈值进行比较，若自比较时当前温度比之前温度升高，且当前温度超过阈值，则说明出现异常，将异常结果发送给所述控制单元，控制单元控制智能电源停止充电，同时把提醒信息发送给移动通信设备，以通知用户。

再比如，采集的参数为智能电源放电时的电压参数，当前的电压与之前存储放电时的电压进行比较，同时，将当前的电压与预存的阈值进行比较，若自比较时电压降低，且放电电压低于预设的阈值时，视为异常，处理单元将异常结果发送给控制单元，控制单元控制智能电源停止给用电装置放电，同时把提醒信息发送给移动通信设备，以通知用户。

再比如，采集的参数为用电装置的位置参数，采集到的位置参数与之前的位置参数进行比较，同时与预设的阈值进行比较，若自比较时，当前的位置与之前的位置距离变大，且当前的位置超出预设的地域阈值时，视为异常，将异常结果发送给控制单元，控制单元控制智能电源发出报警信息，并将提醒信息发送给移动通信设备，以通知用户。

上述电池10或电池组至少具有一节电池，如1节21700电池，当然还可以采用3节21700电池串联，或者5节21700电池串联，以满足不同电压平台的用电装置使用。值得注意的是，前述仅是列举说明，并不局限于使用21700电池，还可以采用其它类型电池，如18650电池。

而且，上述电池组还可以包括至少一组电池模组，电池模组由多节电池相互串联或并联构成，以此作储能电源或储能电站100e用。

具体地，上述智能电源100存在多种形态，例如：

参照图3a所示的智能电源100a为单节电池形态示意图，其内置有且仅有1节21700电池10；

参照图3b所示的智能电源100b为三节电池形态示意图，其内置有3节相互串联的21700电池10；

参照图3c所示的智能电源100c为五节电池形态示意图，其内置有5节相互串联的21700电池10；

参照图3d所示的智能电源100d为多个单节电池形态的智能电源（如图3a所示）相互组合构成的形态示意图，其包括多个，具体图示为4个相互串联或并联的智能电源100a，当然也可以由多个相互串联或并联的智能电源100b或智能电源100c构成。

参照图3e所示的智能电源为储能电站形态示意图，其包括至少一个电池模组，电池模组由多节电池10构成，此时电池或电池组作储能电源或储能电站用。

上述无线通信单元，用以与所述移动通信设备实现无线通信，该无线通信单元至少具备通信模组，需要重点说明的是：

此通信模组可以为蜂窝类（如：2G/3G/4G/5G/NB-IOT/LTE-M）或非蜂窝类（如：WiFi/蓝牙/ZigBee/Lora/Sigfox），或者二者兼具。优选地，该通信模组为非蜂窝类，具体地，该通信模组为蓝牙。

上述移动通信设备400可以为手机、pad、笔记本等智能终端，其至少包括：

通信装置，用以通过有线或无线网络发送或接收信号；

处理装置，包含应用处理器和射频/数字信号处理器；

存储器，用于将信号处理或存储为物理存储状态；以及

显示装置，用于显示用电装置和/或智能电源的状态信息，同时用以供用户输入控制所述智能电源的控制指令。

上述移动通信设备与云端无线通信的通信模组可以为蜂窝类（如：2G/3G/4G/5G/NB-IOT/LTE-M）或非蜂窝类（如：WiFi/蓝牙/ZigBee/Lora/Sigfox），或者二者兼具。优选地，该通信模组为蜂窝类；具体地，该通信模组为蓝牙。

上述云端至少包括：一个或多个中央处理单元；一个或多个存储器和/或大容量存储设备；一个或多个有线或无线网络接口。

上述云端为服务器，本文中所称的服务器应被理解为提供处理、数据库、通讯设施的业务点。举例而言，服务器可以指具有相关通信和数据存储和数据库设施的单个的物理处理器，或它可以指联网或集聚的处理器、相关网络和存储设备的集合体，并且对软件和一个或多个数据库系统和支持服务器所提供的服务的应用软件进行操作。服务器可以在配置或性能上差异很大，但是服务器一般可以包括一个或多个中央处理单元和存储器。服务器还包括一个或多个大容量存储设备、一个或多个电源、一个或多个有线或无线网络接口、一个或多个输入/输出接口、或一个或多个操作系统，诸如，Windows Server、Mac OS X、Unix、Linux、FreeBSD，等等。

根据本申请的一些实施例，云端可以是整体式服务器或是跨多计算机或计算机数据中心的分散式服务器。服务器可以是各种类型的，例如但不限于，网络服务器，新闻服务器，邮件服务器，消息服务器，广告服务器，文件服务器，应用服务器，交互服务器，数据库服务器，或代理服务器。在一些实施例中，每个服务器可以包括硬件，软件，或用于执行服务器所支持或实现的合适功能的内嵌逻辑组件或两个或多个此类组件的组合。在本申请中，服务器用于提供支持遥控上述智能电源所必需的全部功能。

另外，上述无线通信单元除了上述通信模组之外还可以具备定位模组，如GNSS模组或GPS模组，包括GPS模块或北斗模块。

根据本申请的另一方面，提供了一种供电系统的监控方法，用于监控上述智能电源100和基于智能电源100的用电装置200，图5示出了监控方法的流程图：

步骤S10，参数采集步骤，采集模组采集智能电源和/或用电装置的运行参数；

步骤S20，特征提取步骤，处理模组将所述采集模组采集到的运行参数的特征进行提取；

步骤S30，比较分析步骤，将提取到的特征进行自比较和互比较，得出自比较结果和互比较结果；

步骤S40，异常判定步骤，根据处理好的自比较结果和互比较结果判定是否异常；

步骤S50，异常处理步骤，若出现异常，根据预设的规则得出相应的控制指令，并将所述控制指令发送给控制单元，控制单元执行控制指令，同时将出现异常的提醒信息和执行信息发送给所述移动通信设备。

步骤S60，参数传输步骤，若未出现异常，将提取到的参数信息传输给所述移动通信设备，所述移动通信设备将所述参数信息传输给云端，云端将所述参数信息进行分类存储。

上述自比较为将当前提取的特征与之前存储的特征进行比较，互比较为当前的特征与预设的阈值进行比较，并根据自比较结果和互比较结果判定运行参数是否异常。

预设的规则为：当所述智能电源的电压参数、电流参数、温度参数或荷电状态参数出现异常时，控制智能电源停止运行，具体为停止充电或停止给所述用电装置放电；当所述用电装置的工作功率参数、工作模式参数、工作时间参数或温度参数出现异常时，控制智能电源停止给所述用电装置供电；当所述用电装置的位置参数出现异常时，控制智能电源停止运行，具体为停止给用电装置供电，同时控制智能电源发出报警信号。

上述控制指令主要为控制智能电源或用电装置停止运行的控制指令，当位置参数超出预设的地域时，还需要发出报警信号的控制指令。

上述提醒信息通过一定的提醒方式来通知用户，该提醒方式可以为声音、文本、图像、振动或光等方式中的一种或多种。

上述参数信息传输至移动通信设备后，移动通信设备将当前的参数信息与之前存储的参数信息进行比较，若两者一致，将记录时间修改为当前时间，若两者不一致，将之前存储的参数信息替换为当前的参数信息，并将记录时间修改为当前时间。

而参数信息传输至云端后，将所述参数信息进行分类保存，以便于用户查询数据。

参照图6所示的供电系统的另一种控制原理模块示意图，该供电组件还包括储能电源500，所述智能电源100经过所述储能电源500与移动通信设备无线通信。

上述智能电源100具有无线通信单元，用以与储能电源500无线通信，该无线通信单元至少具备通信模组，该通信模组为蜂窝类（如：2G/3G/4G/5G/NB-IOT/LTE-M），或非蜂窝类（如：WiFi/蓝牙/ZigBee/Lora/Sigfox），或者两者兼具；优选地，该通信模组为非蜂窝类，具体地，该通信模组为蓝牙。

上述储能电源500也具有无线通信单元，用以与移动通信设备实现无线通信，该无线通信单元至少具备通信模组，具体地，该通信模组为蜂窝类（如：2G/3G/4G/5G/NB-IOT/LTE-M），非蜂窝类（如：WiFi/蓝牙/ZigBee/Lora/Sigfox），或者两者兼具；优选地，该通信模组为非蜂窝类，具体地，该通信模组为蓝牙。

上述参数信息经储能电源500发送给所述移动通信设备，以延长信息传输距离，以便于用户远距离操控、监控所述用电装置。

上述储能电源500还可以适于给智能电源100进行充电，当智能电源100电量不足时，用户可以通过储能电源500给智能电源100进行电量补充；优选地，储能电源500的容量（Ah）大于智能电源100的容量（Ah）。

具体地，上述储能电源500优选采用储能电站形态，即，如图3e所示，其包括至少一个电池模组，电池模组由多节电池10构成，此时电池或电池组作储能电源或储能电站（也称户外电源）用。

根据现有储能电站技术可知，常规储能电站或户外电源都具备DC输出和AC输出功能，并配置有点烟口（车充口），市电充电口，太阳能板充电口，以及PD双向充放电口和智能显示屏等；由此可知，当储能电源500采用储能电站形态时也将具备现有储能电站的常规必备功能和配置。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (17)

1.一种用电装置的智能电源，用以给所述用电装置供电，其特征在于，所述智能电源包括：

电池或电池组，用以给所述用电装置提供电能；和

监测单元，用以实时采集运行参数，分析处理所述运行参数；

其中，所述监测单元包括：

采集模组，用以实时采集所述运行参数；和

处理模组，用以将从所述采集模组采集到的运行参数进行特征提取，并将提取后的特征进行自比较和互比较，得出自比较结果和互比较结果，并根据所述自比较结果和互比较结果判定是否出现异常。

2.根据权利要求1所述的用电装置的智能电源，其特征在于，所述监测单元还包括：

存储模组，用于将所述运行参数和所述自比较结果和互比较结果进行存储。

3.根据权利要求1所述的用电装置的智能电源，其特征在于，所述处理模组接收异常结果后，按预设的规则找出相对应的控制指令。

4.根据权利要求3所述的用电装置的智能电源，其特征在于，所述智能电源还包括：

控制单元，用以接受自所述处理模组发出的控制指令，并执行所述控制指令。

5.根据权利要求4所述的用电装置的智能电源，其特征在于，所述控制单元，还用以通过无线网络接收自移动通信设备发出的控制指令，并执行所述控制指令。

6.根据权利要求1所述的用电装置的智能电源，其特征在于，所述运行参数包括所述智能电源的运行参数和/或所述用电装置的运行参数。

7.根据权利要求6所述的用电装置的智能电源，其特征在于，所述智能电源的运行参数为电压参数、电流参数、温度参数和荷电状态参数中的一种或者多种。

8.根据权利要求6所述的用电装置的智能电源，其特征在于，所述用电装置的运行参数为工作功率参数、工作模式参数、工作时间参数、位置参数和温度参数中的一种或多种。

9.一种用电装置的供电组件，其特征在于，所述供电组件包括：

权利要求1至8任一项所述的智能电源。

10.根据权利要求9所述的用电装置的供电组件，其特征在于，所述供电组件还包括：

储能电源，用以与移动通信设备无线通信，并与所述智能电源无线通信。

11.根据权利要求10所述的用电装置的供电组件，其特征在于，所述储能电源能够为所述智能电源进行充电。

12.一种供电系统，其特征在于，包括：

云端；

移动通信设备，与所述云端无线通信；和

权利要求9至11任一项所述的供电组件，所述供电组件的智能电源与所述移动通信设备无线通信；

其中，所述智能电源采集分析运行参数，并将所述运行参数输送给所述移动通信设备，并经所述移动通信设备输送给所述云端进行存储。

13.一种监测方法，应用于权利要求12所述的供电系统，其特征在于，所述监测方法包括：

参数采集步骤，采集模组采集运行参数；

特征提取步骤，处理模组将所述运行参数的特征进行提取；

比较分析步骤，将提取后的参数特征进行自比较和互比较，得出自比较结果和互比较结果。

14.根据权利要求13所述的监测方法，其特征在于，所述监测方法还包括：

异常判定步骤，根据所述自比较结果和互比较结果判定所述运行参数是否异常；

异常处理步骤，若参数出现异常，根据预设的规则找出相对应的控制指令，并将所述控制指令发送给控制单元，所述控制单元执行所述控制指令；

参数传输步骤，若参数未出现异常，将所述运行参数传输给所述移动通信设备。

15.根据权利要求14所述的监测方法，其特征在于，所述异常处理步骤中，所述处理模组还将出现异常的提醒信息传输给所述移动通信设备。

16.根据权利要求14所述的监测方法，其特征在于，所述参数传输步骤中，所述移动通信设备将所述运行参数传输给所述云端进行分类存储。

17.根据权利要求13所述的监测方法，其特征在于，所述自比较为将当前的特征与之前存储的参数特征进行比较；所述互比较为将当前的特征与预设的阈值进行比较。

Images