CN111886777A - 分布式充电站以及管理分布式充电站的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种包括电池中心和控制器的电池管理***。电池中心包括一个或多个电池插座。电池中心被构造为：接收一个或多个电池，标识一个或多个电池，并对一个或多个电池充电。控制器包括存储器和电子处理器。控制器被构造为：从电池中心接收一个或多个电池的状态，从用户接收解锁请求，以及向电池中心输出解锁命令。其中，电池中心在接收到解锁命令时从一个或多个电池插座解锁一个或多个电池。

Description

分布式充电站以及管理分布式充电站的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年2月28日提交的美国临时专利申请第62/636,454号、于2018年2月28日提交的美国临时专利申请第62/636,469号和于2018年7月24日提交的美国临时专利申请第62/702,511号的权益，它们的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
实施例涉及便携式电源。
发明内容
便携式电源(例如，电池充电模块、移动电源模块等)可能需要被跟踪以确保它们不会丢失或被盗。为了进一步确保便携式电源被正确跟踪和维护，可以使用平台。
因此，一个实施例提供了用于一个或多个电池和中央充电站的电池管理平台，该一个或多个电池被构造为向至少一个负载设备充电，该中央充电站与和中央充电站相关联的电池通信。电池管理平台包括：电池，该电池被构造为向至少一个负载设备提供一种类型的电力；和中央充电站，该中央充电站被构造为在电池联接到中央充电站时提供电力以对电池充电。中央充电站包括电子处理器，该电子处理器被构造为当电池的状态被确定为签入时，通过锁定机构将电池固定到中央充电站；通过图形用户界面接收签出电池的用户请求；以及在存储器中更新电池的状态为签出。电子处理器进一步被构造为当状态变为签出时，使锁定机构脱离以允许移除电池；在电池签出时监控电池的至少一个特性；当状态是签出时确定电池何时重新联接到中央充电站；在存储器中更新电池的状态为签出；以及当状态变为签入时，接合锁定机构以将电池固定到中央充电站。
另一实施例提供了一种包括电池中心和控制器的电池管理***。电池中心包括一个或多个电池插座。电池中心被构造为：接收一个或多个电池，标识一个或多个电池，以及对一个或多个电池充电。控制器包括存储器和电子处理器。控制器被构造为：从电池中心接收一个或多个电池的状态，从用户接收解锁请求，以及向电池中心输出解锁命令。其中，电池中心在接收到解锁命令时从一个或多个电池插座解锁一个或多个电池。
通过考虑详细描述和附图，本申请的其他方面将变得显而易见。
附图说明
图1示出了根据一些实施例的示例充电***的示意图。
图2示出了根据一些实施例的图1的充电***的中央充电站的图。
图3示出了根据一些实施例的图1的充电***的电池的图。
图4示出了用于图1的充电***的电池管理平台的图。
图5是根据一些实施例的中央充电站的透视图。
图6是根据一些实施例的电池的透视图。
图7是根据一些实施例的电池管理和充电***的应用的视图。
图8是根据一些实施例的电池管理和充电***。
图9是根据一些实施例的电池管理和充电***的应用的视图。
图10是根据一些实施例的充电中心的透视图。
图11是根据一些实施例的图10的充电中心的放大视图。
图12是示出了根据一些实施例的图3的电池的锁定机构的侧视剖视图。
具体实施方式
在详细解释本申请的任何实施例之前，应理解，本申请的应用不限于在以下描述中阐述或在以下附图中说明的构造细节和部件布置。为了便于描述，通过每个零部件的单个示例示出了本文提出的一些或全部示例***。一些示例可能无法描述或说明***的所有部件。其他示例性实施例可以包括更多或更少的每个所示部件，可以组合一些部件，或者可以包括附加或替代部件。本申请可以具有其他实施例，并且可以以各种方式实践或实施。
此外，本文使用的措辞和术语是为了描述的目的，并且不应被视为是限制性的。例如，“包括”、“含有”、“包含”、“具有”及它们的变体在本文中的使用意味着涵括其后列出的项及其等同物以及附加项。术语“连接”和“联接”被广泛使用，并且涵括直接和间接连接和联接。此外，“连接”和“联接”不限于物理或机械连接或联接，并且可以包括电连接或联接，无论是直接的还是间接的。此外，电子通信和通知可以使用有线连接、无线连接或它们的组合来执行，并且可以通过各种类型的网络、通信信道和连接直接地或通过一个或多个中间设备来传输。而且，诸如第一和第二、顶部和底部等关系术语在本文中可以仅用于将一个实体或动作与另一实体或动作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。
图1示出了根据一些实施例的示例充电***100和电池管理平台400的图。充电***100可以包括中央充电站105、一个或多个电池110以及联接到一个或多个电池110的一个或多个负载设备115。中央充电站105被构造为例如经由通信链路120与电池110通信。如参照图4更详细描述的那样，电池管理平台400(图4)包括中央充电站105，并且在一些实施例中，包括一个或多个数据库106。在一些实施例中，一个或多个数据库106可以本地存储在中央充电站105内。如下文更详细解释的那样，电池管理平台400被构造为跟踪和维护与充电站105相关联的一个或多个电池110。
在由电池管理平台400管理的虚拟边界内时，电池110向联接到相应电池110的一个或多个负载设备115供应电力。在一些实施例中，当管理平台400确定电池110中的一个在虚拟边界外部时，管理平台400向电池110传输电子命令，以便电池110停止向电池110联接到的负载设备115供电。换句话说，管理平台400被构造为检测电池110何时离开虚拟边界，并命令电池110变得不可操作(例如，禁止向负载设备115供应电力)。
如图1所示，为了提供本文描述的服务，电池管理平台400可以利用数据库106进行数据存储。数据库106可以是容纳在合适的数据库服务器上的数据库，该数据库服务器可通信地联接到中央充电站105并可由该中央充电站访问。在替代性实施例中，数据库106是***100外部的基于云的数据库***的一部分，并且可由中央充电站105通过一个或多个附加网络访问。而且，在一些实施例中，数据库106的全部或部分被本地存储在中央充电站105上。
尽管与电池管理平台400相关联的功能在本文中被描述为在中央充电站105上执行，但是应当理解的是，在一些实施例中，电池管理平台400还可以包括可以位于远程的一个或多个服务器(未示出)。服务器可以与中央充电站105和数据库106通信，以执行电池管理平台400的功能中的一些或全部。
在一些实施例中，如下文更详细描述的那样，数据库106电子存储电池简档数据，并且在一些实施例中，存储用户简档数据。应当理解的是，在一些实施例中，存储在数据库106中的数据分布在与中央充电站105通信的多个数据库当中。
电池简档数据包括电池标识符，这些电池标识符对于各个电池110是唯一的并且与各个电池相关联。电池简档数据可以包括电池标识符、电池110的位置历史、电池110的用户历史、电池110的维护历史、电池110的使用历史(例如，电池百分比、签入/签出次数、使用时间)以及与每个电池110相关的附加信息。
用户简档数据包括用户简档，这些用户简档对于电池110的各个用户是唯一的并且与各个用户相关联。例如，用户简档可以包括用户账户信息、安全许可(例如，文件或应用许可)、电池偏好和历史(例如，电池110先前被用户“签出”)和/或用户的个人信息(例如，姓名、电子邮件地址、电话号码等)。在一些实施例中，用户简档中的一个或多个可以与中央充电站105的一个或多个操作者相关联。操作者可以具有与他们相关联的授权级别，并且允许他们执行普通用户可能无法执行的管理任务。操作者/授权用户能够例如定义和调整中央充电站105的虚拟边界，向中央充电站105安装附加电池110或从该中央充电站移除附加电池，远程命令一个或多个电池110停止向联接到它们的负载设备115供应电力或充电，以及清除故障警报等。
图2示出了根据一些实施例的中央充电站105的示意图。在所示的实施例中，中央充电站105包括电子处理器202、存储器204、输入和输出(I/O)接口206、收发器208、天线210、电源输入211和电源输出213。在一些实施例中，中央充电站105进一步包括显示器212。所示出的部件以及其他各种模块和部件经由或通过在它们之间实现通信的一个或多个控制或数据总线彼此联接。鉴于本文提供的描述，控制和数据总线用于在各种模块和部件之间进行互连和用于在各种模块和部件当中进行信息交换的用途对于本领域技术人员来说是显而易见的。
电子处理器202获得和提供信息(例如，来自存储器204和/或输入和输出接口206)，并通过执行一个或多个软件指令或模块来处理信息，这些软件指令或模块能够被存储在例如存储器204的随机存取存储器(“RAM”)区域或存储器204的只读存储器(“ROM”)或另一非暂时性计算机可读介质(未示出)中。软件可以包括固件、一个或多个应用、程序数据、滤波器、规则、一个或多个程序模块以及其它可被执行的指令。在一些实施例中，电子处理器202和存储器204是控制器，或者是控制器的一部分。
存储器204可以包括一个或多个非暂时性计算机可读介质，并包括程序存储区和数据存储区。程序存储区和数据存储区可以包括不同类型存储器的组合，如本文所述。电子处理器202被构造为从存储器204中进行检索并尤其执行电池管理平台400以及与本文描述的控制过程和方法相关的软件的一些或全部。
输入和输出(I/O)接口206被构造为接收输入并向***设备提供输出。I/O接口206(例如，通过一个或多个有线和/或无线连接)从中央充电站105内部和外部的设备(例如，数据库106)获得信息和信号，并向其提供信息和信号。
电子处理器202被构造为控制收发器208向中央充电站105以及在一些实施例中向数据库106传输数据以及从其接收数据。电子处理器202对由收发器208发送和接收的数字数据进行编码和解码。收发器208使用天线210向各种无线通信网络发送无线电信号和从各种无线通信网络接收无线电信号。电子处理器202和收发器208可以包括各种数字和模拟部件，为了简洁起见本文中未对这些部件进行描述，并且这些部件可以以硬件、软件或两者的组合来实施。一些实施例包括分离的传输和接收组件，例如，传输器和接收器，而不是组合的收发器208。
显示器212可以是任何合适的显示器，例如，液晶显示器(LCD)触摸屏或有机发光二极管(OLED)触摸屏。在一些实施例中，显示器212可以是投影仪。在其他实施例中，显示器是或包括输出(例如，视频/音频输出，诸如但不限于高清多媒体接口(HDMI)输出)。在这样的实施例中，输出可以向外部显示器输出电力。
电池管理平台400可以在显示器212上实施图形用户界面(GUI)(例如，由电子处理器202根据存储在存储器204中的指令和数据生成，并呈现在显示器212上)，该图形用户界面使得用户能够与中央充电站105交互。在一些实施例中，通过安装在远程设备上/由远程设备访问的基于网页的应用，在远程设备(例如，蜂窝电话、智能手表、平板计算机、个人数字助理(PDA)、双向无线电或任何其他电子设备、或上述设备的组合)的显示器上提供图形用户界面。图形用户界面可以允许用户查看关于中央充电站105和与中央充电站105相关联的电池110的信息。这种信息可以包括所连接的电池110的类型和充电状态和联接到相应的电池110的负载设备115的位置。图形用户界面还可以允许授权用户定义和调整中央充电站105的虚拟边界，向中央充电站105安装附加电池110或从该中央充电站移除附加电池，或者远程命令一个或多个电池110停止向联接到它们的负载设备115供应电力或充电。图形用户界面可以允许使用基于手势的输入或用户致动的开关/按钮与界面进行交互。
电源输入211被构造为接收输入电源。在所示的实施例中，电源输入211是被构造为从电插口接收输入电力的电源插头。在一些实施例中，输入电源约为110VAC至120VAC。在其他实施例中，输入电源约为210VAC至220VAC。
中央充电站105被构造为与一个或多个电池110相关联。电子处理器202被构造为通过I/O接口206向电池110供应电力并与之通信。电池110被构造为通过有线连接、插座到插口连接或无线地(例如，通过感应充电)联接到中央充电站105以便被充电。电池110也可从中央充电站105移除。当电池110被移除(不再联接到中央充电站105)时，电子处理器202经由收发器208与电池110无线通信。
中央充电站105和包括电池110在内的各种部件之间的通信可以通过通信链路120进行。在一些实施例中，通信链路120例如是广域网(WAN)、基于传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)的网络、蜂窝网络，诸如例如全球移动通信***(或全球移动通信集团(GSM))网络、通用分组无线业务(GPRS)网络、码分多址(CDMA)网络、演进数据优化(EV-DO)网络、增强型数据速率GSM演进(EDGE)网络、3GSM网络、4GSM网络、数字增强无绳电信(DECT)网络、数字高级移动电话***(AMPS)(IS-136/时分多址(TDMA))网络或综合数字增强网络(iDEN)网络等。在其他实施例中，通信链路120例如是采用多种通信协议(诸如Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等)中的任何一种的局域网(LAN)、邻域网(NAN)、家庭区域网(HAN)或个人局域网(PAN)。
中央充电站105被构造为经由电源输出213向一个或多个电池110供应电力。尽管被示出为向单个电池110供应电力，但是在其他实施例中，中央充电站105被构造为向两个或更多个电池110供应电力。在一些实施例中，电池110接收电力并给电池110中的电池312(图3)充电。在一些实施例中，经由专有充电接口供应电力。在这样的实施例中，充电接口可以是有线的。在一些实施例中，专有充电接口供应电力以及通信。在一些实施例中，通过无线电力传输来供应电力。
在一些实施例中，中央充电站105被构造为通过一个或多个锁定机构216锁定与中央充电站105相关联的一个或多个电池110。锁定机构216可以被构造为被电子锁定，其中锁定机构216被电子或远程操作(锁定和解锁)(例如，“智能锁定”)。当锁定机构216被构造为被电子锁定时，它们可以经由来自通过显示器212上的图形用户界面、输入和输出接口206的输入设备进行的用户交互的电子命令，和/或经由收发器208接收的来自远程设备(例如，蜂窝电话、智能手表、平板计算机、个人数字助理(PDA)、双向无线电或任何其他电子设备或上述设备的组合)的电子命令来操作。在一些实施例中，锁定机构216可以被构造为物理接合(需要经由钥匙、旋钮的转动或用户可致动设备的启动来手动锁定和解锁以便***作)。在一些实施例中，锁定机构216可以利用多于一种类型的锁定/闩锁构型。例如，在一些实施例中，锁定机构216可以被构造为物理锁定和电子锁定两者，其中，当锁定机构216被构造为在物理接合时超驰/绕过电子锁时，允许用户在没有电子命令的情况下使电池110中的一个或多个解除闩锁。如下面更详细解释的那样，电池管理平台400被构造为通过锁定机构216将电池110电子锁定到充电站105。
在一些实施例中，中央充电站105可以包括在电源输出端口213中的每一个中(或附近)(例如，在每个空腔214内)的电池传感器218。电池传感器218被构造为感测电池110中的一个或多个何时存在/联接到中央充电站105。除了充电站105和电池110之间的无线和/或有线通信(例如，分别经由收发器208和I/O接口206和/或电源输出213)之外，电池传感器218还可以用作确定电池110何时被放置在充电站105中的分离的装置。例如，电池传感器218可以被构造为读取电池110的标识标签/芯片(例如，射频标识或RFID芯片)。可以由中央充电站105使用这一二次通信来确定中央充电站105和电池110之间的无线/有线通信是否存在问题/故障。
在一些实施例中，中央充电站105(具体而言，电池管理平台400)确定电池110中的一个或多个是否在所定义的虚拟边界或地理围栏内。虚拟边界或地理围栏是叠加在区域上的虚拟边界。该区域可以是中央充电站105周围的区域或者中央充电站105附近的区域。虚拟边界的构型(例如，形状或大小)可以由用户经由例如用户界面来预定义或定义。在一些实施例中，如下面更详细解释的那样，中央充电站105被构造为基于监控电池110中的每一个的位置和状态来收集信息。在电池110在虚拟边界内时，电池110可操作来提供应电力以对连接到电池110的一个或多个负载设备115充电。然而，当电池110中的一个离开或在虚拟边界的外部时，电池110禁止通向其所连接的负载设备115的电力。
在一些实施例中，中央充电站105被构造为在电池110在中央充电站105的预定充电范围内时对一个或多个电池110进行无线充电。当在该预定充电范围内时，电池110然后可以在对连接的负载设备115中的一个或多个充电时被无线充电。预定充电范围可以与虚拟边界的范围相同或小于虚拟边界的范围。例如，当充电***100位于商业建筑内的房间中时，虚拟边界可以被定义为涵括整个商业建筑，同时预定充电范围被限于商业建筑内的单个房间。在这种情况下时，带有电池110的用户能够在商业建筑的单个房间内时对负载设备115以及电池110进行充电或供电。当用户将电池110带到单个房间外部、离开预定的充电范围时，电池110不再从中央充电站105接收无线充电。然而，用户仍然能够使用电池110向一个或多个负载设备115供应电力。
图3示出了中央充电站105的电池110的框图。电池110可以包括电子处理器302、存储器304、收发器306、天线308、至少一个电源输出310、电池312和电源输入313。
电源输出310被构造为连接/联接到负载设备115中的一个以供应电力。在一些实施例中，电源输出310被构造为接收电源插头(例如，交流(AC)电源插头和/或通用串行总线(USB)电源插头)。虽然仅示出了一个电源输出310，但是应当理解的是，在一些实施例中，电池110包括多于一个电源输出310。在这样的实施例中，电源输出是被构造为输出相似类型的电力的相似的电源插座，而在其他实施例中，电源输出是被构造为输出不同类型的电力或具有不同特性(例如，不同的电压幅值和/或大小、不同的电压频率、交流电或直流电)的不同的电源插座。例如，一个电源输出310可以是被构造为输出具有约12VDC的电源的直流电源插座，第二电源输出310可以是被构造为输出具有约120VAC的电源的北美电源插座，并且第三功率输出310可以是被构造为输出约5VDC的通用串行总线(USB)电源输出。然而，在其他实施例中，电源输出可以不同。在其他实施例中，电池110可以被构造为例如经由感应充电对负载设备115中的一个或多个进行无线充电。
在一些实施例中，电池110进一步包括整流器、交流发电机或其他转换器中的一个或多个。整流器和/或交流发电机被构造为将来自电池的电力转换成适当的输出电力，以被输出到一个或多个负载设备115。
如上文关于中央充电站105所讨论的那样，电池110被构造为经由电源输入313从中央充电站105接收电力。在一些实施例中，电池110可以包括充电电路***，以从中央充电站105接收电力并对电池312充电。在一些实施例中，电源输入313可以是被构造为无线接收电力和/或与中央充电站105通信的无线充电线圈。如上所提及那样，在进一步的实施例中，至少一个输出端口310中的一个或多个可以是被构造为向负载设备115无线传输电力的无线充电线圈。在一些实施例中，电源输出310和电源输入313可以被集成到单个双向端口(或线圈)中，该单个双向端口(或线圈)被构造为向充电站105和负载设备115传输电力和从该充电站和该负载设备接收电力。
电池110可以包括类似于上文关于I/O接口206描述的那些部件的一个或多个输入/输出部件(未示出)。在一些实施例中，电池110被构造为生成视觉和/或听觉警报以指示特定的操作状态。这种操作状态可以包括所检测到的电池110内的故障、电池312电量低或者电池110在虚拟边界之外并且已经停止向负载设备115供应电力。视觉指示可以通过一个或多个发光二极管(LED)、显示器(未示出)或警报器来提供。在一些实施例中，电池110可以被构造为将关于特定状况的信息转发给一个或多个外部设备，例如负载设备115或中央充电站105。
图4是示出充电***100的电池管理平台400的图。管理平台400包括签入/签出管理模块402、用户简档索引403、通知管理模块404、电池索引406和位置/状态管理模块408。管理平台400被构造为执行各种功能，这些功能可通过包括I/O接口206和显示屏212在内的部件访问。特别地，管理平台400利用中央充电站105的部件来跟踪和监控与充电站105相关联的电池110。这些功能包括，例如，运行本地或基于网络的应用(“app”)，提供对远程数据网络的访问(例如，使用长期演进(LTE)协议)。在一些实施例中，中央充电站105可以被构造为通过要求用户凭证(包括例如个人身份号码、密码短语等)来防止对其功能的未授权访问。
管理平台400可以进一步被构造为例如经由显示器212的图形界面与充电站105的操作者和电池110的用户通信。应当理解的是，管理平台400可以被构造为执行与充电***100相关的附加方法。
签入/签出管理模块402被构造为监控(或记录)电池110何时从中央充电站105移除(“签出”)以及电池110何时归还中央充电站105(“签入”)。如下文详细解释的那样，与中央充电站105相关联的电池110中的每一个可以被分配唯一的标识符。平台400随后使用该标识符来标识和管理与中央充电站105相关联的每个单独的电池110。签入/签出管理模块402可以基于电池110的标识符来跟踪哪个(哪些)电池110已经被移除或签出。
在一些实施例中，签入/签出模块402经由图形用户界面接收来自用户的电池请求。该请求可以由中央充电站105例如经由收发器208无线接收。在一些实施例中，用户可以扫描电池110的标识标签，并将标识标签与电池请求一起传输。作为响应，签入/签出模块402可以经由图形用户界面提示用户输入与电池110相关联的用户简档。用户可以输入与用户简档相关联的用户标识符(例如，用户名和密码)，签入/签出模块402可以参考该用户标识符并更新用户简档(如果已经存储在用户简档索引403中的话)，或者向用户简档索引403添加新的用户简档。在进一步的实施例中，签入/签出模块402被构造为基于与电池110相关联的用户简档来跟踪哪个(哪些)电池110已经被移除。在一些实施例中，签入/签出管理模块402进一步被构造为基于电池110从中央充电站105移除的时间到电池110被归还到中央充电站105的时间和/或用于给联接到电池110的负载设备115供电的充电量来计算向电池的用户要价的使用成本。可以由通知管理模块404使用该用途向电池110的用户生成账单(例如，通过用户的个人电子设备上的app)。
签入/签出模块402可以被构造为当当前签出的电池110经由电源输出213联接到中央充电站105时和/或在一些实施例中，当电池传感器218感测/读取电池110的标识标签/芯片时，自动确定归还到中央充电站105(签入)的电池110。然后，签入/签出模块402可以就使用成本向电池110的用户要价。
签入/签出模块402可以进一步被构造为根据电池110是正在被签出还是已经被签入来控制锁定机构216。当签入/签出模块402确定当前连接到中央充电站105的电池110将被签出时，签入/签出模块402可以将电池110的状态(存储在数据库106中)从签入变为签出。当电池110的状态变为签出时，签入/签出模块可脱离锁定机构216以允许特定电池110被移除。类似地，当电池110被归还到中央充电站105时，签入/签出模块402可以将电池110的状态变为签入并接合锁定机构216，以将所归还的电池110固定到中央充电站105，并防止电池110的未授权使用。在一些实施例中，签入/签出***可以包括向签入的电池110发送信号，指示电池110禁止向负载装置115输出电力，从而确保在锁定机构216被绕过的情况下未经授权地使用电池110。
用户简档索引403电子存储和管理用户简档数据。如上所述，用户简档数据存储在图1的数据库106中。应当理解的是，在一些实施例中，存储在数据库106中的数据分布在与中央充电站105通信的多个数据库和/或服务器中。用户简档数据包括用户简档，这些用户简档对于充电***100(图1)的各个用户是唯一的并且与各个用户相关联。例如，用户简档可以包括用户的用户账户信息、安全许可(例如，文件或应用许可)或个人信息(例如，姓名、电子邮件地址、电话号码等)。用户简档索引403可以被构造为发出对特定用户简档的保留，防止任何电池110在用户简档下被签出，直到该保留被移除。例如，当签入/签出管理模块402接收到用户请求并确定保留了与发送该请求的用户相关联的用户简档时，签入/签出管理模块402可以将电池110的状态保持为签入，并通过锁定机构216将电池110保持为固定到中央充电站105。用户简档索引403可以在以下情况下发出保留，例如，当用户简档具有未支付/未偿付的费用、处于关于在用户简档下可以签出多少电池110的最大限制时，和/或在与用户简档相关联的用户未能归还电池110。
通知管理模块404被构造为经由关于中央充电站105和/或电池110的图形用户界面信息来通知中央充电站105的操作者以及电池110的一个或多个用户。如上所述，图形用户界面可以在中央充电站105的显示器212上和/或在一些实施例中，在远程电子设备(例如，蜂窝电话、智能手表、平板计算机、个人数字助理(PDA)或任何其他电子设备，或与当前分配电池110的操作者/用户相关联的前述设备的组合)的显示器上生成。
通知管理模块404向中央充电站105的操作者提供关于中央充电站105和与充电站105相关联的电池110的信息。关于中央充电站105的信息包括，例如，当前签出的电池110和当前签入并联接到中央充电站105的电池110、电池110(联接到中央充电站105并且当前被签出两者)的充电状态和位置等。在一些实施例中，通知管理模块404被构造为通知操作者哪些电池110被哪些用户简档签出。在进一步的实施例中，通知管理模块404被构造为当由中央充电站105接收的电池110的标识符不与存储在电池索引模块406中的标识符中的任何一个匹配时通知操作者。
通知管理模块404还管理向用户通知一个或多个电池110的信息和/或特性。例如，通知管理模块404可以被构造为向电池110的用户生成关于他们当前已经签出的电池110的通知。这种通知可以包括例如将电池110归还给充电站105，或者在将电池110归还给充电站105时使用电池110的账单。通知管理模块404还被构造为向用户生成关于电池110的警报。例如，警报可以是电池110已经被确定为故障的警告，或者如下文更详细描述的那样电池110已经离开虚拟边界的警告。在一些实施例中，通知管理模块404进一步被构造为当由充电站105接收到关于不与充电站105相关联的电池110的信息时，通知第二充电站。在一些实施例中，通知可以涉及电池110的充电水平(例如，电池110具有低于预定阈值的充电水平)。
电池索引模块406包括关于与充电站105相关联的电池110中的每一个的信息。电池索引模块406包括与充电站105相关联的电池110的简档的索引，每个简档包括电池110的唯一标识符。电池索引模块406还可以存储电池110的维护记录(例如，任何检测到的故障的历史)、电池110的位置历史、电池110的用户历史(包括以前的使用成本)以及与电池110相关的其他附加信息。在一些实施例中，可以向与充电站105相关联的电池110的索引中添加电池110的简档和/或从其中移除。
位置/状态管理模块408被构造为监控与中央充电站105相关联的一个或多个电池110的状态并跟踪其位置。具体而言，位置/状态管理模块408确定与充电站105相关联的电池110的位置，以及收集与电池110相关的特性信息。例如，当模块被签出时，位置/状态管理模块408可以监控电池110的至少一个特性。特性可以包括例如电池110的电特性(例如，充电水平)、电池110的热特性、电池110的位置以及联接到电池110的负载设备115的标识(例如，负载设备类型、制造商标识、型号等)。在电池110由中央充电站105或数据库106签出时，随着时间的推移从电池110接收特性信息，并相应地将其存储在数据库106中。在一些实施例中，当电池110在被签出的同时被监控时，位置/状态管理模块408可以进一步被构造为确定电池110的充电水平何时下降到预定充电阈值以下。响应于充电水平下降到充电阈值以下，当电池110在中央充电站105的预定充电范围内时，中央充电站105可以对电池110无线充电。
在一些实施例中，位置/状态管理模块408可以确定电池110何时离开与中央充电站105相关联的虚拟边界或地理围栏。电池110的位置可以经由接近传感器(未示出)或射频通信(例如，蓝牙或射频标识(RFID))来确定。在一些实施例中，由电池管理平台400尤其使用卫星导航跟踪(例如，全球导航卫星***(GNSS)跟踪、全球定位***(GPS)跟踪、伽利略跟踪、印度区域导航卫星***(IRNSS)跟踪、全球导航卫星***(GLONAS)跟踪、北斗导航卫星***跟踪等)和基于WiFi的跟踪来跟踪电池110。在一些实施例中，电池110向中央充电站105传输关于其位置的信息。
在一些实施例中，电池110被构造为周期性地确定电池110距中央充电站105的近似距离。例如，电池110可以周期性地对中央充电站105进行ping，并且使用信息来近似电池110距中央充电站105的距离。在进一步的实施例中，电池110可以使用近似距离来确定电池110何时在虚拟边界外部。然后，电池110可以向用户提供视觉/听觉指示，以通知他们在虚拟边界外部和/或通知中央充电站105电池110在虚拟边界外部。在一些实施例中，电池110被构造为当电池110确定电池110在虚拟边界外部时，停止向负载设备115提供功率/充电。当电池110确定电池110再次在虚拟边界内时，电池110可以继续近似距中央充电站105的距离，并且继续向负载设备115供应电力/充电。在进一步的实施例中，电池110被构造为在发送一个或多个ping请求之后未能接收到来自充电站105的响应之后停止对负载设备115供电/充电和/或被关断。
在一些实施例中，当已经被签出的电池110被归还到中央充电站105时，位置/状态管理模块408可以被构造为评估电池110的至少一个特性，以在电池110被签出时确定由电池110的用户使用的充电量。所使用的充电量可以由签入/签出管理模块402使用来确定使用成本。位置/状态管理模块408还可以使用电池110的至少一个特性来对电池110进行故障诊断，以确定潜在的故障。
图5示出根据一些实施例的电池管理和充电***500。***500包括中央充电站505和一个或多个电池510。在一些实施例中，中央充电站505和一个或多个电池510分别包括与中央充电站105和电池110相似的部件。
中央充电站505包括被构造为接收一个或多个电池510的一个或多个电池插座。在一些实施例中，站505可以锁定/解锁位于一个或多个电池插座中的每个电池510。
在操作中，中央充电站505被构造为接收、充电和/或标识各个电池510。在一些实施例中，站505使用专有充电装置对电池510充电。附加地，在一些实施例中，站505使用标识操作(例如，射频标识(RFID)、条形码/QR扫描等)来标识相应的电池510。
在一些实施例中，中央充电站505通信地联接到网络(例如，基于云的网络、基于云的控制器、远程控制器等)。在这样的实施例中，站505通信传送每个电池510的位置(例如，位于站505处或位于站505外部)、每个电池510的充电水平和/或关于站505和/或电池510的任何诊断。
图6是根据一些实施例的电池510的透视图。电池510包括含一个或多个电池的外壳。在一些实施例中，电池是可充电电池(例如，具有可充电碱性化学物质、镍镉化学物质、锂离子化学物质等的电池)。在所示实施例中，电池510进一步包括指示器515。指示器515可以被构造为向用户指示电池510的充电水平。
电池510还可以包括一个或多个输出520。一个或多个输出520可以被构造为将来自一个或多个电池的电力输出到外部设备。一个或多个输出520可以包括交流(AC)输出和/或直流(DC)输出。例如，在一些实施例中，电池510可以包括双工AC插口和/或通用串行总线(USB)插口。
图7示出了用于从中心505“签出”电池510的程序或应用550。在操作中，用户将应用550下载到设备555(例如，智能电话、平板电脑、膝上型电脑等)。用户输入任何相关信息(例如，他们的联系信息)。然后，用户可以输入他们的位置，和/或使用设备的位置服务555。
如图8所示，中心505可以接收(经由网络)用户要移除电池510的通知。然后，中心505可以解锁电池510，并点亮中心505的指示器560，向用户指示解锁的电池510。用户然后可以移除并使用电池510。中心505在存储器中存储相应的电池510已经被移除和/或与网络通信该相应的电池已经被移除。在一些实施例中，中心505和/或网络可以记录电池510的时间戳。
在电池510的使用完成后(例如，在充电水平已经降低到预定阈值以下和/或预定时间已经过去之后)，用户可以将电池510归还到中心505。一旦归还，中心505可以再次锁定电池510。中心505可以进一步在存储器中记录相应的电池510已经被归还和/或与网络通信该相应的电池已经被归还。
当电池510在完成后没有归还时(例如，在充电水平已经降低到预定阈值以下和/或预定时间已经过去之后)，可以通知用户(经由中心505、网络和/或应用550)电池510被归还。如果电池510在第二预定时间内仍未归还，则用户可能被禁止使用经由充电信息(例如，***、借记卡、在线支付***等)充电的任何其他电池510)，和/或可以通知与用户相关联的机构(例如，大学、企业等)用户在完成时未归还电池510。
图9示出了根据一些实施例的管理员程序或应用600。管理员应用600可以用于跟踪一个或多个电池510。例如，可以由管理员使用应用600来确定每个电池510的充电水平、相应的电池510是否已经被签出、谁已经签出了相应的模块510、每个模块510的签出历史和/或每个模块510的诊断报告。
图10和图11示出了根据一些实施例的充电中心700。如图所示，充电中心700可以包括基座705、被构造为接收一个或多个电池510的一个或多个电池插座710以及显示器212。如上所讨论那样，用户可以经由显示器212的图形用户界面请求电池510。
在一些实施例中，充电中心700与组织(例如，企业、学校、商店等)相关联。在这样的实施例中，充电中心700可以经由显示器212显示与组织相关联的信息，诸如但不限于广告、时间表和其他各种信息。
图12是示出了带有电池模块110的锁定机构216的示例性实施例的侧视剖视图。锁定机构216包括锁定构件502A，该锁定构件被构造为与电池模块110的接收器腔502B接合。当处于解锁位置501A时，锁定构件502A不与接收器腔502B接合，允许电池模块110从中央充电站105移除。当处于锁定位置501B时，锁定构件502A与接收器腔502B接合，使得电池模块110被固定并且不可从中央充电站105移除。应当理解的是，除了所示的实施例之外，锁定机构216可以利用其他类型的锁定/闩锁构型。在一些实施例中，电池模块110包括锁定构件502A，而中央充电站105包括接收器腔502B。
锁定机构216可以被构造为被电子锁定，其中锁定机构216被电子或远程操作(锁定和解锁)(例如，“智能锁定”)。当锁定机构216被构造为被电子锁定时，它们可以经由来自通过显示器212上的图形用户界面、输入和输出接口206的输入设备进行的用户交互的电子命令，和/或经由收发器208接收的来自远程设备(例如，智能电话、平板电脑、计算机或其他个人电子设备)的电子命令来操作。在一些实施例中，锁定机构216可以被构造为物理接合(需要经由钥匙、旋钮的转动或用户可致动设备的启动来手动锁定和解锁以便***作)。在一些实施例中，锁定机构216可以利用多于一种类型的锁定/闩锁构型。例如，在一些实施例中，锁定机构216可以被构造为物理锁定和电子锁定两者，其中，当锁定机构216被构造为在物理接合时超驰/绕过电子锁时，允许用户在没有电子命令的情况下使电池模块110中的一个或多个解除闩锁。
在前述说明书中，已经描述了具体实施例。然而，本领域普通技术人员将理解，可以在不脱离如所附权利要求书中阐述的本申请的范围的情况下，进行各种修改和更改。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的，并且所有这样的修改旨在包含在本示教的范围内。
益处、优点、问题的解决方案以及可能导致任何益处、优点或解决方案发生或变得更加明显的任何特征不应被解释为任何或所有权利要求的关键、必需或必要特征。本申请仅通过所附权利要求书限定，所附权利要求书包括在本申请未决期间进行的任何修改以及所发布的那些权利要求的所有等同物。
而且，在本文件中，关系术语，例如第一和第二、顶部和底部等，仅用于区分一个实体或动作与另一个实体或动作，而不一定要求或暗示这些实体或动作之间的任何实际上的这种关系或顺序。术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其他变型旨在覆盖非排他性的包含，使得包含、包括、具有或含有一系列元素的过程、方法、物品或装置不仅包括那些元素，还可以包括未明确列出的或这种过程、方法、物品或装置固有的其他元素。以“包含……”、“具有……”、“包括……”、“含有……”开头的元素，没有更多限制，不排除在包含、具有、包括或含有该元素的过程、方法、物品或设备中存在附加的相同元素。除非本文另外明确指出，否则，术语“一”和“一个”被定义为一个或多个。术语“大体上”、“基本上”、“大约”、“约”或其任何其他版本被定义为接近本领域普通技术人员所理解的，并且在一个非限制性实施例中，这些术语被定义为在10％之内，在另一个实施例中为在5％之内，在另一个实施例中为在1％之内，并且在另一个实施例中为在0.5％之内。本文使用的术语“联接”被定义为连接，但不一定是直接连接也不一定是机械连接。以某种方式“构造”的设备或结构至少以这种方式构造，但是也可以以未列出的方式构造。
将要理解的是，一些实施例可以由一个或多个通用或专用处理器(或“处理设备”)，诸如微处理器、数字信号处理器、定制处理器和现场可编程门阵列(FPGA)以及唯一存储的程序指令(包括软件和固件)构成，该唯一存储的程序指令控制一个或多个处理器，以结合某些非处理器电路实现本文所述的方法和/或装置的一些、大多数或全部功能。另选的，一些或全部功能可以通过没有存储程序指令的状态机来实现，或者在一个或多个专用集成电路(ASIC)中实现，其中每个功能或某些功能的一些组合被实现为定制逻辑。当然，可以使用两种方法的组合。
而且，实施例可以被实现为其上存储有计算机可读代码的计算机可读存储介质，该计算机可读代码用于对计算机(例如，包括电子处理器)进行编程，以执行本文所描述和所要求保护的方法。这样的计算机可读存储介质的示例包括但不限于硬盘、CD-ROM、光学存储设备、磁存储设备、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)和闪存。进一步地，预期普通技术人员在本文所公开的概念和原理的指导下，尽管可能会花费大量精力和例如受可用时间、当前技术和经济考虑激发而作出许多设计选择，但只需进行最少的试验即可轻松生成这样的软件指令、程序和IC。
因此，本申请尤其提供了一种设备充电的***和方法。在以下权利要求中阐述了本申请的各种特征和优点。附加特性可以在所附的附件中公开。

Claims (17)

1.一种电池管理平台，包含：
电池，其被构造为向至少一个负载设备供应一种类型的电力；
中央充电站，其被构造为在所述电池联接到所述中央充电站时提供电力以对所述电池充电，所述中央充电站包括电子处理器，所述电子处理器被构造为：
当所述电池的状态被确定为签入时，通过锁定机构将所述电池固定到所述中央充电站；
通过图形用户界面接收签出所述电池的用户请求；
在存储器中更新所述电池的状态为签出；
当所述状态变为签出时，使所述锁定机构脱离以允许移除所述电池；
监控所述电池的至少一个特性；
当所述状态是签出时确定所述电池何时重新联接到所述中央充电站；
在所述存储器中更新所述电池的所述状态为签出；以及
当所述状态变为签入时，接合所述锁定机构以将所述电池固定到所述中央充电站。
2.根据权利要求1所述的电池管理平台，其中所述电子处理器进一步被构造为响应于所述用户请求，确定与所述用户请求相关联的用户简档；
确定是否保留了用户简档；
当没有保留所述用户简档时，将所述电池的标识符与所述用户简档相关联；以及
当没有保留所述用户简档时，将所述电池的所述状态更新为签出。
3.根据权利要求2所述的电池管理平台，其中所述电子处理器进一步被构造为，当保留了所述用户简档时，将所述电池的所述状态保持为签入。
4.根据权利要求1所述的电池管理平台，其中所述电池的所述至少一个特性包括选自由以下组成的群组中的至少一个：所述电池的电特性、所述电池的位置、所述电池的热特性以及联接到所述电池的负载设备的标识。
5.根据权利要求4所述的电池管理平台，其中所述电子处理器被构造为
基于所述至少一个特性，确定所述电池的充电水平何时降低到阈值以下；和
当所述充电水平降低到所述阈值以下时，在所述电池在所述中央充电站的预定充电范围内时对所述电池无线充电。
6.根据权利要求4所述的电池管理平台，其中所述电子处理器进一步被构造为，当所述电池的所述状态变为签入时，评估所述电池的所述至少一个特性，以确定选自由以下组成的群组中的至少一个：所述电池的使用成本、潜在故障的指示和负载设备历史。
7.根据权利要求1所述的电池管理平台，其中所述电子处理器进一步被构造为定义虚拟边界；
基于所述电池的位置，确定所述电池是否在所述虚拟边界内；以及
当所述电池不在所述虚拟边界内时，向所述电池发送命令，使得所述电池停止向所述负载设备供应电力。
8.根据权利要求1所述的电池管理平台，其中所述电子处理器被构造为基于来自电池传感器的读数将所述状态更新为签入。
9.一种电池管理***，包含：
电池中心，其包括一个或多个电池插座，所述电池中心被构造为：
接收一个或多个电池，
标识一个或多个电池，以及
对一个或多个电池充电；以及
控制器，其包括存储器和电子处理器，所述控制器被构造为：
从所述电池中心接收一个或多个电池的状态，
从用户接收解锁请求，以及
向所述电池中心输出解锁命令；
其中，所述电池中心在接收到所述解锁命令时从所述一个或多个电池插座解锁一个或多个电池。
10.根据权利要求9所述的电池管理***，其中所述一个或多个电池的状态包括选自由以下组成的群组中的至少一个：充电水平、位置和操作状态。
11.根据权利要求9所述的电池管理***，其中所述控制器通过外部设备的应用接收所述解锁请求。
12.根据权利要求9所述的电池管理***，其中所述电池中心向所述控制器输出指示一个或多个电池正从所述一个或多个电池插座移除的信号。
13.根据权利要求9所述的电池管理***，其中在输出所述解锁命令之前，所述控制器被构造为验证所述用户。
14.根据权利要求9所述的电池管理***，其中所述电池中心进一步包括显示器。
15.根据权利要求14所述的电池管理***，其中所述显示器包括图形用户界面，所述图形用户界面被构造为从所述用户接收所述解锁请求。
16.根据权利要求14所述的电池管理***，其中所述显示器被构造为显示一个或多个广告。
17.根据权利要求14所述的电池管理***，其中所述显示器被构造为显示与组织相关联的信息。
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