CN108432032B - 电池运用设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及电池运用设备，该电池运用设备被配置为在设定量的时间逝去之后，对诸如铅酸电池的可再充电电池放电和充电。电池运用设备被配置为接收来自电源的电功率并且周期性地将该功率转移到被连接到电池运用设备的电池中。在例如两周的时段已逝去之后，设备向所连接的电池施加放电负载以将电池耗尽到预定放电水平。其后，该设备将被连接的电池充电到预定的充电水平。一旦充电到预定的充电水平，该设备再次等待设定的时间段并且重复放电/再充电序列。

Description

电池运用设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年11月9日提交的标题为“AUTOMATIC TIMED BATTERY CHARGE/DISCHARGE EVENT CONTROLLER”的美国临时专利申请序列号62/285,777的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

背景技术

在一些商业和住宅情形下，诸如高尔夫球车、船只、采矿机械或其他设备中使用的可再充电电池可能会长时间段处于未使用状态。如此，电池可能会缓慢耗尽，失去电荷，并且在最终需要时不能够提供功率。为了维持电池的连续充满电，一些电池充电器在电池完全充电后提供浮充电以持续地“加满”电池电荷。然而，所需的浮充电直接取决于电池的温度，并且因此需要动态充电以考虑电池温度的变化。例如，归因于日常温度差异，所需的浮充电在夜间可能会不同于在白天所需的浮充电。因此，这些类型的电池充电器中的一些需要内部逻辑和温度感测组件来持续维持基础电池中的适当电荷。此外，这些类型的电池充电器中的一些需要来自外部电源的恒定功率以持续地向电池施加浮充电。然而，当出现功率中断时，电池可以自然地放电并且失去电压。当功率恢复并且电池开始再充电时，电池时常只能部分放电。

虽然制造和使用了各种电池充电器，但可以相信的是，在发明人之前没有人已制造或使用如本文所描述的发明。

附图说明

虽然利用权利要求归纳了说明书，权利要求特别指出并清楚地要求保护本发明，但相信结合附图对某些示例的描述将更好地理解本发明，其中，相同的附图标记标识相同的元件，并且其中：

图1描绘了示例性电池运用设备的概略视图；

图2描绘了使用图1的电池运用设备的示例性方法的流程图；

图3描绘了在图1的电池运用设备中使用的示例性电路的***的电路图；

图4描绘了图1的电池运用设备的示例性实施例的透视图；以及

图5描绘了用于图1的电池运用设备的示例性操作方法的概略视图。

图6A描绘了被连接到单独再充电设备的电池运用设备的一个实施例的示例性装置的概略视图；

图6B描绘了被连接到单独再充电设备的电池运用设备的另一实施例的备选装备的概略视图；

图7描绘了被连接到三个可再充电电池的电池运用设备的一个实施例的示例性装置的概略视图。

附图不旨在以任何方式进行限制，并且预期本发明的各种实施例可以以各种其他方式实行，包括那些未必在附图中描绘的方式。并入说明书中并形成说明书一部分的附图图示了本发明的几个方面，并且与说明书一起用以解释本发明的原理；然而应理解的是，本发明不限于所示的精确装置。

具体实施方式

本发明的某些示例的以下描述不应被用于限制本发明的范围。根据以下的描述，本发明的其他示例、特征、方面、实施例和优点对于本领域技术人员而言将变得显而易见，以下描述是通过例证的方式设想用于实行本发明的最佳模式之一。如将意识到，本发明能够具有其它不同且显而易见的方面，所有这些都不脱离本发明。因此，附图和描述应该被认为是例示性性质的而不是限制性的。

应领会的是，本文所描述的教导、表述、版本、示例等中的任何一个或多个可以与本文所描述的其他教导、表述、版本、示例等中的任何一个或多个组合。因此，以下所描述的教导、表述、版本、示例等应当不是相对于彼此孤立地看待。鉴于本文的教导，本文的教导可以组合的各种适合的方式对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。这样的修改和变化旨在被包括在权利要求的范围内。

I.电池运用设备

图1描绘了被配置为周期性地对电池进行充电和放电的设备的一个实施例，在下文中称为电池运用设备(1)。电池运用设备(1)包括壳体(3),该壳体(3)提供保护性外壳并且可以包括诸如手柄(未示出)或支脚(未示出)的特征。外壳可以是刚性的并且可以表征任何刚性不易燃材料，包括但不限于钢或铝。电池运用设备(1)被配置为从电源(5)接收功率，包括但不限于常规电插座和诸如太阳能电池板和风力涡轮机的可再生电源。来自电源(5)的功率(即电力)通过电源线(7)或类似的线路装置来供应。电源线(7)可以与壳体(3)集成或者可以从壳体(3)拆卸。电源(5)可以是墙上插座或用于与电源线(7)耦合并且将电功率递送到电池运用设备(1)的另一机械结构。

电池运用设备(1)被配置为对诸如铅酸电池的电池(9)再充电，以下称为可再充电电池(9)或电池(9)。在图示的实施例中，可再充电电池(9)包括正极端子(11)、负极端子(13)和本领域公知的内部元件以用于根据需要通过端子(11、13)提供电池生成的电流，或者用于接收电输入以对电池(9)充电。正极导线(15)在近端从壳体(3)延伸并且在远端处包括正极引线(17)。正极引线(17)被配置为与正极端子(11)电耦合并且可以以夹子或任何其他类似连接器元件的形式。类似地，负极导线(19)在近端处从壳体(3)延伸并且在远端处包括负极引线(21)。负极引线(21)被配置为与负极端子(13)电耦合，并且可以以夹子或任何其他类似连接器元件的形式。

在电池运用设备(1)的一些实施例中，不是用于对一个电池(9)充电的“一对一”配置，而是可以提供各种特征和电路***以使能“一对多”配置并且允许电池运用设备(1)以服务与电池运用设备(1)耦合的所有多个电池。为了促进对多个电池充电，根据需要，多于一根的正极导线(15)和多于一根的负极导线(19)可以从壳体(3)延伸以与相应的电池耦合。此外，每对正极导线(15)和负极导线(19)可以提供与正极引线(17)和负极引线(19)相似的不同端子端部或头部，以允许与不同类型的电池耦合。更进一步，电池运用设备(1)可以以串联电路样式将多个电池一起充电和放电，其中，每个电池与电池(9)类似，诸如用于电动高尔夫球车中的电池***。

在图示的实施例中，正极导线(15)和负极导线(19)与设置在壳体(3)之内的控制单元(23)电耦合。控制单元(23)可以包括电路***和/或电子组件，其可操作以根据需要通过导线(15、19)19)从电源(5)传达适当的电压和电流以选择性地对电池(9)放电或充电。控制单元(23)可以包括处理组件(24)，诸如微控制器中的一个或多个、包括但不限于PIC微控制器或其他类似电路、微处理器或被配置为接收输入的其他类似处理设备，诸如来自输入机构(45)的信号和来自一个或多个定时器和/或传感器的信号。处理组件(24)可以包括CPU，该CPU被编程为在接收输入(诸如来自输入机构(45)的信号和来自包括在运用设备(1)内的一个或多个传感器、定时器和/或计数器的信号)时做出关于该做什么的决定。控制单元(23)可以使用诸如图2中所示和下文所描述逻辑，以确定是否选择性地对电池(9)进行放电或充电。该逻辑可以存储在控制单元(23)的处理组件(24)中并且由控制单元(23)的处理组件(24)施行。

在电池运用设备(1)的一些实施例中，风扇(25)被设置在壳体(3)中以向电池运用设备提供冷却。壳体(3)也可以被构造为包括或限定开口或通风口以提供通风以辅助冷却。在该实施例中，风扇(25)通过风扇电路***(27)被电子地耦合到控制单元(23)，并且在那里可控制以根据需要选择性地致动风扇(25)以冷却壳体(3)的内部腔室和被设置在其中的组件。

如图所示，实时时钟(29)被设置在壳体(3)中以为电池运用设备(1)提供连续可靠的定时元件。实时时钟可以是计算机时钟，其记录当前的日期、时间和星期几，并且可以是集成电路的形式。由实时时钟(29)所提供的信息由控制单元(23)使用以确定何时启动电池(9)的充电循环或放电循环并且也限制充电循环和放电循环两者的时间段。实时时钟(29)可以使用晶体振荡器或功率线频率或适用于跟踪时间并将该信息提供给控制单元(23)的任何其他机构。如图所示，实时时钟(29)由时钟电池(31)供电，该时钟电池(31)可以是可更换的和/或可再充电的锂离子型电池或任何其他适合的电源。无论电源(5)的操作或连接如何，时钟电池(31)都可以为实时时钟(29)提供持续功率。因此，如果电源(5)在功率的供应中经历了暂时停电或其他供电中断，则实时时钟(29)继续操作并且考虑时间的推移。一旦电源(5)恢复操作或从停电中恢复，时钟电池(31)允许实时时钟(29)和电池运用设备(1)恢复操作并且继续操作而不会中断或延迟设备(1)的时间监控能力。

如图所示，实时时钟(29)通过时钟电路***(33)与控制单元(23)电子地耦合，该时钟电路***(33)允许信息信号在控制单元(23)与实时时钟(29)之间经过。可以通过控制单元(23)或实时时钟(29)来确定是否预定的等待时间段已经逝去。在电池运用设备(1)的一些实施例中，控制单元(23)被编程为周期性地轮询定时数据(诸如时间戳)的实时时钟(29)，并且基于该收集的信息确定是否启动充电循环或放电循环。定时数据可以包括关于当前日期和/或时间的信息。在电池运用设备(1)的一些其他实施例中，实时时钟(29)可以确定预定的等待时段何时已经期满，并且启动中断至控制单元(23)以传送该信息并且致动控制单元(23)以启动充电循环或放电循环。预定的等待时段可以是特定日期和/或时间的形式，诸如2016年8月5日，或者可以是相对时间偏移的形式，诸如“从现在起200小时”，或者可以是重复等待时段，诸如“每3周”或“每200小时”。“实时时钟(29)与控制单元(23)的处理组件(24)结合工作以促进与定时有关的任务并且确定特定时段何时逝去。利用包括大量时间的等待时段，诸如数周或数月，而不是数秒或数分钟，对于诸如铅酸电池的某些类型的电池可能是有用的。举例来说，等待时段可以包括至少一天，优选至少一周，更优选至少两周，还更优选至少一个月。在一些实施例中，等待时段可以包括在约两周至约三个月的范围内的时间段。

电池运用设备(1)的一些实施例包括输入机构(45)。用户可以致动输入机构(45)以配置和定制预定等待时段，该预定等等待时段是在充电循环结束与由电池运用设备(1)将要执行的下一个放电循环开始之间等待的期望时间量。在一些实施例中，输入机构(45)可以包括旋钮、按钮、触摸屏或用于配置和向电池运用设备(1)输入等待时段信息的任何其他元件。输入机构(45)可以包括诸如智能电话、平板电脑或计算机的外部设备，该外部设备经由到控制单元(23)的有线和/或无线连接与控制单元(23)通信。例如，壳体(3)可以包括用于在控制单元(23)与膝上型计算机之间有线通信的USB型插座(未示出)。在实施例中，其中，输入机构(45)包括可以经由无线连接与控制单元(23)通信的外部设备，该设备(1)可以包括无线模块，该无线模块可以包括被配置为允许外部设备与控制单元(23)通信的接收器。无线连接可以利用任何适合的无线通信技术，包括但不限于蓝牙技术。用户然后可以经由膝上型计算机操纵等待时段信息。输入机构(45)可以包括诸如旋钮的内部输入设备，以及用于经由到控制单元(23)的有线和/或无线连接通过外部输入接收时段信息的设备。电池运用设备(1)的一些实施例还可以允许用户经由输入机构(45)提供其他信息，诸如选择电池安培小时的类型，诸如船用安培小时或曲柄安培小时。在一些实施例中，输入机构(45)可以包括多于一个的输入设备，诸如多个旋钮、按钮、触摸屏或其组合。

在图示的实施例中，输入机构(45)通过输入机构电路(47)与控制单元(23)电耦合，该输入机构电路(47)被配置为将来自输入机构(45)的等待时段选择信息传送给控制单元(23)。在电池运用设备(1)的其他实施例中，用于在充电循环之间等待的等待时段可以被存储在控制单元(23)中或者可由控制单元(23)访问。在这些实施例中，输入机构(45)和输入机构电路(47)可以被省略。在一些其他实施例中，除非并且直到用户通过输入机构(45)改变等待时段，否则等待时段可以被设定为存储在控制单元(23)中或可由控制单元(23)访问的默认值。

如先前所讨论，电池运用设备(1)的一些实施例可以表征“一对多”配置并且为多个电池充电。在一些实施例中，每个连接的电池与整个等待时段相关联，该等待时段施加于每个连接的电池。因此，如果在等待时段中间向电池运用设备(1)添加电池，则在等待时段期满时对电池进行充电，而与电池的实际充电无关。此外，每个电池连续地提供服务，由此，一旦对第一电池完成放电/充电循环，电池运用设备(1)开始对第二电池的放电/充电循环。然后，电池运用设备(1)继续连续地对连接到电池运用设备(1)的每个电池放电/充电，直到所有电池都被服务。电池运用设备(1)可以被配置为通过结合必要的附加机械特征(诸如多个输入机构(45)或为促进多个电池的不相干等待时段所必需的任何其他元件)允许在不同等待时段将不同的电池连接到电池运用设备(1)。

在一些实施例中，输入机构(45)还可以允许用户启动电池(9)的立即放电和/或充电，而不管用于充电循环之间等待的等待时段是否已经期满。如上文所讨论，当用户启动电池(9)的立即放电/充电时，控制单元(23)被编程为如同等待时段已经期满那样进行。因此，控制单元(23)按照需要继续将电池(9)放电至放电水平，此后将电池(9)充电至充电水平。该特征允许用户根据需要立即开始电池(9)的放电/充电循环。在一些实施例中，代替或除了使用输入机构(45)手动地启动电池的放电和/或充电之外，设备(1)可以包括分离的手动启动机构，其被配置为允许用户手动启动电池的放电和/或充电。分离的手动启动机构可以是内建于设备(1)中的内部机构(诸如旋钮、按钮、触摸屏或任何其他适合的内部输入机构)或外部机构，诸如智能手机、平板电脑、计算机或任何其他适合的外部输入机制。在包括外部输入机构的实施例中，外部输入机构可以经由到控制单元(23)的有线和/或无线连接与控制单元(23)通信。例如，壳体(3)可以包括控制单元(23)与膝上型计算机之间的有线通信的USB型插座(未示出)。在实施例中，其中，外部输入机构可以经由无线连接与控制单元(23)通信，设备(1)可以包括无线模块，该无线模块可以包括接收器，该接收器被配置为允许外部设备与控制单元通信。无线连接可以利用任何适合的无线通信技术，包括但不限于蓝牙技术。

反馈机构(37)可以被并入电池运用设备(1)中。反馈机构(37)可以被配置为向用户提供关于有关电池运用设备(1)和/或电池(9)的一条或多条信息的反馈(诸如音频或视觉指示)。仅作为示例，反馈机构37可以提供关于电池运用设备(1)的模式的音频或视觉指示(例如，电池运用设备(1)是否处于等待模式、放电模式、休止模式、或充电模式)，电池运用设备(1)是否从电源(5)接收功率，电池(9)是否已经达到预定放电水平或充电水平，充电循环或放电循环相对于预定充电水平或放电水平的进展，以及其他相似类型的信息。

反馈机构(37)可以包括灯，包括但不限于通过灯电路(39)连接到控制单元(23)的LED灯。在一些实施例中，其中，反馈机构(37)包括灯，当可再充电电池(9)正被充电时(即，当电池运用设备(1)处于充电模式)，控制单元(23)可以被编程为致动反馈机构(37)以第一颜色来照亮，并且当可再充电电池(9)正在放电时(即，当电池运用设备(1)处于放电模式时)以第二颜色来照亮。在设备(1)的一些实施例中，可以经由反馈机构(37)提供用于指示充电和/或放电的状态的附加颜色、闪光模式或其他标记。例如，可以照亮一组五个矩形条中的三个来指示充电循环五分之三完成。在设备(1)的其他实施例中，反馈机构(37)可以包括用于向用户提供反馈信息的显示屏幕，包括但不限于字母数字消息或错误代码。在设备(1)的其他实施例中，反馈机构(37)可以包括扬声器，以用于发射可听音、嘟嘟声或其他声音以向用户提供反馈信息。在一些实施例中，设备(1)可以包括多于一个的反馈机构，包括但不限于两个以上的灯、两个以上的扬声器或者两个以上的灯、扬声器和显示器的组合。

当期望的等待时段已经逝去时，控制单元(23)被编程为使用放电电路(41)启动放电模式以降低电池(9)中的电压。放电电路(41)包括电子电路***，以用于通过允许运用设备(1)向电池(9)施加负载来从电池(9)耗尽电压以便耗尽电池(9)。在电池运用设备(1)的一些实施例中，在放电模式期间，控制单元(23)将电池(9)放电至预定电压水平，在下文中被称为放电水平，其可由用户设定。在一些实施例中，放电模式或循环的持续时间可以受限于时间限制，诸如特定的分钟数、小时数、天数、特定日期等，其也可以由用户设定。允许放电循环在大量的时间内发生，诸如数天、数周或数月，而不是数秒或数分钟，对于某些类型的电池(诸如铅酸电池)可能是有用的。用户可以通过用于与控制单元(23)对接的任何通用机构，包括通过有线连接(诸如USB端口)或通过无线连接(诸如

模块)设定和更新放电水平以及(当可适用时)放电循环的时间限制。在一些实施例中，输入机构(45)还可以允许用户设定和更新放电水平。电池运用设备(1)的各种硬件、电路***和/或编程组件可以根据需要进行修改，并且如本领域所公知的，以允许经由输入机构(45)来完成这点。

在一些实施例中，放电水平可以大于零伏特或基本上等于零伏特。在其中放电水平基本上等于零伏特的实施例中，控制单元(23)使电池(9)完全放电，或者换而言之，对电池(9)放电直到电压基本上等于零伏特。控制单元(23)可以被编程为周期性地确定电池(9)的当前电压水平以确定放电的状态以及是否已经达到放电水平。电池(9)的电压水平可以通过给模拟数字转换电路或等效电路***馈电的分压器电路来确定。传感器也可以被利用以确定电池(9)的当前电压水平。在实施例中，其中，由控制单元(23)利用时间限制来控制放电循环的长度，那么控制单元(23)也可以被编程为周期性地检查定时器以确定时间限制是否已经逝去。

在放电模式完成之后(即，电压水平已经达到放电水平和/或放电循环的时限已经逝去)，并且在一些实施例中，在可选的休止时段之后，控制单元(23)被编程为使用充电电路(43)启动充电模式。充电电路(43)包括电子电路***，该电子电路***用于通过允许运用设备(1)向电池(9)提供充电电流来增加电池(9)或除其他外再充电电池(9)的电压。在充电模式期间，控制单元(23)对电池(9)充电直到该单元被完全再充电或直到电池(9)已经达到预定的电压水平，在下文中被称为充电水平。在一些实施例中，充电模式或充电循环的持续时间可能受限于时间限制，诸如特定的分钟数、小时数、天数、特定日期等，这也可以由用户设定。允许充电循环发生在相当长的时间内，诸如数天、数周或数个月，而不是数秒或数分钟，对某些类型的电池(诸如铅酸电池)可能有用。用户可以通过用于与控制单元(23)对接的任何通用机构，包括通过有线连接(诸如USB端口)或通过无线连接(诸如

模块)来设定和更新充电水平以及(如果可适用)用于放电循环的时间限制。在一些实施例中，输入机构(45)还可以允许用户设定和更新充电水平。

在一些实施例中，充电水平可以小于或基本上等于电池(9)的满电压容量。在其中充电水平基本上等于电池(9)的满电压容量的实施例中，控制单元(23)对电池(9)进行完全充电，或者换而言之，对电池(9)充电，直到电压基本上等于电池的满电压容量(9)。控制单元(23)可以被编程为周期性地确定电池(9)的当前电压水平以确定再充电的状态以及是否已经达到期望的充电水平。如上文所阐明，电池(9)的电压水平可以通过给模拟数字转换电路或等效电路***馈电的分压器电路来确定。同样如上文所阐明，还可以利用传感器来确定电池(9)的当前电压水平。在实施例中，其中，由控制单元(23)利用时间限制来控制充电循环的长度，控制单元(23)也可以被编程为周期性地检查定时器以确定时间限制是否已经逝去。一旦充电循环完成(即，电池(9)被充电到充电水平和/或充电循环的时间限制已经逝去)，等待时段的内部定时器在处理组件(24)中被重设并且等待该等待时间逝去的过程，将电池(9)放电至放电水平，并且将电池(9)重新充电至充电水平。

在一些实施例中，电池运用设备(1)可以被配置为使用具有上电压截止的恒定电流对电池(9)充电。换而言之，电池运用设备(1)可以被配置为通过以恒定电流向电池(9)提供功率直到达到预定电压限制来对电池(9)充电，然后停止充电。在其他实施例中，类似于当前的智能充电器，电池运用设备(1)可以被配置为使用恒定电流和恒定电压的组合对电池(9)充电。在这样的实施例中，电池运用设备(1)可以被配置为首先使用恒定电流对电池(9)充电，然后在充电循环期间使用恒定电压切换到对电池(9)充电。在这样的实施例中，当电池运用设备(1)使用恒定电压对电池(9)充电时，电池运用设备(1)可以以恒定电压向电池(9)提供功率，直到电流达到特定阈值(诸如基本上为零安培)。电池运用设备(1)的各种硬件、电路***和/或编程组件可根据需要和本领域已知的方式进行修改，以提供本文所描述的期望的电流和电压特征。

图3描绘了包含电池运用设备(1)的元件的电路图的一个示例性实施例，包括图解特征，涉及电源(5)、处理组件(24)、实时时钟(29)、风扇(25)、风扇电路***(27)、灯(37)、放电电路(41)、充电电路(43)和输入机构(45)。图示实施例还包括电压感测电路(46)，电压感测电路(46)被配置为用于确定电池(9)的当前电压水平。此外，图3中图示的实施例包括用于根据需要选择性地在放电电路(41)与充电电路(43)之间切换的继电器控件(48)。在图示的实施例中，充电电路(43)与电源(5)电通信并且包括充电器控件(43a)。充电器控件(43a)被配置为在充电电流被连通到电池(9)之前调节由电源(5)提供的功率。充电器控件(43a)可以被配置为调节通过充电电路(43)被连通的功率的电流和/或电压。图3中图示的实施例还包括配置为调节被提供给处理组件(24)的功率的功率调节器(24a)。功率调节器(24a)也可以调节被提供给连接到处理组件(24)的***组件的功率。功率调节器(24a)可以与电源(5)和电池(9)电连通，并且使得功率调节器(24a)可以根据需要从电源(5)或电池(9)汲取功率。

图4描绘了电池运用设备(1)的一个示例性实施例，示出了部分壳体(3)被移除并且被配置为便携式单元。图4图示了正极导线(15)、正极引线(17)、负极导线(19)和负极引线(21)的实施例。图4进一步图示了控制单元(23)和风扇(25)的实施例。

II.周期性再充电方法

一种用于对电池(诸如在图2中图示的根据周期性再充电方法(101)的可再充电电池(9))的周期性再充电的方法。完成这些步骤的逻辑和指令可以被存储在处理组件(24)中并且由处理组件(24)施行。电池运用设备(1)和优选地控制单元(23)可以包括可以用于施行周期性再充电方法(101)内的各种步骤的一个或多个传感器、定时器和/或计数器。

如图所示，周期性充电方法(101)以等待时段检查(103)开始，由此确定等待时段是否已经逝去。如果等待时段已经逝去，则方法(101)进行到放电步骤(105)。如果等待时段尚未逝去，则等待时段检查(103)重复。参考图1，等待时段可以由用户经由输入设备(诸如输入机构(45))来设定，或者等待时段可以是控制单元(23)可访问的预设***参数。实时时钟(29)指示处理组件(24)开始循环，并且随后处理组件(24)追踪所逝去的时间。然后可以使用处理组件(24)跟踪的等待时间来确定等待时段是否已经逝去。等待时段可以是时间帧或特定的时间/日期。在一些实施例中，控制单元(23)可以被编程为在等待时段期间向电池(9)施加涓流充电。

如果已经过了等待时间，则方法(101)进行到放电步骤(105)，其中，电池被放电。如上文所讨论，在放电步骤(105)中，控制单元(23)启动放电模式，由此放电电路(41)耗尽来自电池的电压。之后，方法(101)进行到放电水平检查(107)，由此确定电池是否已经达到期望的放电水平。该确定可以由轮询或采样电池电压以确定电池(9)的当前电压水平并且确定轮询电压水平是否已经达到期望放电水平来进行。仅作为示例，可以每分钟或每三十秒或任何其他适合的时间段来执行轮询。如果电池被完全放电，则方法(101)进行到休止步骤(108)。如果电池尚未达到放电水平，则方法(101)返回到放电步骤(105)以继续使电池放电。在一些实施例中，用户可以指定或输入用于使电池(9)放电的特定时间帧。仅作为示例，用户可以指定用于使电池(9)放电的三天时间段或任何其他适合的时间帧。使电池(9)放电的时间帧可能根据电池(9)的尺寸变化。

如果电压水平已达到指定的放电水平，那么方法(101)进行到休止步骤(108)，其中，方法(101)在进行到充电步骤(109)之前等待一定量的时间，由此电池被充电。如上文所讨论，在充电步骤(109)中，控制单元(23)启动充电模式，由此充电电路(43)被利用于对电池充电。之后，方法(101)进行到充电水平检查(111)，由此确定电池是否已经达到期望的充电水平。该确定可以通过轮询电池来进行以确定当前电压水平并且确定轮询电压水平是否已经达到期望的充电水平。如果电池达到所需的充电水平，则方法(101)进行到重设步骤(113)。如果电池还没有达到期望的充电水平，则方法(101)返回到充电步骤(109)以继续对电池充电。在一些实施例中，用户可以指定或输入用于对电池(9)充电的特定时间帧。仅作为示例，用户可以指定用于对电池(9)充电的三天时间段或任何其他适合的时间帧。使电池(9)放电的时间帧可能根据电池(9)的尺寸而变化。在一些实施例中，用户可能能够选择被用于对电池(9)充电的电流，以便增加或减少将电池(9)充电到期望的充电水平所需的时间的量。用户可以通过用于与控制单元(23)对接的任何通用机构来设定和更新电流，包括通过有线连接(诸如USB端口)或通过无线连接(诸如

模块)。在一些实施例中，这可以经由输入机构(45)来完成。电池运用设备(1)的各种硬件、电路***和/或编程组件可根据需要进行修改，并且如本领域中已知的，以允许经由输入机构(45)来完成。

在重设步骤(113)中，等待时段被重设以开始新的等待时段。这可以通过清除存储在与控制单元(23)相关联的存储器中的变量或通过电路***或通过用于重设等待时段的任何其他机制来完成。

III.操作方法

操作方法在图5中图示，并且本文之后称为操作方法(201)。操作方法(201)包括四种操作模式：等待模式(203)、放电模式(205)、休止模式(206)和充电模式(207)，并且电池运用设备(1)可以在这四种模式之间操作，而电池运用设备(1)与可再充电电池(9)连接。

在等待模式(203)中，控制单元(23)和实时时钟(29)协作以确定设定的等待时段是否已经逝去。当等待时段已经逝去时，操作方法(201)从等待模式(203)转换到放电模式(205)。在一些实施例中，运用设备(1)可以在等待模式(203)期间向电池(9)施加涓流充电。

在放电模式(205)中，控制单元(23)接合放电电路(41)以使可再充电电池(9)放电或耗尽到期望的放电水平。一旦可再充电电池(9)被充分放电，操作方法(201)从放电模式(205)转换到休止模式(206)。

在休止模式(206)中，电池(9)通过等待一个时间段而稳定并且抑制将充电或放电电流施加到电池(9)。在休止模式(206)的预定时间段逝去之后，操作方法(201)转换到充电模式(207)。

在充电模式(207)中，控制单元(23)接合充电电路(43)以将可再充电电池(9)充电到期望的充电水平。一旦可再充电电池(9)被充分充电，操作方法(201)转换回到等待模式(203)以重复操作方法(201)或直到电源(5)或可再充电电池(9)与电池运用设备(1)断开。

IV.与单独充电器结合使用电池运用设备

如图6A和6B中所示，电池运用设备的实施例可以被配置为与常规或“现成的”单独再充电设备(300)一起使用。仅作为示例，单独再充电设备(300)可以包括

或

品牌的再充电设备(300)。电池运用设备(在下文中被称为电池运用设备(301))的这些实施例可以被配置为利用现成组件和充电设备(诸如单独再充电设备(300))的放电能力和充电能力。诸如再充电设备(300)的典型的现成的单独再充电设备不会使电池放电。因此，电池运用设备(301)被配置为在与那些类型的现成单独再充电设备结合使用时执行排放循环。

单独再充电设备(300)包括用于与电源连接的电源线(303)。如图6A中所示，在电池运用设备(301)的一些实施例中，单独再充电设备(300)通过电源线(303)直接从电源(5)接收功率。电池运用设备(301)通过连接器(305)被电连接到单独再充电设备(300)，由此连接器(305)促进将充电电流从单独再充电设备(300)传递到电池运用设备(301)。连接器(305)可以是标准鳄鱼夹或用于将单独再充电设备(300)与另一元件耦合的任何其他机构。在该配置的一些实施例中，单独再充电设备(300)恒定地提供充电电流通过连接器(305)，电池运用设备(301)允许该充电电流经由正极导线(15)和负极导线(19)仅在等待时段期满后穿过电池(9)。在其他实施例中，电池运用设备(301)致动单独再充电设备(300)以在等待时段期满时开始充电，并且使用正极导线(15)和负极导线(19)使该充电电流流过。在一些实施例中，单独再充电设备(300)可以包括智能充电器，该智能充电器能够独立地监测和调节充电特性(诸如电压和电池充电的百分比)以及使用恒定电流然后恒定电压来对被电耦合到单独再充电设备(300)的电池再充电。在一些实施例中，单独再充电设备(300)未配置为使电池(9)放电。在这种情况下，电池运用设备(301)在等待时段期满之后并且在将充电电流从单独再充电设备(300)传递到电池(9)之前直接启动从电池运用设备(301)到电池(9)的放电循环。

如图6B中所示，在其他实施例中，单独充电设备(300)通过电池运用设备(301)间接从电源(5)接收功率，由此电源线(303)被连接到电池运用设备(301)，并且电池运用设备(301)经由电源线(7)被直接地连接到电源(5)。在等待时段期满时，电池运用设备(301)向单独再充电设备(300)提供功率，从而使得单独再充电设备(300)能够对电池(9)充电。

如图6A和6B中所示，在任一配置中，电池运用设备(301)充当门禁，用于在等待时段期满时与单独再充电设备(300)结合选择性地供应或致动放电循环/充电循环。其他实施例可以包括类似的配置，由此电池运用设备(301)在等待时段期满时致动单独再充电设备(300)以对电池(9)充电。例如，电池运用设备(301)和单独再充电设备(300)两者可以被直接地耦合到电源(5)，电池运用设备(301)控制单独再充电设备(300)到电池(9)的输出，以确保实施等待时段。电池运用设备(301)可以通过使用引线或其他元件的控制感测反馈来控制或致动单独再充电设备(300)的输出。

V.使用具有多个电池的电池运用设备

图7图示了被连接到三个电池(即电池(9A)、电池(9B)和电池(9C))的电池运用设备(1)的一个实施例。在该实施例中，电池运用设备(1)通过正极导线(15A)和负极导线(19A)与电池(9A)耦合。类似地，电池运用设备(1)通过正极导线(15B)和负极导线(19B)与电池(9B)耦合，并且通过正极导线(15C)和负极导线(19C)与电池(9C)耦合。在该实施例中，电池运用设备(1)可以向电池(9A)、电池(9B)和电池(9C)中的每一个提供放电和充电。尽管在图7所示的实施例包括三个电池(9A、9B、9C)，但是其他实施例可以包括两个电池或者四个或更多个电池。

在包括两个或更多电池的实施例中，电池运用设备(1)可以被配置为对顺序地多个独立电池或者以串联或并联配置同时地被电连接的电池进行充电和放电。具体地，控制单元(23)可以被编程以同时将电池中每个电池放电到相应的放电水平，该相应的放电水平对于每个电池可以相同也可以不相同，然后同时将电池中每个电池充电到相应的充电水平，该相应的充电水平对于每个电池可以是相同的也可以不相同。备选地，控制单元(23)可以被编程并且包括附加的开关电路***以将第一电池放电到第一放电水平，然后将第一电池充电到第一充电水平，同时剩余的一个或多个电池正等待被施行(即，当控制单元(23)相关于其他一个或多个电池处于等待模式)。随后，一旦第一电池已经被施行(即，被放电到第一放电水平并且被充电到第一充电水平)，那么控制单元(23)可以被编程为开始将第二电池放电到第二放电水平，并且因此直到电池中的每个电池已经被按顺序施行。也可能存在与电池中每个电池相关联的相应的等待时段。

VI.示例的组合

以下示例涉及各种非穷尽性方式，其中，可以组合或应用本文的教导。应理解的是，以下示例并不旨在约束可以在本申请的任何时间或在本申请的随后提交中所呈现的任何权利要求的覆盖范围。没有免责声明。以下示例仅仅提供例示的目的。可以设想的是，本文的各种教导可以以许多其他方式来布置和应用。还可以设想的是，一些变型可以省略在下面的示例中指代的某些特征。因此，除非发明人或者发明人感兴趣的后续人员稍后明确指示，否则下文指代的任何方面或特征都不应该被认为是关键的。如果在本申请或与本申请有关的后续申请中提出任何权利要求(包括那些涉及下文以外的附加特征)，对于与专利性有关的任何原因，不得假定这些附加特征已被添加。

示例1

一种电池运用设备，包括：壳体；被置于壳体中的实时时钟；放电电路，能操作以允许电池运用设备选择性地使可再充电电池放电；充电电路，能操作以允许电池运用设备选择性地对可再充电电池充电；以及控制单元，其中控制单元与实时时钟通信，使得控制单元从实时时钟接收定时数据，其中控制单元包括处理组件，其中控制单元被编程为基于从实时时钟接收的定时数据确定等待时段已经逝去，其中如果控制单元确定等待时段已经逝去，则控制单元进一步被编程为经由放电电路使可再充电电池放电到预定放电水平，其中在可再充电电池已经被放电到预定放电水平之后，控制单元进一步被编程为经由充电电路将可再充电电池充电到预定充电水平。

示例2

根据示例1或任何以下示例的电池运用设备，其中等待时段可由用户配置。

示例3

根据前述或以下示例中任一项的电池运用设备，还包括输入机构，其中输入机构与控制单元通信，其中等待时段可由用户通过致动输入机构来配置。

示例4

根据前述或以下示例中任一项的电池运用设备，其中放电水平大于零伏特。

示例5

根据前述或以下示例中任一项的电池运用设备，还包括输入机构，其中输入机构包括外部设备，该外部设备被配置为经由输入机构与控制单元之间的无线连接与控制单元通信。

示例6

根据前述或以下示例中任一项的电池运用设备，还包括反馈机构，其中反馈机构是与控制单元通信，其中反馈机构被配置为向用户提供关于信息中的至少一条信息的反馈该信息是关于电池运用设备和可再充电电池中的至少一个。

示例7

根据前述或以下示例中任一项的电池运用设备，其中反馈机构包括灯。

示例8

根据前述或以下示例中任一个的电池运用设备，其中当控制单元正在对可再充电电池进行放电时，该控制单元被编程为以第一颜色点亮该灯，并且其中当控制单元对可再充电电池进行充电时，该控制单元进一步被编程为以第二颜色点明该灯，其中该第一颜色不同于该第二颜色。

示例9

根据前述或以下示例中任一项的电池运用设备，其中反馈机构是音频消息。

示例10

根据前述或以下示例中任一项的电池运用设备，其中处理部件包括微控制器和微处理器中的至少一个。

示例11

根据前述或以下示例中任一项的电池运用设备，还包括从壳体延伸的正极导线和负极导线，其中正极导线包括处于正极导线的远端处的正极引线，其中负极导线包括处于负极导线的远端的负极引线。

示例12

一种电池运用设备，包括：实时时钟；放电电路，可操作以允许电池运用设备选择性地使可再充电电池放电；充电电路，可操作以允许电池运用设备选择性地对可再充电电池充电；以及控制单元，其中控制单元与实时时钟通信，使得控制单元从实时时钟接收定时数据，其中控制单元包括处理组件，其中响应于确定等待时段已经逝去，该控制单元被编程为从等待模式转换到放电模式，其中放电模式包括操作模式，其中控制单元经由放电电路使可再充电电池放电，其中响应于确定可再充电电池已经被放电到预定放电水平，该控制单元进一步被编程为从放电模式转换到充电模式，其中充电模式包括操作模式，其中控制单元经由充电电路对可再充电电池充电。

示例13

根据前述或以下实例中任一项的电池运用设备，其中在完成放电模式之后并且在转换到充电模式之前，控制单元进一步被编程为转换到休止模式。

示例14

根据前述或下列实例中任一者的电池运用设备，还包含输入机构，其中输入机构与控制单元通信，其中放电水平和充电水平中的至少一个可由用户通过输入机构的致动来配置。

示例15

根据前述或下述实例中任一项的电池运用设备，其中当控制单元处于等待模式时，控制单元进一步被编程为向可再充电电池施加涓流充电。

示例16

根据前述或以下示例中任一项的电池运用设备，其中等待时段包括至少两周。

示例17

根据前述或以下实例中任一项的电池运用设备，还包括输入机构，其中输入机构与控制单元通信，其中响应于经由输入机构所提供的对应输入，控制单元进一步被编程为转换到放电模式，其中响应于经由输入机构所提供的对应输入，控制单元进一步被编程为转换到充电模式。

示例18

一种电池***，包括：第一可再充电电池；电池运用设备，其中，电池运用设备被电耦合到第一可再充电电池，其中电池运用设备包括实时时钟和控制单元，其中控制单元与实时时钟通信，使得控制单元从实时时钟接收定时数据，其中控制单元包括处理组件，其中控制单元被编程为基于从实时时钟接收到的定时数据，来确定第一等待时段是否已经逝去，其中第一可再充电电池已经被放电到预定义第一放电水平之后，控制电单元进一步被编程为对第一可再充电电池充电。

示例19

根据前述或以下实例中任一项的电池***，还包括第二可再充电电池，其中电池运用设备被电耦合到第二可再充电电池，其中控制单元进一步被编程为基于从实时时钟接收到的定时数据，来确定第二等待时段是否已经逝去，其中如果控制单元确定第二等待时段已经逝去，则控制单元进一步被编程为使第二可再充电电池放电，其中第二可再充电电池已经被放电到预定第二放电水平之后，控制单元进一步被编程为对第二可再充电电池充电。

示例20

根据前述或以下实例中任一项的电池***，还包括单独再充电设备，其中单独再充电设备被电连接到电池运用设备。

示例21

根据前述或以下实例中任一项的电池运用设备，其中电池运用设备被配置为与铅酸电池结合使用。

VII.杂项

应理解的是，本文所描述的任何示例可以包括除了或作为上文那些所描述的代替之外的各种其他特征。仅作为示例，本文所描述的任何示例还可以包括在通过引用并入本文的各种参考文献中的任一个中所公开的各种特征中的一个或多个。

应理解的是，本文所描述的教导、表述、实施例、示例等中的任何一个或多个可以与本文所描述的其他教导、表述、实施例、示例等中的任何一个或多个相结合。因此，上文所描述教导、表述、实施例、示例等不应被视为彼此隔离。根据本文的教导内容，本文的教导可以组合的各种适合的方式对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。这样的修改和变化旨在被包括在权利要求的范围内。

应理解的是，任何专利、出版物或其他公开内容，全部或部分地被认为通过引用并入本文，仅在所并入的材料不与现有定义、陈述、或本公开中阐述的其他公开材料。如此，并且在必要的范围内，如本文中明确阐述的公开内容取代通过引用并入本文的任何冲突材料。任何(或其部分)被称为通过引用并入本文的材料，但与现有定义、陈述或本文阐述的其他公开材料相冲突的材料将只有在所并入材料与现有公开材料之间没有冲突的情况下才会并入。

已经示出和所描述了本发明的各种形式，在不脱离本发明的范围的情况下，本领域普通技术人员可以通过适当修改来实现进一步适应本文的方法和***。已经提到了几种这样的可能的修改，并且其他修改对于本领域技术人员来说是显而易见的。例如，上文所讨论的示例、版本、几何形状、材料、尺寸、比率、步骤等是例示性的并且不是必需的。因此，本发明的范围应当根据本文的权利要求来考虑，并且被理解为不限于在说明书和附图中示出和描述的结构和操作的细节。

Claims (20)

1.一种电池运用设备，包括：

定时元件；

放电电路，能操作以允许所述电池运用设备选择性地使可再充电电池放电；

充电电路，能操作以允许所述电池运用设备选择性地对所述可再充电电池充电；以及

控制单元，其中所述控制单元与所述定时元件通信，使得所述控制单元从所述定时元件接收定时数据，其中所述控制单元包括处理组件，其中所述控制单元被编程为基于从所述定时元件所接收的所述定时数据确定等待时段是否已经逝去，其中如果所述控制单元确定所述等待时段已经逝去，则所述控制单元进一步被编程为经由所述放电电路使所述可再充电电池放电到预定放电水平，其中在所述可再充电电池已经被放电到所述预定放电水平之后，所述控制单元进一步被编程为经由所述充电电路将所述可再充电电池充电到预定充电水平。

2.根据权利要求1所述的电池运用设备，进一步包括与所述控制单元电通信的电源。

3.根据权利要求2所述的电池运用设备，其中所述电源选自由常规电插座、太阳能电池板和风力涡轮机组成的组。

4.根据权利要求1所述的电池运用设备，其中所述处理组件包括微控制器和微处理器中的至少一个。

5.根据权利要求1所述的电池运用设备，还包括反馈机构，其中所述反馈机构与所述控制单元通信，其中所述反馈机构被配置为向用户提供关于至少一条信息的反馈，所述至少一条信息是关于所述电池运用设备和所述可再充电电池中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的电池运用设备，还包括输入机构，其中所述输入机构与所述控制单元通信，其中所述等待时段能由用户通过所述输入机构的致动来配置。

7.根据权利要求1所述的电池运用设备，其中所述控制单元进一步被编程为在将所述可再充电电池放电到所述预定放电水平之后，在对所述可再充电电池充电之前等待预定的休止时间限制。

8.根据权利要求1所述的电池运用设备，其中所述定时元件包括实时时钟。

9.一种电池运用设备，包括：

定时元件；

放电电路，能操作以允许所述电池运用设备选择性地使可再充电电池放电；

充电电路，能操作以允许所述电池运用设备选择性地对所述可再充电电池充电；以及

控制单元，其中所述控制单元与所述定时元件通信，使得所述控制单元从所述定时元件接收定时数据，其中所述控制单元包括处理组件，其中所述控制单元被编程为基于从所述定时元件接收到的定时数据来确定等待时段是否已经逝去，其中如果所述控制单元确定所述等待时段已经逝去，则所述控制单元进一步被编程为经由所述放电电路使所述可再充电电池放电，其中所述控制单元进一步被编程为将所述可再充电电池放电到预定放电水平或直到预定放电时间限制逝去，其中所述控制单元被进一步编程为在已经达到所述预定放电水平或所述预定放电时间限制已经逝去之后经由所述充电电路对所述可再充电电池充电，其中所述控制单元进一步被编程为将所述可再充电电池充电到预定充电水平或者直到预定充电时间限制逝去。

10.根据权利要求9所述的电池运用设备，还包括输入机构，其中所述输入机构与所述控制单元通信，其中所述放电水平、所述充电水平、所述预定放电时间限制和所述预定充电时间限制中的至少一个能由用户通过所述输入机构的致动来配置。

11.根据权利要求9所述的电池运用设备，还包括输入机构，其中所述输入机构与所述控制单元通信，其中所述等待时段能由用户通过所述输入机构的致动来配置。

12.根据权利要求9所述的电池运用设备，其中所述控制单元进一步被编程为在将所述可再充电电池放电到所述预定放电水平之后等待预定的休止时间限制，或在对所述可再充电电池充电之前等待所述预定放电时间限制。

13.根据权利要求12所述的电池运用设备，其中所述控制单元进一步被编程为在所述预定的休止时间限制之后将所述可再充电电池充电到所述预定充电水平或对所述可再充电电池充电达预定充电时间限制。

14.根据权利要求9所述的电池运用设备，还包括反馈机构，其中所述反馈机构与所述控制单元通信，其中所述反馈机构被配置为向用户提供关于至少一条信息的反馈，所述至少一条信息是关于所述电池运用设备和所述可再充电电池中的至少一个。

15.一种电池***，包括：

第一可再充电电池；

电池运用设备，其中所述电池运用设备被电耦合到所述第一可再充电电池，其中所述电池运用设备包括：

定时元件，以及

控制单元，其中所述控制单元与所述定时元件通信，使得所述控制单元从所述定时元件接收定时数据，其中所述控制单元包括处理组件，其中所述控制单元被编程为基于从所述定时元件所接收到的所述定时数据，来确定第一等待时段是否已经逝去，其中如果所述控制单元确定所述第一等待时段已经逝去，所述控制单元进一步被编程为使所述第一可再充电电池放电，其中在所述第一可再充电电池已经被放电到第一预定放电水平之后或者直到第一预定放电时间限制逝去，所述控制单元进一步被编程为对所述第一可再充电电池充电。

16.根据权利要求15所述的电池***，其中所述控制单元进一步被编程为将所述第一可再充电电池充电到第一预定充电水平或直到第一预定充电时间限制逝去。

17.根据权利要求15所述的电池***，还包括第二可再充电电池，其中所述电池运用设备被电耦合到所述第二可再充电电池，其中，所述控制单元进一步被编程为基于从所述定时元件所接收的所述定时数据，来确定第二等待时段是否已经逝去，其中如果所述控制单元确定所述第二等待时段已经逝去，所述控制单元进一步被编程为使所述第二可再充电电池放电，其中在所述第二可再充电电池已经被放电到第二预定放电水平之后或者直到第二预定放电时间限制逝去，所述控制单元进一步被编程为对所述第二可再充电电池充电。

18.根据权利要求17所述的电池***，其中所述控制单元进一步被编程为将所述第二可再充电电池充电到第二预定充电水平或者直到第二预定充电时间限制逝去。

19.根据权利要求15所述的电池***，还包括单独再充电设备，其中所述单独再充电设备被电连接到所述电池运用设备。

20.一种电池***，包括：

(a)单独再充电设备，可操作以选择性地对可再充电电池充电；和

(b)与所述再充电设备通信的电池运用设备，

其中所述电池运用设备包括：(i)放电电路，能操作以允许所述电池运用设备选择性地使所述可再充电电池放电；和(ii)控制单元，其中所述控制单元与定时元件通信，其中所述控制单元从所述定时元件接收定时数据，其中所述控制单元包括处理组件，其中所述控制单元被编程为经由所述放电电路使所述可再充电电池放电到预定放电水平，并且其中在所述可再充电电池已经被放电到所述预定放电水平之后，所述控制单元进一步被编程为致动所述再充电设备以将所述可再充电电池充电到预定充电水平。

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