CN117479857A - 包括两个电池单元的气溶胶产生装置电力系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种气溶胶产生装置电力系统，该气溶胶产生装置电力系统包括可串联连接的第一电池单元(104‑1)和第二电池单元(104‑2)、切换装置(501，502，503)以及控制器(102)。响应于确定这些电池单元中的一个电池单元不具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程而另一个电池单元具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程，控制器控制切换装置将电力系统从第一状态切换到第二状态。在第一状态下，两个电池单元被配置为串联地向加热器部件108提供电力。在第二状态下，这些电池单元中的一个电池单元独立于另一个电池单元连接到加热器部件，使得仅这些电池单元中的具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程的电池单元被配置为向加热器部件提供电力。

Description

包括两个电池单元的气溶胶产生装置电力系统
技术领域
本发明涉及气溶胶产生装置，更具体地涉及气溶胶产生装置电力系统。
背景技术
气溶胶产生装置(比如电子烟及其他气溶胶吸入器或汽化装置)成为越来越流行的消费产品。
用于汽化或气溶胶化的加热装置是本领域已知的。这种装置典型地包括加热腔室和加热器。在操作中，操作者将要气溶胶化或汽化的产品插入加热腔室中。然后用电子加热器对产品进行加热来使产品的成分汽化以供操作者吸入。在一些示例中，产品是类似于传统香烟的烟草产品。这种装置有时被称为“加热不燃烧”装置，因为产品被加热到气溶胶化点而不燃烧。
已知气溶胶产生装置面临的问题包括提供能量的有效利用。
发明内容
在第一方面，提供了一种气溶胶产生装置电力系统，其中，该电力系统可连接到加热器部件，并且该电力系统包括：
可串联连接的第一电池单元和第二电池单元；
切换装置，该切换装置被配置为控制从该第一电池单元和该第二电池单元到该加热器部件的功率流；以及
控制器，该控制器被配置为监测该第一电池单元和该第二电池单元中的每一者的能量参数并控制该切换装置，其中，该控制器被配置为响应于检测到触发条件而控制该切换装置将该电力系统从第一状态切换到第二状态，其中：
该触发条件包括该控制器基于该第一电池单元的被监测能量参数和该第二电池单元的被监测能量参数确定该第一电池单元或该第二电池单元中的一个电池单元不具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程、而该第一电池单元和该第二电池单元中的另一个电池单元具有足够的能量水平来完成或延长该气溶胶化过程；
在该第一状态下，该第一电池单元和该第二电池单元被配置为串联地向该加热器部件提供电力；以及
在该第二状态下，该第一电池单元或该第二电池单元中的一个电池单元独立于该第一电池单元或该第二电池单元中的另一个电池单元连接到该加热器部件，使得仅该第一电池单元或该第二电池单元中的具有足够的能量水平来完成或延长该气溶胶化过程的电池单元被配置为向该加热器部件提供电力。
以这种方式，利用了串联连接电池单元的优点，同时避免了在串联的电池单元中的一个电池单元没有足够的能量来完成气溶胶化过程的情况下对电力系统性能的限制。使电池单元串联连接的优点可以包括：输出电压更高，这样无需为了向加热器提供所需电力而在电力系统中包含DC/DC或升压转换器，从而减少能量损失；允许在装置中实现具有更高电阻的加热器技术；允许在装置中实现具有更高电阻的加热器技术；允许降低每个电池单元的最大电流要求，以便使用能量密度更高的电池；以及提供更高效且更容易实现的快速充电。因此，在能源使用和提供改进的装置设计方面提供了改进。
优选地，该控制器被配置为在气溶胶化过程期间监测该第一电池单元的能量参数和该第二电池单元的能量参数；以及
响应于在该气溶胶化过程期间确定该触发条件，该控制器被配置为在该气溶胶化过程的剩余时间内将该电力系统从该第一状态切换到该第二状态。
以这种方式，不具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程的较弱的电池单元不会限制整个电力系统的性能，并且可以完成或延长已经开始的气溶胶化过程。
优选地，该控制器被配置为在开始气溶胶化过程之前监测该第一电池单元的能量参数和该第二电池单元的能量参数；以及
响应于在开始该气溶胶化过程之前确定该触发条件，该控制器被配置为在该气溶胶化过程中将该电力系统设置为该第二状态。
以这种方式，不具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程的较弱的电池单元不会限制整个电力系统的性能，并且可以进行气溶胶化过程。
优选地，响应于在开始该气溶胶化过程之前确定该触发条件，该控制器被进一步配置为增加该气溶胶化过程中的预热时间。
以这种方式，减少了具有足够的能量以用于气溶胶化过程的电池单元上的压力，并且该单个电池单元可以执行气溶胶化过程，而不具有足够的能量水平以用于气溶胶化过程的较弱的电池单元不会限制整个电力系统的性能。
优选地，该第一电池单元的能量参数是该第一电池单元的电压水平，并且该第二电池单元的能量参数是该第二电池单元的电压水平。
以这种方式，该控制器可以基于电池单元电压的确定来确定是否可以完成气溶胶化过程。
替代性地，该第一电池单元的能量参数是该第一电池单元的电压水平随时间变化的变化率，并且该第二电池单元的能量参数是该第二电池单元的电压水平随时间变化的变化率。
优选地，该控制器被配置为：基于该第一电池单元的电压水平和该第二电池单元的电压水平与预定阈值电压之间的差异而确定该第一电池单元或该第二电池单元中的一个电池单元不具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程、而该第一电池单元和该第二电池单元中的另一个电池单元具有足够的能量水平来完成或延长该气溶胶化过程。
优选地，当电池单元的电压高于预定阈值电压时，该电池单元被确定为具有足够的能量来完成或延长该气溶胶化过程。优选地，当电压不高于预定阈值电压时，该电池单元被确定为不具有足够的能量来完成气溶胶化过程。
替代性地，当该两个电池单元之间的被监测能量参数(例如，电压)之间的差异超过预定阈值差异时，该控制器确定该第一电池单元或该第二电池单元中的一个电池单元不具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程、而另一个电池单元具有足够的能量水平来完成或延长该气溶胶化过程。当该两个电池单元之间的被监测能量参数(例如，电压)之间的差异超过预定阈值差异时，具有较低电压的电池单元可以被认为是不具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程的电池单元。
优选地，该第一电池单元和该第二电池单元是2s1p电池组的部件。
以这种方式，2s1p电池组可以集成到气溶胶产生装置中，此举带来的优点在于，这种电池组或‘软包单元’可以在充电之间为多个气溶胶化过程(例如20个过程)提供电力。2s1p电池组中的电池单元之间的串联连接也提供了更高的输出电压。
2s1p电池组可以提供改进的安全性。例如，与1s2p电池相比，当一个单元内部短路(或进入低电压状态)时，另一个单元不能通过它自行放电，从而避免产生多余的热量。此外，与使用两个独立的电池相比，2s1p电池组可以提供改进的效率和更高的电压。两个独立的电池也可能具有更复杂的控制，这可能需要各种充电器和芯片进行并行充电，从而增加装置的成本和设计复杂性。使用2s1p电池组避免了这些问题。
优选地，该切换装置包括第一切换装置，该第一切换装置与该第二电池单元串联连接，并且该第二电池单元连接在该第一电池单元与该第一切换装置之间。
优选地，该切换装置包括第二切换装置，该第二切换装置连接到位于该第一电池单元与该第二电池单元之间的节点，并且与该第二电池单元并联连接，使得当该第二切换装置闭合时，该第二电池单元是可绕过的。
优选地，该切换装置包括第三切换装置，该第三切换装置连接到位于该第一电池单元与该第二电池单元之间的节点，并且与该第一电池单元并联连接，使得当该第三切换装置闭合时，该第一电池单元是可绕过的。
优选地，该第一切换装置、该第二切换装置和/或该第三切换装置各自是由该控制器控制的晶体管。
优选地，该气溶胶产生装置电力系统进一步包括脉冲宽度调制模块，该脉冲宽度调制模块被配置为将来自该第一电池单元和/或该第二电池单元的功率流转换为经脉冲宽度调制的功率流以输送给该加热器部件。
以这种方式，可以从该第一电池单元和/或该第二电池单元输出固定的功率水平，并且然后可以在输送到该加热器部件之前对该功率水平进行调节。
在第二方面，提供了一种气溶胶产生装置，该气溶胶产生装置包括第一方面的气溶胶产生装置电力系统。
优选地，该气溶胶产生装置被配置为接纳烟草棒，并且对该烟草棒进行加热而不燃烧该烟草棒，以在气溶胶化过程中产生气溶胶。
在第三方面，提供了一种气溶胶产生装置电力系统的操作方法，该电力系统包括可串联连接的第一电池单元和第二电池单元、以及切换装置，该切换装置被配置为控制从该第一电池单元和该第二电池单元到可连接到该电力系统的加热器部件的功率流，该方法包括：
监测该第一电池单元和该第二电池单元中的每一者的能量参数；
检测触发条件，其中，该触发条件包括基于该第一电池单元的被监测能量参数和该第二电池单元的被监测能量参数确定该第一电池单元或该第二电池单元中的一个电池单元不具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程、而该第一电池单元和该第二电池单元中的另一个电池单元具有足够的能量水平来完成或延长该气溶胶化过程；以及
响应于检测到该触发条件而控制该切换装置将该电力系统从第一状态切换到第二状态，其中：
在该第一状态下，该第一电池单元和该第二电池单元被配置为串联地向该加热器部件提供电力；以及
在该第二状态下，该第一电池单元或该第二电池单元中的一个电池单元独立于该第一电池单元或该第二电池单元中的另一个电池单元连接到该加热器部件，使得仅该第一电池单元或该第二电池单元中的具有足够的能量水平来完成或延长该气溶胶化过程的电池单元被配置为向该加热器部件提供电力。
在第四方面，提供了一种非暂时性计算机可读介质，该非暂时性计算机可读介质存储当由控制器的一个或多个处理器执行时使该一个或多个处理器执行步骤的指令，该控制器被配置为与气溶胶产生装置电力系统一起操作，该气溶胶产生装置电力系统包括可串联连接的第一电池单元和第二电池单元以及切换装置，该切换装置被配置为控制从该第一电池单元和该第二电池单元到可连接到该电力系统的加热器部件的功率流，这些步骤包括：
监测该第一电池单元和该第二电池单元中的每一者的能量参数；
检测触发条件，其中，该触发条件包括基于该第一电池单元的被监测能量参数和该第二电池单元的被监测能量参数确定该第一电池单元或该第二电池单元中的一个电池单元不具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程、而该第一电池单元和该第二电池单元中的另一个电池单元具有足够的能量水平来完成或延长该气溶胶化过程；以及
响应于检测到该触发条件而控制该切换装置将该电力系统从第一状态切换到第二状态，其中：
在该第一状态下，该第一电池单元和该第二电池单元被配置为串联地向该加热器部件提供电力；以及
在该第二状态下，该第一电池单元或该第二电池单元中的一个电池单元独立于该第一电池单元或该第二电池单元中的另一个电池单元连接到该加热器部件，使得仅该第一电池单元或该第二电池单元中的具有足够的能量水平来完成或延长该气溶胶化过程的电池单元被配置为向该加热器部件提供电力。
第二方面的气溶胶产生装置、第三方面的方法和第四方面的非暂时性计算机可读介质可以适当地与第一方面的优选特征组合。
附图说明
现在将参照附图通过举例的方式来描述本发明的实施例，在附图中：
图1是气溶胶产生装置的框图；
图2是气溶胶产生装置的操作模式的流程图；
图3A是在气溶胶化过程中加热器温度相对于时间的曲线图；
图3B是在气溶胶化过程中输送到加热器的功率相对于时间的曲线图；
图3C是在气溶胶化过程中能量消耗相对于时间的曲线图；
图4是经脉冲宽度调制的功率流的曲线图；
图5是处于第一状态的电力系统的示图；
图6A是处于第二状态的电力系统的示图，在该状态下，仅第一电池单元被配置为向加热器供电；
图6B是处于第二状态的电力系统的示图，在该状态下，仅第二电池单元被配置为向加热器供电；
图7是在浮充阶段期间被重新配置为第二状态的电力系统的输送到加热器的功率相对于时间的曲线图；
图8是在开始气溶胶化过程之前被重新配置为第二状态的电力系统的输送到加热器的功率相对于时间的曲线图；
图9是多个电池单元的充电容量随着充电和放电循环次数的增加而变化的曲线图；
图10是多个电池单元的放电容量的曲线图；以及
图11是控制器在确定将电力系统从第一状态切换到第二状态时执行的步骤的过程流程。
具体实施方式
图1示出了气溶胶产生装置100或蒸气产生装置(也称为电子烟)的部件的框图。出于本说明书的目的，应当理解术语蒸气和气溶胶是可互换的。
气溶胶产生装置100具有包含控制器102的本体部分112、以及包括能量储存模块104的电力系统。电力系统可在多种可选择的操作模式下操作。如随后将描述的，控制器102被配置为基于所选择的操作模式来控制能量储存模块104的功率流。控制器102可以是至少一个微控制器单元，该微控制器单元包括：存储器，该存储器上存储有用于操作气溶胶产生装置100的指令，包括用于执行可选择的操作模式的指令和控制功率流的指令；以及被配置为执行这些指令的一个或多个处理器。
在示例中，加热器108包含在本体部分112中。在这种示例中，如图1所示，加热器108布置在本体部分112中的腔体110或腔室内。腔体110通过本体部分112中的开口110A进入。腔体110被布置成接纳相关联的用于产生气溶胶的消耗品114。用于产生气溶胶的消耗品可以包含气溶胶产生材料(比如包含烟草的烟草棒)。烟草棒可以类似于传统香烟。腔体110的横截面与用于产生气溶胶的消耗品114的横截面大致相等，并且其深度使得当相关联的用于产生气溶胶的消耗品114插入到腔体110中时，用于产生气溶胶的消耗品114的第一端部部分114A到达腔体110的底部部分110B(也就是说，腔体110的远离腔体开口110A的端部部分110B)，并且用于产生气溶胶的消耗品114的远离第一端部部分114A的第二端部部分114B从腔体110向外延伸。以这种方式，当将用于产生气溶胶的消耗品114插入到气溶胶产生装置100中时，消费者可以在该用于产生气溶胶的消耗品上方吸入。在图1的示例中，加热器108布置在腔体110中，使得用于产生气溶胶的消耗品114在插入到腔体110中时与加热器108接合。在图1的示例中，加热器108被布置为腔体中的管子，使得当用于产生气溶胶的消耗品的第一端部部分114A插入到腔体中时，加热器108基本上或完全包围用于产生气溶胶的消耗品114在腔体110内的部分。加热器108可以是金属丝，比如盘绕式金属丝加热器、或陶瓷加热器、或任何其他合适类型的加热器。加热器108可以包括沿着腔体的轴向长度顺序地布置的多个加热元件，这些加热元件可以按顺序次序独立激活(即，通电)。
在替代性实施例(未示出)中，加热器可以被布置为腔体内的长形穿刺构件(比如针、棒或刀片的形式)；在这种实施例中，加热器可以被布置成当用于产生气溶胶的消耗品插入腔体中时穿透用于产生气溶胶的消耗品并与气溶胶产生材料接合。
在另一替代性实施例(未示出)中，加热器可以呈感应加热器的形式。在这种实施例中，加热元件(即，感受器)可以设置在消耗品中，并且当消耗品插入腔体中时，加热元件与腔体中的感应元件(即，感应线圈)感应地耦合。然后感应加热器通过感应对加热元件进行加热。
从前述内容可以理解，加热器108可以是比如加热元件或感应线圈等加热器部件。在下文中，这种加热器部件被称为加热器，但是应当理解，该术语可以指上述加热器部件以及更普遍的加热器中的任一种。
加热器108被布置成将用于产生气溶胶的消耗品114加热到预定温度以在气溶胶化过程中产生气溶胶。可以将气溶胶化过程视为装置进行操作以从用于产生气溶胶的消耗品114产生气溶胶的时间。在用于产生气溶胶的消耗品114是烟草棒的示例中，用于产生气溶胶的消耗品114包括烟草。加热器108被布置成对烟草进行加热而不燃烧烟草，以产生气溶胶。也就是说，加热器108将烟草加热到低于烟草燃烧点的预定温度，使得产生基于烟草的气溶胶。技术人员将容易理解，用于产生气溶胶的消耗品114不一定需要包括烟草，并且任何其他适合于气溶胶化(或汽化)的物质(特别是通过对该物质进行加热而不燃烧该物质)都可以用来代替烟草。
在替代方案中，用于产生气溶胶的消耗品可以是可汽化的液体。可汽化的液体可以包含在可接纳在气溶胶产生装置中的筒中，或者可以直接沉积到气溶胶产生装置中。
能量储存模块104可以是一个或多个电池或者电池组。在具体的示例中，能量储存模块可以是包含串联连接的两个电池单元的2s1p电池或电池组。
控制器102被布置成基于气溶胶化过程的所选择的操作模式来控制能量存储模块104的功率流。操作模式可以包括预热模式和浮充模式。
从预热模式到浮充模式的进展可以从图2中理解。
在预热模式202下，与气溶胶产生装置100相关联的加热器108被加热到预定温度，以用于从用于产生气溶胶的消耗品114产生气溶胶。预热阶段可以被认为是执行预热模式的时间，例如加热器108达到预定温度所花费的时间。预热模式发生在气溶胶化过程的第一时间段期间。在示例中，第一时间段可以是固定的预定时间段。在其他示例中，第一时间段可以对应于将加热器108加热到预定温度所需的时间长度而变化。
当预热阶段完成时，控制器102结束预热模式202并且控制电力系统以执行浮充模式204。在浮充模式204下，控制器102控制来自电力系统的功率流以将加热器108基本维持在预定温度，从而产生气溶胶以供消费者吸入。浮充阶段可以被认为是执行浮充模式的时间，例如在预热阶段之后加热器108使一个用于产生气溶胶的消耗品114(或其至少一部分)气溶胶化的时间。控制器102可以控制电力系统操作浮充模式持续气溶胶化过程的第二时间段。第二时间段可以是预定的，并且存储在控制器102处。
图3A、图3B和图3C(分别)示出了在气溶胶化过程中加热器温度304、输送到加热器的平均功率312和总能量消耗314相对于时间302的示例性曲线图。在预热阶段，控制器102控制电力系统向加热器施加电力持续第一时间段308，直到加热器温度达到预定温度306。在示例中，预定温度是230℃。在示例中，第一时间段是20秒。在一些示例中，控制器102被配置为在固定的预定第一时间段内将加热器加热到预定温度。在其他示例中，第一时间段根据加热器达到预定温度所需的时间而变化。
当加热器达到预定温度306时，控制器102将操作模式切换到浮充模式持续第二时间段310，并将加热器温度基本维持在预定温度306持续该第二时间段310。在示例中，第二时间段可以是250秒。
典型地，在浮充模式下将加热器维持在预定温度时施加到加热器的功率水平低于在预热模式下施加到加热器以将其加热到预定温度的功率水平。这在图3B中可以看出，因为在第二时间段310(浮充模式)输送到加热器的功率低于在第一时间段308(预热模式)输送到加热器的功率。输送到加热器的功率水平可以通过各种方式来控制，例如调节来自能量储存模块的功率输出、或者通过调节经脉冲宽度调制的功率流中的接通/关断时段(如随后描述的)。
在气溶胶化过程之后，可以例如通过视觉或可听指示器通知气溶胶产生装置的用户气溶胶化过程已经结束，使得他们知道消耗品不再被气溶胶化。
在预热模式和浮充模式下，控制器102可以控制从电力系统到加热器的功率流，使得功率流是具有一个或多个脉冲宽度调制循环的经脉冲宽度调制的功率流。图4中呈现了示例性的经脉冲宽度调制的功率流。经脉冲宽度调制的功率流包括一个或多个脉冲宽度调制(PWM)循环402(也称为脉冲宽度调制切换周期)。单个PWM循环或切换周期402包括一个PWM循环“接通时段”D和一个PWM循环“关断时段”1-D。PWM循环接通时段D与PWM循环关断时段1-D的组合形成总PWM循环或切换周期402。
在PWM循环的PWM接通时段期间，通过使在加热器的电源线中实现PWM控制的开关闭合而为加热器供电。在PWM关断时段期间，通过使在加热器的电源线中实现PWM控制的开关断开，不会向加热器供电。实现该PWM控制的开关例如可以是由控制器102控制的PWM模块中的晶体管。
一个脉冲宽度调制循环402包括使电力在接通状态与关断状态之间切换一次，因此经脉冲宽度调制的功率流包括利用功率流连续地为加热器供电，该功率流以一定的占空比在PWM接通时段与关断时段之间快速切换。
脉冲宽度调制占空比与作为循环402的总周期(D+(1-D))(即，切换周期402的“接通时段”和“关断时段”的组合)的一部分的接通时段(D)相对应。
包括多个PWM循环的经脉冲宽度调制的功率流基于占空比以PWM接通时段和PWM关断时段的平均功率连续地为加热器供电。控制占空比就控制了输送到加热器的功率量。经脉冲宽度调制的功率流的较高占空比输送较高的平均功率；经脉冲宽度调制的功率流的较低占空比输送较低的平均功率。也就是说，与较低占空比相比，对于较高占空比，循环402的更大部分是“接通时段”D。以这种方式，通过控制经脉冲宽度调制的功率流的占空比，可以实现对施加到加热器的功率水平的仔细控制。
在浮充模式下，控制器102被配置为控制电力系统以第一占空比方案将经脉冲宽度调制的功率流施加到加热器，以将加热器基本维持在预定的气溶胶产生温度。在预热模式下，控制器102被配置为控制电力系统以不同于第一占空比方案的第二占空比方案向加热器施加经脉冲宽度调制的功率流，以将加热器加热到气溶胶产生温度。第二占空比方案可以具有比第一占空比方案更高的占空比，以这种方式，更大量的电力被施加到加热器以将其快速加热到预定温度，而更少量的电力用于将加热器维持在预定温度。第一占空比方案包括具有第一占空比D1的一个或多个PWM循环，并且第二占空比方案包括具有第二占空比D2的一个或多个PWM循环；D1与D2之间的关系可以被认为是D2＝D1*K，其中，K是>>1的系数，并且可以被选择作为实现方式选择；理论上最大占空比为1，即没有关断时段，或者接近但小于1，即具有非常短的关断时段。在示例中，第一占空比方案包括占空比远小于1的一个或多个占空比，并且第二占空比方案包括占空比接近但小于1的一个或多个占空比。在其他示例中，第一占空比方案包括占空比<<0.5的一个或多个占空比，并且第二占空比方案包括占空比≥0.5的一个或多个占空比。在另外的示例中，第一占空比被配置为使得在浮充模式下施加<3W，并且第二占空比被配置为使得在预热模式下施加大约16W。在其他示例中，第一占空比方案可以是可变的，因为在浮充模式期间调整占空比，以便将加热器维持在预定温度；典型地，第一占空比方案中的该可变的占空比小于预热模式下第二占空比方案中使用的较高占空比。
图5呈现了参考图1至图4描述的电力系统的具体实现方式。
在图5的示例中，能量储存模块104是具有彼此串联连接的第一电池单元104-1和第二电池单元104-2的电池组(2s1p电池组)。在替代方案中，2s1p电池组可以是彼此串联连接的两个独立电池。
第一电池单元104-1和第二电池单元104-2连接到加热器108，使得第一电池单元104-1和第二电池单元104-2中的一个或两个电池单元在气溶胶化过程期间向加热器108提供电力。
如参考图4所描述的，电力系统进一步包括PWM模块504，该模块被配置为将来自第一电池单元104-1和第二电池单元104-2的功率流转换为PWM功率流以要输送到加热器108。PWM模块由控制器102控制。
加热器温度传感器(为清楚起见，未示出)可以布置在加热器108处、与控制器102通信，以监测加热器温度或加热腔体/腔室110中的温度。一个或多个电池温度传感器(为清楚起见，同样未示出)也可以布置在第一电池单元104-1和第二电池单元104-2处、与控制器102通信，使得控制器可以监测电池单元的工作温度。
图5的电力系统具有切换装置，该切换装置包括三个开关：第一切换装置501和第二切换装置502以及第三切换装置503。
第一切换装置501与第二电池单元104-2串联连接，其中第二电池单元104-2连接在第一电池单元104-1与第一切换装置501之间。第二切换装置502连接到位于第一电池单元104-1与第二电池单元104-2之间的节点，并且与第二电池单元10-4并联连接，使得当第二切换装置502闭合时，第二电池单元104-2是可绕过的。第三切换装置503连接到位于第一电池单元104-1与第二电池单元104-2之间的节点，并且与第一电池单元104-1并联连接，使得当第三切换装置503闭合时，第一电池单元是可绕过的。第一切换装置501、第二切换装置502和第三切换装置503可以是连接到控制器102并由该控制器控制的晶体管。
在图5中，电力系统处于第一状态。在第一状态下，第一电池单元和第二电池单元都被配置为向加热器提供电力。第一切换装置501闭合，第二切换装置502断开，并且第三切换装置503断开。以这种方式，电力系统被配置为使得第一电池单元104-1和第二电池单元104-2两者串联连接以向加热器108提供电力。
响应于检测到触发条件，控制器可以控制切换装置，使得电力系统从第一状态被重新配置为第二状态。在第二状态下，仅第一电池单元104-1和第二电池单元104-2中的一个电池单元被配置为向加热器供电。
图6A示出了被重新配置在第二状态(或第一重新配置状态)下的图5的电力系统，在该状态下，仅第一电池单元被配置为向加热器供电。第二电池单元被绕过/隔离。这通过对切换装置进行切换而使得第一切换装置断开、第二切换装置闭合并且第三切换装置断开来实现。
图6B示出了被重新配置在第二状态(或第二重新配置状态)下的图5的电力系统，在该状态下，仅第二电池单元被配置为向加热器供电。第一电池单元被绕过/隔离。这通过对切换装置进行切换而使得第一切换装置闭合、第二切换装置断开并且第三切换装置闭合来实现。
第三切换装置503可以被认为是用于第一电池单元104-1的旁路开关，因为当闭合时它允许第一电池单元104-1被绕过。第二切换装置502可以被认为是用于第二电池单元104-2的旁路开关，因为当闭合时它允许第二电池单元104-2被绕过。
控制器102被配置为监测第一电池单元104-1和第二电池单元104-2的能量参数。例如，控制器102可以监测第一电池单元104-1和第二电池单元104-2中的每一者的电压。以这种方式，第一电池单元104-1的能量参数可以是第一电池单元104-1的电压水平，并且第二电池单元104-2的能量参数可以是第二电池单元104-2的电压水平。尽管未示出，但为清楚起见，在图5和图6中，这可以通过连接在第一电池单元104-1两端的第一电压表和连接在第二电池单元104-2两端的第二电压表来实现，其中第一电压表和第二电压表与控制器102通信。在一些示例中，第一电压表可以实现为连接到第一电池单元的电压传感器或电压感测电路，并且第二电压表可以实现为连接到第二电池单元的电压传感器或电压感测电路。
上述触发条件(在检测到该触发条件时，控制器102控制切换装置将电力系统从第一状态切换到第二状态)包括：控制器102确定第一电池单元104-1或第二电池单元104-2中的一个电池单元不具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程，并且第一电池单元104-1和第二电池单元104-2中的另一个电池单元具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程。该确定是基于第一电池单元104-1的被监测能量参数和第二电池单元104-2的被监测能量参数。
当控制器102基于第一电池单元104-1的被监测能量参数和第二电池单元104-2的被监测能源参数而确定第二电池单元104-2不具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程，并且第一电池单元104-1具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程时，控制器102将电力系统从第一状态切换到参考图6A所描述的第二状态。以这种方式，具有足够的能量来完成气溶胶化过程的第一电池单元104-1独立于第二电池单元104-2连接到加热器108。不具有足够的能量来完成气溶胶化过程的第二电池单元104-2与加热器108隔离。因此，仅具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程的第一电池单元104-1被配置为向加热器108提供电力。
当控制器102基于第一电池单元104-1的被监测能量参数和第二电池单元104-2的被监测能源参数而确定第一电池单元104-1不具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程，并且第二电池单元104-2具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程时，控制器102将电力系统从第一状态切换到参考图6B所描述的第二状态。以这种方式，具有足够的能量来完成气溶胶化过程的第二电池单元1042独立于第一电池单元104-1连接到加热器108。不具有足够的能量来完成气溶胶化过程的第一电池单元104-1与加热器108隔离。因此，仅具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程的第二电池单元104-2被配置为向加热器108提供电力。
换言之，当控制器102确定电池单元中的一个电池单元不具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程并且另一个电池单元具有足够的能量水平来完成或延长气溶胶化过程时，控制器控制切换装置将电力系统重新配置为使得仅具有足够的能量水平来完成或延长气溶胶化过程的电池单元连接到加热器。如果两个电池单元都没有足够的能量水平来完成或延长气溶胶化过程，则气溶胶化过程继续而不进行重新配置。
将第一电池单元104-1和第二电池单元104-2串联连接的优点在于，提供了比例如将电池并联连接更高的输出电压。该更高的输出电压无需为了向加热器108提供所需电力而在电力系统中包含DC/DC或升压转换器。因此，避免了由于包括DC/DC或升压转换器而导致的能量效率损失，并且降低了部件成本。提供更高的输出电压还允许在装置中实现具有更高电阻的加热器技术。
此外，增加电压以获得更高的功率允许降低对每个电池单元的最大电流要求。这允许使用能量密度更高的电池(即，对于相同的能量含量具有更小尺寸的电池)。
其他优点体现在提供更高效且更容易实现的快速充电方面。充电的功率可以在相同的电流速率范围内增加。典型地，为了更好的热管理，更高的电流速率将需要增加装置尺寸。通过允许在相同的电流速率范围内增加充电功率，避免了这个问题。此外，对于高电流来说，对IC和电子器件进行充电的选择有限的问题得到限制，因此也避免了这个问题。
然而，使用两个串联的电池单元(例如，2s1p电池组)在电池单元中的一者比另一者弱时可能会出现问题。在第一状态下，因为第一电池单元104-1和第二电池单元104-2串联连接，所以较弱的电池单元(即，不具有足够的能量来完成气溶胶化过程的电池单元)限制了电池组的性能。较弱的单元将单元/系统电压“拉”到非常低的水平。即使更强的电池单元具有足够的可用能量，这也会阻止电池组提供必要的电力来完成气溶胶化过程。
这个问题可能是由电池单元之间的不均匀性引起的，这种不均匀性随着时间的推移或者随着充电和放电循环次数的增加而变得更加普遍。
转到图9，呈现了多个电池单元的充电容量904随着充电和放电循环902次数的增加而变化的曲线图。该数据涉及由PANASONIC生产的48个商业18650 2Ah单元(结果发表在《电源杂志》，第247卷，2014年2月1日，第332-338页)。2s1p电池组可以储存用于大约20个气溶胶化过程(即，使20根烟草棒气溶胶化)的电量。基于消费者每天执行20个气溶胶化过程，线906对应于大约两年的使用期。可以看出，具有最高容量的电池单元与具有最低容量的电池单元之间存在明显的差异。这种差异已经随着充电和放电循环次数的增加而增加。大约2年之后，差额可能高达5％，这相当于整个气溶胶化过程。这意味着，在使用2年之后，可能曾经能够为20个气溶胶化过程供电的气溶胶产生装置然后将仅能为19个过程供电。线908对应于大约三年的使用期，其中具有最高容量的电池单元与具有最低容量的电池单元之间的差异甚至更大。如果2s1p电池组包含在该充电容量范围的上端处的第一电池单元和在该充电容量范围的下端处的第二电池单元，则电池组的整体性能将受到较弱的第二电池单元的限制。因此，气溶胶产生装置的寿命受到影响。
即使对于新的电池单元，例如由于制造公差，单元之间也可能存在不均匀性。图10示出了20个350mAh软包单元的放电容量的曲线图。可以看出，具有最高放电容量的电池单元(编号14)和具有最低放电容量的电池单元(编号8)的放电容量之间存在相当大的差异(约4mAh或1.1％)。
气溶胶产生装置内的温度梯度也可能导致电池单元之间的不均匀性，从而可能导致电池单元中的每一者的不同温度和不同老化速率。电池单元之间的不同温度也可能会导致两个电池单元之间不同的自放电速率。
如上文所解释的，串联布置中较弱的电池单元限制了整个电池组的性能。本发明克服了这种问题。切换到第二状态，在该状态下，第一电池单元104-1或第二电池单元104-2中的一个电池单元独立于第一电池单元104-1或第二电池单元104-2中的另一个电池单元连接到加热器部件108，克服了与较弱的电池单元相关联的问题，因为较弱的电池单元(没有足能量水平的电池单元)被隔离。这消除了由于较弱的单元而导致的性能限制。
这允许利用串联连接电池单元的优点，同时避免了在串联的电池单元中的一个电池单元没有足够的能量来完成气溶胶化过程的情况下将发生的问题。
第一电池单元104-1和第二电池单元104-2的能量参数的监测以及触发条件的检测可以在气溶胶化过程期间或在气溶胶化过程之前进行。
控制器102可以被配置为在气溶胶化过程期间监测第一电池单元104-1的能量参数和第二电池单元104-2的能量参数。响应于在气溶胶化过程期间确定触发条件，控制器102被配置为在气溶胶化过程的剩余时间内将电力系统从第一状态切换到第二状态。
也就是说，在气溶胶化过程期间，如果控制器102识别出第一电池单元104-1不具有足够的能量水平来完成该过程(即，第一电池单元104-1是较弱的单元)，但第二电池单元104-2具有足够的能量水平来完成该过程，则控制器102将电力系统从第一状态(例如，图5)切换到第二状态，在该状态下，仅第二电池单元104-2被配置为向加热器108提供电力(例如，图6B)。
图7示出了在具有预热阶段708和浮充阶段710的气溶胶化过程中输送到加热器的功率712相对于时间702的曲线图。在气溶胶化过程期间，控制器102监测第一电池单元104-1和第二电池单元104-2的能量参数。在时间t1处，控制器102确定第一电池单元104-1不具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程。也就是说，在气溶胶化过程结束之前，第一电池单元104-1将变得电量不足。可以看出，在时间t1之后，与整个过程所需的电力相比，完成该过程所需电力相对较低。如果控制器102确定第二电池单元104-2具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程(或至少延长该过程)，则控制器102可以将电力系统从第一状态(例如，图5)切换到第二状态，在该状态下，仅第二电池单元104-2被配置为向加热器提供电力(例如，图6B)。以这种方式，较弱的第一电池单元104-1不会限制整个电力系统的性能，并且可以完成已经开始的气溶胶化过程。
同样地，在气溶胶化过程期间，如果控制器102识别出第二电池单元104-2不具有足够的能量水平来完成该过程(即，第二电池单元是较弱的单元)，但第一电池单元104-1具有足够的能量水平来完成该过程，则控制器102将电力系统从第一状态(例如，图5)切换到第二状态，在该状态下，仅第一电池单元104-1被配置为向加热器108提供电力(例如，图6A)。
也就是说，两个电池单元都可以为预热阶段和浮充阶段的一部分输送电力，其中一个电池单元为浮充阶段的剩余部分输送电力。
除了或代替被配置为在气溶胶化过程期间监测第一电池单元和第二电池单元的能量参数，控制器102还可以被配置为在开始气溶胶化过程之前监测第一电池单元104-1的能量参数和第二电池单元104-2的能量参数。响应于在开始气溶胶化过程之前确定触发条件，控制器102被配置为在气溶胶化过程中将电力系统设置为第二状态。
也就是说，在气溶胶化过程之前，如果控制器102识别出第一电池单元104-1不具有足够的能量水平来完成该过程(即，第一电池单元是较弱的单元)，但第二电池单元104-2具有足够的能量水平来完成(或相对于第一电池单元104-1，部分地完成/延长)该过程，则控制器102切换电力系统，使得当气溶胶化过程开始时电力系统处于第二状态，在该状态下，仅第二电池单元104-2被配置为向加热器108提供电力(例如，图6B)。
图8示出了在具有预热阶段808和浮充阶段810的气溶胶化过程中输送到加热器108的功率812相对于时间802的曲线图。在气溶胶化过程之前，控制器102监测第一电池单元104-1和第二电池单元104-2的能量参数。如果控制器102在气溶胶化过程开始之前确定第一电池单元104-1不具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程，则控制器102可以切换电力系统，使得在气溶胶化过程中电力系统处于第二状态，在该状态下，仅第二电池单元104-2被配置为向加热器108提供电力(例如，图6B)。以这种方式，较弱的第一电池单元104-1不会限制整个电力系统的性能，并且可以执行气溶胶化过程。
同样地，在气溶胶化过程之前，如果控制器102识别出第二电池单元104-2不具有足够的能量水平来完成该过程(即，第二电池单元是较弱的单元)，但第一电池单元104-1具有足够的能量水平来完成(或相对于第二电池单元104-2，部分地完成/延长)该过程，则控制器102切换电力系统，使得当气溶胶化过程开始时，电力系统处于第二状态，在该状态下，仅第一电池单元104-1被配置为向加热器108提供电力(例如，图6A)。
如果在气溶胶化过程之前，控制器102确定第一电池单元104-1或第二电池单元104-2中的一个电池单元不具有足够的能量水平来完成该过程，但另一个电池单元具有足够的能量水平来完成该过程，使得仅这些电池单元中的一个电池单元要用于为气溶胶化过程供电(如前所述)，则控制器102可以调节预热模式的参数以适应由电池组中的单个单元供电的气溶胶化过程。例如，可以降低在预热阶段施加的功率水平，以减少单个电池单元上的压力。为了对加热器108进行充分预热，然后可以增加预热时间808。这可以在图8中看出，在该图中，预热阶段808中的施加功率水平(P2)相对低于在图7中使用两个电池单元进行预热的预热阶段(P1)中的施加功率水平，其中图8中的预热阶段808比图7中的预热阶段708在时间上相对较长。
以这种方式，较弱的电池单元不会限制整个电力系统的性能，并且不会减少或禁止气溶胶产生装置能够执行气溶胶化过程。
在前述示例中，在气溶胶化过程开始之前确定电池单元中的一个电池单元不具有足够的电量水平来完成气溶胶化过程可以指示电池组即将到达其工作寿命的终点。因此，当控制器102在开始气溶胶化过程之前确定触发条件时，控制器102可以被配置为通过指示器或接口通知操作者装置和/或电池应当尽快更换。
基于被监测的能量参数，控制器102可以确定在不将电力系统从第一状态重新配置为第二状态、在将电力系统从第一状态重新配置为第二状态的情况下是否可以完成气溶胶化过程，或者在重新配置或不重新配置的情况下完成气溶胶化过程是否是不可实现的。当在重新配置或不重新配置的情况下完成气溶胶化过程是不可实现的时，控制器可以确定向用户显示电池组是空的。
在前面的示例中，控制器102监测第一电池单元104-1和第二电池单元104-2的能量参数，并且触发条件包括控制器102基于第一电池单元104-1的被监测能量参数和第二电池单元104-2的被监测能量参数确定第一电池单元104-1或第二电池单元104-2中的一个电池单元不具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程，并且第一电池单元104-1和第二电池单元104-2中的另一个电池单元具有足够的能量水平来完成或延长气溶胶化过程。
在示例中，被监测的能量参数是第一电池单元104-1的电压和第二电池单元104-2的电压。当电池单元的电压高于预定阈值电压时，电池单元被确定为具有足够的能量来完成(或延长)气溶胶化过程。当电压不高于预定阈值电压时，电池单元被确定为不具有足够的能量来完成气溶胶化过程。在一些示例中，预定阈值电压可以处于固定电压水平。在其他示例中，预定阈值电压可以在气溶胶化过程中的剩余时间内随时间变化。预定阈值电压可以存储在与控制器102相关联的存储器中。
在相关示例中，监测在气溶胶化过程中随时间变化的第一电池单元104-1的电压的变化率和第二电池单元104-2的电压的变化率(即，在气溶胶化过程中随时间变化的电压下降速率)。当变化率不超过预定阈值时，电池单元被确定为具有足够的能量来完成(或延长)气溶胶化过程。当变化率高于预定阈值时，电池单元被确定为不具有足够的能量来完成气溶胶化过程，因为将要完全放电的单元显示出比将要不完全放电的单元显著更高的电压梯度。预定阈值变化率可以存储在与控制器102相关联的存储器中。
在另一个示例中，当两个电池单元之间的被监测能量参数(例如，电压)之间的差异超过预定容许差异(或阈值差异)时，控制器确定这些电池单元中的一个电池单元不具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程，并且另一个电池单元具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程。当该两个电池单元之间的被监测能量参数(例如，电压)之间的差异超过预定阈值差异时，具有较低电压的电池单元可以被认为是不具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程的电池单元。两个电池单元之间的电压差异超过容许差异可以指示一个单元比另一个单元弱。
在另一示例中，控制器可以通过使用对两个单元中的可用能量的连续确定，确定这些电池单元中的一个电池单元不具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程，并且另一个电池单元具有足够的能量水平来完成(或延长)气溶胶化过程，从而判定在两个单元的情况下通过重新配置一个单元是否可实现完整的气溶胶化过程，或者在重新配置或不重新配置电力系统的情况下完整的气溶胶化过程是否是不可实现的。这种连续确定可以通过荷电状态估计算法、健康状态和可用功率估计算法来完成。
图11呈现了根据前面的描述控制器102在确定将电力系统从第一状态切换到第二状态时执行的步骤的示例性过程流程。将理解，先前描述的任何特征都可以包括在该过程流程中。
在步骤S1101，控制器102监测第一电池单元104-1和第二电池单元104-2中的每一者的能量参数。
在步骤S1102，控制器102检测触发条件。触发条件包括：基于第一电池单元104-1的被监测能量参数和第二电池单元104-2的被监测能量参数确定第一电池单元104-1或第二电池单元104-2中的一个电池单元不具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程，并且第一电池单元104-1该第二电池单元104-2中的另一个电池单元具有足够的能量水平来完成或延长气溶胶化过程。
在步骤S1103，响应于检测到触发条件，控制器102控制切换装置将电力系统从第一状态切换到第二状态。在第一状态下，第一电池单元104-1和第二电池单元104-2被配置为串联地向加热器部件108提供电力。在第二状态下，第一电池单元104-1或第二电池单元104-2中的一个电池单元独立于第一电池单元104-1或第二电池单元104-2中的另一个电池单元连接到加热器部件，使得仅第一电池单元104-1或第二电池单元104-2中的具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程的电池单元被配置为向加热器108提供电力。
在先前的描述中，控制器102可以存储用于以所描述的方式控制气溶胶产生装置和电力系统的指令。技术人员将容易理解，控制器102可以被配置为视情况以相互组合的方式执行上述方式中的任何一种。本文描述的由控制器102执行的处理步骤可以存储在与控制器102相关联的非暂时性计算机可读介质或存储装置中。计算机可读介质可以包括非易失性介质和易失性介质。易失性介质尤其可以包括半导体存储器和动态存储器。非易失性介质尤其可以包括光盘和磁盘。
技术人员将容易理解，前面描述中的前述实施例不是限制性的；每个实施例的特征可以适当地并入到其他实施例中。

Claims (15)

1.一种气溶胶产生装置电力系统，其中，该电力系统可连接到加热器部件，并且该电力系统包括：
可串联连接的第一电池单元和第二电池单元；
切换装置，该切换装置被配置为控制从该第一电池单元和该第二电池单元到该加热器部件的功率流；以及
控制器，该控制器被配置为监测该第一电池单元和该第二电池单元中的每一者的能量参数并控制该切换装置，其中，该控制器被配置为响应于检测到触发条件而控制该切换装置将该电力系统从第一状态切换到第二状态，其中：
该触发条件包括该控制器基于该第一电池单元的被监测能量参数和该第二电池单元的被监测能量参数确定该第一电池单元或该第二电池单元中的一个电池单元不具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程、而该第一电池单元和该第二电池单元中的另一个电池单元具有足够的能量水平来完成或延长该气溶胶化过程；
在该第一状态下，该第一电池单元和该第二电池单元被配置为串联地向该加热器部件提供电力；以及
在该第二状态下，该第一电池单元或该第二电池单元中的一个电池单元独立于该第一电池单元或该第二电池单元中的另一个电池单元连接到该加热器部件，使得仅该第一电池单元或该第二电池单元中的具有足够的能量水平来完成或延长该气溶胶化过程的电池单元被配置为向该加热器部件提供电力。
2.如权利要求1所述的气溶胶产生装置电力系统，其中，该控制器被配置为在气溶胶化过程期间监测该第一电池单元的能量参数和该第二电池单元的能量参数；以及
响应于在该气溶胶化过程期间确定该触发条件，该控制器被配置为在该气溶胶化过程的剩余时间内将该电力系统从该第一状态切换到该第二状态。
3.如任一前述权利要求所述的气溶胶产生装置电力系统，其中，该控制器被配置为在开始气溶胶化过程之前监测该第一电池单元的能量参数和该第二电池单元的能量参数；以及
响应于在开始该气溶胶化过程之前确定该触发条件，该控制器被配置为在该气溶胶化过程中将该电力系统设置为该第二状态。
4.如权利要求3所述的气溶胶产生装置电力系统，其中，响应于在开始该气溶胶化过程之前确定该触发条件，该控制器被进一步配置为增加该气溶胶化过程中的预热时间。
5.如任一前述权利要求所述的气溶胶产生装置电力系统，其中，该第一电池单元的能量参数是该第一电池单元的电压水平，并且该第二电池单元的能量参数是该第二电池单元的电压水平。
6.如权利要求5所述的气溶胶产生装置电力系统，其中，该控制器被配置为：基于该第一电池单元的电压水平和该第二电池单元的电压水平与预定阈值电压之间的差异而确定该第一电池单元或该第二电池单元中的一个电池单元不具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程、而该第一电池单元和该第二电池单元中的另一个电池单元具有足够的能量水平来完成或延长该气溶胶化过程。
7.如任一前述权利要求所述的气溶胶产生装置电力系统，其中，该第一电池单元和该第二电池单元是2s1p电池组的部件。
8.如任一前述权利要求所述的气溶胶产生装置电力系统，其中，该切换装置包括第一切换装置，该第一切换装置与该第二电池单元串联连接，并且该第二电池单元连接在该第一电池单元与该第一切换装置之间。
9.如任一前述权利要求所述的气溶胶产生装置电力系统，其中，该切换装置包括第二切换装置，该第二切换装置连接到位于该第一电池单元与该第二电池单元之间的节点，并且与该第二电池单元并联连接，使得当该第二切换装置闭合时，该第二电池单元是可绕过的。
10.如任一前述权利要求所述的气溶胶产生装置电力系统，其中，该切换装置包括第三切换装置，该第三切换装置连接到位于该第一电池单元与该第二电池单元之间的节点，并且与该第一电池单元并联连接，使得当该第三切换装置闭合时，该第一电池单元是可绕过的。
11.如任一前述权利要求所述的气溶胶产生装置电力系统，进一步包括脉冲宽度调制模块，该脉冲宽度调制模块被配置为将来自该第一电池单元和/或该第二电池单元的功率流转换为经脉冲宽度调制的功率流以输送给该加热器部件。
12.一种气溶胶产生装置，包括如任一前述权利要求所述的气溶胶产生装置电力系统。
13.如权利要求12所述的气溶胶产生装置，其中，该气溶胶产生装置被配置为接纳烟草棒，并且对该烟草棒进行加热而不燃烧该烟草棒，以在气溶胶化过程中产生气溶胶。
14.一种气溶胶产生装置电力系统的操作方法，该电力系统包括可串联连接的第一电池单元和第二电池单元、以及切换装置，该切换装置被配置为控制从该第一电池单元和该第二电池单元到可连接到该电力系统的加热器部件的功率流，该方法包括：
监测该第一电池单元和该第二电池单元中的每一者的能量参数；
检测触发条件，其中，该触发条件包括基于该第一电池单元的被监测能量参数和该第二电池单元的被监测能量参数确定该第一电池单元或该第二电池单元中的一个电池单元不具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程、而该第一电池单元和该第二电池单元中的另一个电池单元具有足够的能量水平来完成或延长该气溶胶化过程；以及
响应于检测到该触发条件而控制该切换装置将该电力系统从第一状态切换到第二状态，其中：
在该第一状态下，该第一电池单元和该第二电池单元被配置为串联地向该加热器部件提供电力；以及
在该第二状态下，该第一电池单元或该第二电池单元中的一个电池单元独立于该第一电池单元或该第二电池单元中的另一个电池单元连接到该加热器部件，使得仅该第一电池单元或该第二电池单元中的具有足够的能量水平来完成或延长该气溶胶化过程的电池单元被配置为向该加热器部件提供电力。
15.一种非暂时性计算机可读介质，该非暂时性计算机可读介质存储当由控制器的一个或多个处理器执行时使该一个或多个处理器执行步骤的指令，该控制器被配置为与气溶胶产生装置电力系统一起操作，该气溶胶产生装置电力系统包括可串联连接的第一电池单元和第二电池单元、以及切换装置，该切换装置被配置为控制从该第一电池单元和该第二电池单元到可连接到该电力系统的加热器部件的功率流，这些步骤包括：
监测该第一电池单元和该第二电池单元中的每一者的能量参数；
检测触发条件，其中，该触发条件包括基于该第一电池单元的被监测能量参数和该第二电池单元的被监测能量参数确定该第一电池单元或该第二电池单元中的一个电池单元不具有足够的能量水平来完成气溶胶化过程、而该第一电池单元和该第二电池单元中的另一个电池单元具有足够的能量水平来完成或延长该气溶胶化过程；以及
响应于检测到该触发条件而控制该切换装置将该电力系统从第一状态切换到第二状态，其中：
在该第一状态下，该第一电池单元和该第二电池单元被配置为串联地向该加热器部件提供电力；以及
在该第二状态下，该第一电池单元或该第二电池单元中的一个电池单元独立于该第一电池单元或该第二电池单元中的另一个电池单元连接到该加热器部件，使得仅该第一电池单元或该第二电池单元中的具有足够的能量水平来完成或延长该气溶胶化过程的电池单元被配置为向该加热器部件提供电力。
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