RU2682537C1 - Электронная система обеспечения пара - Google Patents

Электронная система обеспечения пара Download PDF

Info

Publication number
RU2682537C1
RU2682537C1 RU2018106597A RU2018106597A RU2682537C1 RU 2682537 C1 RU2682537 C1 RU 2682537C1 RU 2018106597 A RU2018106597 A RU 2018106597A RU 2018106597 A RU2018106597 A RU 2018106597A RU 2682537 C1 RU2682537 C1 RU 2682537C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
battery
output voltage
heater
control unit
electronic
Prior art date
Application number
RU2018106597A
Other languages
English (en)
Inventor
Кенни ОТИАБА
Original Assignee
Никовенчерс Холдингз Лимитед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Никовенчерс Холдингз Лимитед filed Critical Никовенчерс Холдингз Лимитед
Application granted granted Critical
Publication of RU2682537C1 publication Critical patent/RU2682537C1/ru

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/50—Control or monitoring
    • A24F40/51—Arrangement of sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F47/00—Smokers' requisites not otherwise provided for
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B15/00—Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
    • A24B15/10—Chemical features of tobacco products or tobacco substitutes
    • A24B15/16—Chemical features of tobacco products or tobacco substitutes of tobacco substitutes
    • A24B15/167—Chemical features of tobacco products or tobacco substitutes of tobacco substitutes in liquid or vaporisable form, e.g. liquid compositions for electronic cigarettes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/10—Devices using liquid inhalable precursors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/42—Cartridges or containers for inhalable precursors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/50—Control or monitoring
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/65—Devices with integrated communication means, e.g. wireless communication means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/90—Arrangements or methods specially adapted for charging batteries thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/90—Arrangements or methods specially adapted for charging batteries thereof
    • A24F40/95—Arrangements or methods specially adapted for charging batteries thereof structurally associated with cases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/5825—Oxygenated metallic salts or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M11/00—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes
    • A61M11/04—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes operated by the vapour pressure of the liquid to be sprayed or atomised
    • A61M11/041—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes operated by the vapour pressure of the liquid to be sprayed or atomised using heaters
    • A61M11/042—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes operated by the vapour pressure of the liquid to be sprayed or atomised using heaters electrical
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M15/00—Inhalators
    • A61M15/06—Inhaling appliances shaped like cigars, cigarettes or pipes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/0003—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure
    • A61M2016/0015—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure inhalation detectors
    • A61M2016/0018—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure inhalation detectors electrical
    • A61M2016/0024—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure inhalation detectors electrical with an on-off output signal, e.g. from a switch
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/82—Internal energy supply devices
    • A61M2205/8206—Internal energy supply devices battery-operated
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028—Positive electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Primary Cells (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электронной системе обеспечения пара, например, электронной сигареты, и блоку управления для такой системы. Блок управления для электронной системы обеспечения пара содержит аккумуляторную батарею для подачи электрической энергии на нагреватель, который используют для выработки пара, при этом указанная аккумуляторная батарея является литий-железо-фосфатной аккумуляторной батареей с катодом из литий-железо-фосфата и выходное напряжение аккумуляторной батареи при 80% разряда из-за последовательных затяжек электронной системы обеспечения пара составляет не более чем на 0,25 В меньше выходного напряжения аккумуляторной батареи при полном заряде, при этом указанная аккумуляторная батарея обладает емкостью в диапазоне 250 - 600 мА·ч для поддержки по меньшей мере 100 затяжек электронной системы обеспечения пара, причем каждая затяжка потребляет из аккумуляторной батареи ток, равный по меньшей мере 2,5 А. Техническим результатом изобретения является усовершенствование электронной системы обеспечения пара. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 1 табл., 9 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение касается электронной системы обеспечения пара, например электронной сигареты, и блока управления для такой системы.
Уровень техники
Электронные системы обеспечения пара, такие как электронные сигареты и другие электронные системы подачи никотина, в общем, содержат картридж для обеспечения резервуара с жидкостью, которая подлежит испарению и которая обычно содержит никотин. Когда пользователь вдыхает с помощью устройства, блок управления управляет аккумуляторной батареей для подачи электрической энергии на нагреватель. Это приводит в действие нагреватель с целью испарения небольшого количества жидкости, которую далее вдыхает пользователь.
Следовательно, этот тип электронной сигареты, в общем, содержит два расходных элемента: во-первых, жидкость, которая подлежит испарению, и, во-вторых, электрическую энергию в аккумуляторной батарее. Что касается первого, когда резервуар с жидкостью исчерпан, по меньшей мере, некоторый участок устройства, содержащий картридж, может быть выброшен, чтобы позволить установить новый картридж. Что касается последнего, электронная сигарета обычно содержит некоторую форму электрического соединительного устройства для приема электрической энергии из внешнего зарядного устройства, тем самым позволяя подзаряжать аккумуляторную батарею электронной сигареты.
Большинство электронных сигарет питаются от многократно подзаряжаемых литий-ионных аккумуляторных батарей (или элементов питания), которые можно найти в широком круге устройств, а не только в электронных сигаретах. (Заметим, что термины «аккумуляторная батарея» и «элемент питания» взаимозаменяемы в настоящем документе, так как из-за ограниченного пространства в электронной сигарете, аккумуляторная батарея в такой электронной сигарете обычно содержит только один элемент питания). Обычные (широко используемые) литий-ионные аккумуляторные батареи основаны на катоде, который выполнен из литий оксида кобальта (LiCoO2), и вырабатывают выходное напряжение, которое падает при исчерпании аккумуляторных батарей, например, примерно от 4,2 В при полном заряде, до примерно 3,0 В при полном исчерпании, то есть падение составляет примерно 28%. Более того, так как выходная мощность в заданном нагревательном резисторе R равна V2/R, это подразумевает, в общем, соответствующее падение выходной мощности, так что окончательная рабочая выходная мощность (при напряжении 3,0 В) будет составлять только 52% от исходной выходной мощности (при напряжении 4,2 В). Таким образом, это изменение мощности, подаваемой аккумуляторной батареей на нагреватель, при изменении состояния от полного заряда до состояния, близкого к исчерпанию, может существенно повлиять на количество испаренной жидкости и, следовательно, на количество жидкости, которое вдыхает пользователь.
В существующих электронных сигаретах применено некоторое количество технологий для решения проблемы с изменением мощности, подаваемой аккумуляторной батареей в ходе цикла разрядки. Например, некоторые устройства могут выключаться до того, как напряжение аккумуляторной батареи упадет до 3,0 В - например могут выключаться при выходном напряжении аккумуляторной батареи, составляющем 3,6 В. Это уменьшает изменение выходной мощности (окончательная рабочая выходная мощность в этом случае составляет примерно 73% от максимального значения при отсечке в 3,6 В). С другой стороны, часть энергии, хранящейся в аккумуляторной батарее, становится недоступной для использования, что уменьшает время работы устройства без повторной зарядки.
В других устройствах используется конденсатор для хранения дополнительного заряда из аккумуляторной батареи. Благодаря переключению конденсатора, в дальнейшем он может быть использован как дополнительный (временный) источник питания для подачи напряжения, взятого из аккумуляторной батареи. Таким образом, эта дополнительная мощность (напряжение) из конденсатора может помочь компенсировать уменьшенное напряжение аккумуляторной батареи на более поздних этапах цикла разрядки.
Другой подход состоит в использовании схемы (PWM) модуляции ширины импульса, при которой мощность подают из аккумуляторной батареи в виде последовательности прямоугольных импульсов. Если длительность (ширина) каждого импульса равна Р и интервал от конца одного импульса до начала следующего импульса равен I, то мы может определить рабочий цикл (D) PWM как D=P/(P+I). Рабочий цикл стремится к нулю, когда ширина Р импульса стремится к нулю, то есть в этом случае аккумуляторная батарея фактически не подает электрической энергии. Наоборот, когда рабочий цикл стремится к бесконечности при стремлении интервала I импульса к нулю, то есть в этом случае аккумуляторная батарея фактически непрерывно подает (немодулированную) электрическую энергию. Если выходное напряжение аккумуляторной батареи равно V, где 3,6 < V < 4,2, то мы может установить рабочий цикл D таким образом, что действующее выходное напряжение DV равно постоянному значению, например 3,6 В. В частности, если текущее выходное напряжение аккумуляторной батареи составляет V = 3,6, то есть аккумуляторная батарея почти исчерпана, то PWM устанавливают так, что D = 1, а если текущее выходное напряжение аккумуляторной батареи составляет V = 4,2, то есть аккумуляторная батарея полностью заряжена, то PWM устанавливают так, что D = 0,857 (промежуточным значениям выходного напряжения соответствуют надлежащие промежуточные значения D).
Заметим, что схема PWM по управлению выходным напряжением аккумуляторной батареи может быть использована для более общих целей управления (а не для конкретной компенсации изменения выходного напряжения аккумуляторной батареи). Например, выходная мощность нагревателя может быть измерена, например, путем использования термометра некоторой формы или отслеживания электрического тока или напряжения, подаваемых на нагреватель. Далее можно управлять рабочим циклом PWM с целью получения нужной выходной температуры нагревателя. Следует понимать, что такая система управления может работать с изменениями выходного напряжения аккумуляторной батареи вместе с другими потенциальными изменениями (такими как внешняя температура, тип жидкости, подлежащей испарению и так далее). Более того, такая система управления может использовать некоторый другой механизм (не PWM) для регулирования действующего выходного напряжения и мощности аккумуляторной батареи.
Существующие схемы работы с изменениями выходного напряжения аккумуляторной батареи обладают определенными недостатками. Например, им обычно нужны дополнительные компоненты в электронной сигарете, что увеличивает ее сложность и стоимость. Более того, PWM система (или аналогичная) может ограничивать мощность на основе наименьшего выходного напряжения аккумуляторной батареи (V = 3,6). Другими словами, на более высоких уровнях доступного выходного напряжения аккумуляторной батареи (такого как V = 4,2), доступное выходное напряжение уменьшено (с помощью PWM или любого другого подходящего механизма), что уменьшает производительность. Следовательно, при таком подходе пользователь не может ощутить работу устройства при полном напряжении аккумуляторной батареи.
Раскрытие изобретения
Изобретение определено в приложенной формуле изобретения.
Блок управления для электронной системы обеспечения пара содержит аккумуляторную батарею для подачи электрической энергии на нагреватель, который используют для выработки пара. Аккумуляторная батарея является литий-железо-фосфатной аккумуляторной батареей. Аккумуляторная батарея обеспечивает выходное напряжение, которое остается примерно на постоянном уровне при исчерпании аккумуляторной батареи.
Также предложена электронная система обеспечения пара, которая содержит такой блок управления.
Краткое описание чертежей
Далее, только в качестве примера, будут подробно описаны различные варианты осуществления изобретения со ссылками на приложенные чертежи, на которых:
на фиг. 1 - вид, схематично (с разделением деталей) показывающий электронную сигарету, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;
на фиг. 2 - вид, схематично показывающий основной элемент электронной сигареты с фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;
на фиг. 3 - вид, схематично показывающий картомайзер электронной сигареты с фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;
на фиг. 4 - вид, схематично показывающий определенные электрические компоненты электронной сигареты с фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;
на фиг. 5 и 6 - виды, схематично показывающие графики, которые сравнивают определенные рабочие свойства LFP аккумуляторной батареи (сплошная линия) и рабочие свойства широко используемой литий-ионной аккумуляторной батареи (пунктирная линия) для электронных сигарет;
на фиг. 7, 8 и 9 - виды, показывающие графики экспериментальных данных, иллюстрирующие напряжение (верхняя линия) и ток (нижняя линия) в зависимости от используемой емкости в ходе моделирования использования электронной сигареты. Для фиг. 7 моделирование использования включает в себя потребление повторяющихся импульсов тока в 4 А из аккумуляторной батареи, а для фиг. 8 и 9 моделирование использования включает в себя потребление повторяющихся импульсов тока в 5 А из аккумуляторной батареи. Для фиг. 7 и 8 аккумуляторная батарея представляет собой литий-железо-фосфатную (LFP) аккумуляторную батарею, соответствующую некоторым вариантам осуществления изобретения; для фиг. 9 аккумуляторная батарея является литий-марганцевой аккумуляторной батареей. Во всех случаях аккумуляторная батарея обладает форм-фактором АА.
Осуществление изобретения
Как описано выше, настоящее изобретение касается электронной системы обеспечения пара с питанием от аккумуляторной батареи, такой как электронная сигарета. В последующем описании используется термин «электронная сигарета»; тем не менее этот термин может быть заменен термином электронная система обеспечения пара. Такая электронная система обеспечения пара может быть основана, например, на испарении (с помощью нагревания) жидкости, при этом жидкость содержит никотин, и далее пользователь вдыхает получившийся пар, содержащий никотин. Другая возможность заключается в том, что электронная система обеспечения пара содержит материал, полученный из табака. Этот табачный материал может быть предоставлен в любой подходящей форме (порошок, паста, измельченный листовой материал и так далее). Табачный материал может быть нагрет для выработки летучих веществ для вдыхания пользователем. Специалисту в рассматриваемой области ясны различные другие формы электронной системы обеспечения пара, которые могут использовать электрическую энергию аккумуляторной батареи, которая описана в настоящем документе, для нагревания некоторого вещества с целью выработки пара.
На фиг. 1 схематично (с пространственным разделением деталей) показана электронная сигарета 10, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения (не в масштабе). Электронная сигарета обладает, в целом, цилиндрической формой, продолжающейся вдоль продольной оси, указанной пунктирной линией LA, и содержит два основных компонента, а именно основной элемент 20 и картомайзер 30. Картомайзер содержит внутреннюю камеру, содержащую резервуар с жидкостью, испаритель (такой как нагреватель) и мундштук 35. Жидкость в резервуаре обычно содержит никотин в надлежащем растворе и может содержать другие составляющие, например, для помощи в формировании аэрозоля и/или для придания дополнительного аромата. Резервуар может содержать форму из пеноматериала или любой другой структуры для удержания жидкости до тех пор, пока она не понадобится для доставки в испаритель. Картомайзер 30 может дополнительно содержать фитиль или аналогичное устройство для перемещения небольшого количества жидкости из резервуара до места нагревания на нагревателе или рядом с нагревателем. Блок 20 управления содержит многократно подзаряжаемый элемент питания или аккумуляторную батарею для подачи электроэнергии на электронную сигарету 10 и печатную плату для общего управления электронной сигаретой. Когда нагреватель получает электроэнергию из аккумуляторной батареи, чем управляет печатная плата, нагреватель испаряет жидкость из фитиля и далее пользователь вдыхает этот пар через мундштук.
Блок 20 управления и картомайзер 30 выполнены с возможностью отсоединения друг от друга путем отделения в направлении, которое параллельно продольной оси (LA) электронной сигареты, как показано на фиг. 1, но они соединены, когда устройство 10 используется, с помощью соединения, которое схематично указано на фиг. 1 ссылочными позициями 25А и 25В и которое, например, является штыковым замком или винтовым соединением. Это соединение обеспечивает механическое и электрическое соединение основного элемента 20 и картомайзера 30. Электрическое соединительное устройство на основном элементе 20, которое используется для соединения с картомайзером, также может служить в качестве гнезда для соединения с зарядным устройством (не показано), когда основной элемент отсоединен от картомайзера 30. Другой конец зарядного устройства может быть вставлен в USB гнездо для зарядки аккумуляторной батареи в блоке управления электронной сигареты. В других реализациях может быть предусмотрен кабель для прямого соединения электрического соединительного устройства на основном элементе и USB гнезда. В других реализациях подзарядка аккумуляторной батареи в блоке управления может быть осуществлена с помощью кончика 225 электронной сигареты 10, то есть конца, противоположного мундштуку 35.
Блок управления снабжен одним или несколькими отверстиями (не показаны на фиг. 1) для поступления воздуха. Эти отверстия соединены с проходом для воздуха через блок управления, при этом в соединительном устройстве 25 предусмотрен проход для воздуха. Далее указанное соединено с путем для воздуха через картомайзер 30 до мундштука 35. Когда пользователь вдыхает через мундштук 35, воздух втягивается в блок управления через одно или несколько входных отверстий для воздуха, которые подходящим образом расположены снаружи электронной сигареты. Этот поток воздуха (или результирующее изменение давления) обнаруживает датчик давления, который, в свою очередь, приводит в действие нагреватель с целью испарения жидкости из резервуара (с помощью фитиля). Указанный поток воздуха проходит от блока управления, через испаритель, где он смешивается с паром, и эта комбинация потока воздуха и (никотинового) пара проходит через картомайзер и из мундштука 35, чтобы ее вдохнул пользователь. Картомайзер 30 может быть отсоединен от основного элемента 20 и удален, при исчерпании подачи жидкости, и, при желании, заменен другим картомайзером. (Таким образом, картомайзер 30 иногда могут называть одноразовым компонентом, а блок 20 управления - повторно используемым компонентом).
Следует понимать, что электронная сигарета 10, показанная на фиг. 1, описана в качестве примера и могут быть приняты различные другие реализации. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения картомайзер 30 выполнен в виде двух отдельных компонентов, а именно картриджа, содержащего резервуар с никотином и мундштук (который может быть заменен при исчерпании жидкости в резервуаре), и испарителя, содержащего нагреватель (который обычно сохраняют). В качестве другого примера зарядное устройство может быть соединено с дополнительным или альтернативным источником питания, таким как прикуриватель автомобиля.
На фиг. 2 схематично (упрощенно) показан блок 20 управления электронной сигареты с фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Фиг. 2, в общем, можно рассматривать как поперечное сечение в плоскости, проходящей через продольную ось LA электронной сигареты. Заметим, что для ясности на фиг. 2 опущены определенные компоненты и подробности основного элемента, например провода и более сложная форма.
Как показано на фиг. 2, блок 20 управления содержит аккумуляторную батарею 210 для питания электронной сигареты 10, а также печатную плату 202 (PCB), на которой установлена микросхема, такая как специализированная интегральная схема (ASIC) или микроконтроллер, для управления электронной сигаретой 10. PCB 202 может быть расположена вдоль одного конца аккумуляторной батареи 210 или у одного конца аккумуляторной батареи 210. В конфигурации, показанной на фиг. 2, РСВ расположена между аккумуляторной батареей 210 и соединительным устройством 25В. Блок управления также содержит блок 215 датчиков для обнаружения вдоха с помощью мундштука 35. В конфигурации, показанной на фиг. 2, блок 215 датчиков расположен между аккумуляторной батареей 210 и кончиком 225, но в других реализациях он может быть расположен рядом с РСВ 202 (которая может быть расположена так, как показано на фиг. 2, или в некотором другом месте). В ответ на такое обнаружение вдоха, блок 215 датчиков уведомляет микросхему на РСВ 202, которая в свою очередь запускает подачу электрической энергии из аккумуляторной батареи 210 на нагреватель в картомайзере.
Кончик 225 блока 20 управления содержит крышку для уплотнения и защиты дальнего конца электронной сигареты. В указанной крышке или рядом с ней предусмотрено входное отверстие для воздуха, выполненное для того, чтобы воздух мог попасть в основной элемент и пройти мимо блока 215 датчиков, когда пользователь вдыхает с помощью мундштука 35. Следовательно, этот поток воздуха позволяет блоку 215 датчиков обнаруживать вдох пользователя. В некоторых вариантах реализации кончик 225 может быть снабжен источником света, таким как светоизлучающий диод (LED), который включает микросхема в ответ на обнаружение вдоха с помощью блока 225 датчиков. Кончик 225 также (или в качестве альтернативы) может быть снабжен электрическим контактом (не показан на фиг. 2), чтобы предусмотреть дополнительное соединение для подзарядки аккумуляторной батареи 210.
На противоположном конце основного элемента 20 относительно кончика 225 расположено соединительное устройство 25В, выполненное с возможностью соединения блока 20 управления с картомайзером 30. Как отмечено выше, соединительное устройство 25В обеспечивает механическое и электрическое соединение блока 20 управления и картомайзера 30. Как показано на фиг. 2, соединительное устройство 25В содержит соединительное устройство 240 основного элемента, которое является металлическим (покрыто серебром в некоторых вариантах осуществления изобретения), чтобы служить в качестве одного разъема (положительного или отрицательного) для электрического соединения с картомайзером 30. Соединительное устройство 25В дополнительно содержит электрический контакт 250 для обеспечения второго разъема для электрического соединения с картомайзером 30, при этом полярность второго разъема противоположна полярности первого разъема, а именно соединительного устройства 240 основного элемента. Соединительное устройство 240, в общем, обладает кольцеобразной формой, а контакт 250 расположен в центре этого кольца (если смотреть в плоскости, которая перпендикулярна продольной оси LA электронной сигареты 10).
Электрический контакт 250 установлен на винтовой пружине 255. Когда блок 20 управления прикреплен к картомайзеру 30, соединительное устройство 25А на картомайзере упирается в электрический контакт 250, чтобы сжимать винтовую пружину в осевом направлении, то есть в направлении, параллельном (соосном) продольной оси LA. С точки зрения упругой природы пружины 255, это сжатие приводит к тому, что пружина 255 стремится расшириться, что толкает электрический контакт 250 к соединительному устройству 25А, тем самым помогает обеспечить хороший электрический контакт между блоком 20 управления и картомайзером 30. Соединительное устройство 240 основного элемента и электрический контакт 250 отделены опорой 260, которая выполнена из непроводящего материала (такого как пластик) для обеспечения хорошей изоляции двух электрических разъемов. Форма опоры 260 такова, чтобы помогать взаимному механическому сцеплению соединительных устройств 25А и 25В.
На фиг. 3 схематично показан картомайзер 30 электронной сигареты с фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Фиг. 3, в общем, можно рассматривать как поперечное сечение в плоскости, которая содержит продольную ось LA электронной сигареты. Заметим, что для ясности на фиг. 3 снова опущены разные компоненты и подробности блока управления, например провода и более сложная форма.
Картомайзер 30 содержит проход 355 для воздуха, продолжающий вдоль центральной (продольной) оси картомайзера 30 от мундштука 35 до соединительного устройства 25А с целью соединения картомайзера с блоком 20 управления. Резервуар 360 с жидкостью (обычно содержащей никотин в растворе) предусмотрен вокруг прохода 355 для воздуха. Этот резервуар 360 может быть реализован, например, путем расположения хлопка или пены, пропитанной жидкостью. Картомайзер также содержит нагреватель 365, выполненный с возможностью нагревания жидкости из резервуара 360 для выработки (содержащего никотин) пара, чтобы он протекал по проходу 355 для воздуха и выходил через мундштук 35 в ответ на вдох пользователя через электронную сигарету 10. Нагреватель питается с помощью линий 366 и 367, которые, в свою очередь, соединены с противоположными полюсами (положительным и отрицательным или наоборот) аккумуляторной батареи 210 с помощью соединительного устройства 25А. (Как отмечено выше, на фиг. 3 опущены подробности проводки между линиями 366 и 367 электропитания и соединительным устройством 25А).
Соединительное устройство 25А содержит внутренний электрод 375, который может быть покрыт серебром или выполнен из некоторого другого подходящего металла. Когда картомайзер 30 соединен с блоком 20 управления, внутренний электрод 375 контактирует с электрическим контактом 250 блока 20 управления, чтобы обеспечить первый электрический путь между картомайзером и блоком управления. В частности, когда сцеплены соединительные устройства 25А и 25В, внутренний контакт 375 толкает электрический контакт 250, сжимая винтовую пружину 255, тем самым помогая обеспечить хороший электрический контакт между внутренним электродом 375 и электрическим контактом 250.
Внутренний электрод 375 окружен изоляционным кольцом 372, которое может быть выполнено из пластика, резины, силикона или любого другого подходящего материала. Изоляционное кольцо окружено соединительным устройством 370 картомайзера, которое может быть покрыто серебром или выполнено из некоторого другого подходящего металла или проводящего материала. Когда картомайзер 30 соединен с блоком 20 управления, соединительное устройство 370 картомайзера контактирует с соединительным устройством 240 основного элемента блока 20 управления, чтобы обеспечить второй электрический путь между картомайзером и блоком управления. Другими словами, внутренний электрод 375 и соединительное устройство 370 картомайзера служат как положительный и отрицательный разъем (или наоборот) для подачи электрической энергии из аккумуляторной батареи 210 в блоке управления на нагреватель 365 в картомайзере с помощью линией 366 и 367 подачи, соответственно.
Соединительное устройство 370 картомайзера снабжено двумя утолщениями или выступами 380А, 380В, которые продолжаются в противоположных направлениях относительно продольной оси электронной сигареты. Эти выступы используют для обеспечения штыкового замка вместе с соединительным устройством 240 основного элемента для соединения картомайзера 30 с блоком 20 управления. Этот штыковой замок обеспечивает безопасное и надежное соединение картомайзера 30 и блока 20 управления, так что картомайзер и блок управления удерживаются в неподвижном положении друг относительно друга, без колебания или изгиба и очень мала вероятность любого случайного расцепления. Одновременно штыковой замок обеспечивает простое и быстрое соединение и расцепление путем вставки с последующим поворотом с целью соединения и поворота (в противоположном направлении) с последующим изъятием с целью расцепления. Следует понимать, что в других вариантах осуществления изобретения может использоваться другая форма соединения блока 20 управления и картомайзера 30, такая как защелкивающееся соединение или винтовое соединение.
На фиг. 4 схематично показаны определенные электрические (в том числе электронные) компоненты электронной сигареты с фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Эти компоненты, в общем, расположены в блоке 20 управления, так как он является многоразовым (а не одноразовым) участком. Тем не менее, в некоторых вариантах осуществления изобретения, по меньшей мере, некоторые электрические компоненты могут быть расположены в картомайзере 30.
Как показано на фиг. 4, блок 20 управления содержит электрическое (и механическое) соединительное устройство 25В (как описано выше), выключатель 212 питания, аккумуляторную батарею 210, процессор или (микро)контроллер 555, интерфейс 217 связи, динамик 558 и блок 215 датчиков. Контроллер 555 расположен на РСВ 202, которая при необходимости также может быть использована для установки других компонентов, например блока 215 датчиков, выключателя 212 питания и/или интерфейса 217 связи, в зависимости от конкретной внутренней конфигурации блока 202 управления. В качестве альтернативы, эти компоненты может быть расположены на одной или нескольких других РСВ (или установлены другим образом).
На фиг. 4 показаны некоторые, но не обязательно все, электрические соединения между разными компонентами. Например, блок 215 датчиков может получать электрическую энергию из аккумуляторной батареи 210 через соединение с контроллером 555 или, в качестве альтернативы, может присутствовать соединение для электрической энергии из аккумуляторной батареи 210 до блока 215 датчиков (не показано).
Блок 215 датчиков расположен в пути для воздуха или рядом с путем для воздуха через блок 20 управления из входного отверстия для воздуха до выходного отверстия для воздуха (до испарителя). Блок датчиков содержит датчик 562 давления и датчик 563 температуры (также в пути для воздуха или рядом с путем для воздуха). Заметим, что в некоторых вариантах осуществления изобретения могут присутствовать дополнительные датчики (не показаны на фиг. 4); также датчик 562 давления и датчик 563 температуры могут быть предусмотрены как разные устройства (а не объединены в один блок датчиков). Датчик 562 давления может обнаруживать поток воздуха путем отслеживания падения давления, которое вызвано вдохом через мундштук 35 (или в качестве альтернативы датчик 562 давления может обнаруживать вдох путем непосредственного измерения потока воздуха, аналогично анемометру, который измеряет ветер).
Контроллер 555 содержит процессор, такой как CPU, и память (ROM и RAM). Операции контроллера 555 и других электронных компонентов, таких как датчик 562 давления, в общем, управляются, по меньшей мере частично, программным обеспечением, исполняемым процессором (или другими электронными компонентами, в случае необходимости). Такое программное обеспечение может хранится в энергонезависимой памяти, такой как ROM, которая может быть встроена в сам контроллер 555 или которая может быть предоставлена в виде отдельного компонента (например, на РСВ 202). Процессор может получать доступ к ROM для загрузки и исполнения отдельных программ программного обеспечения, когда нужно. Контроллер 555 также содержит подходящие интерфейсы (и программное обеспечение управления) для взаимодействия с другими устройствами, такими как блок 215 датчиков.
Контроллер 555 использует динамик 558 как устройство вывода для выработки звуковых сигналов для указания условий или состояний в электронной сигарете, такой как предупреждение о низком заряде аккумуляторной батареи. Разные сигналы для передачи разных состояний или условий могут быть предоставлены путем использования гармонических или прерывистых звуковых сигналов разного уровня и/или длительности и/или путем обеспечения таких гармонических или прерывистых звуковых сигналов. Наравне с динамиком 58 или вместо динамика 558 могут быть обеспечены другие формы устройства вывода. Например, как упомянуто выше, кончик 225 может быть снабжен светоизлучающим диодом (LED), который может быть использован для сигнализации и/или украшения. Также может присутствовать (или в качестве альтернативы) вывод света в одном или нескольких других местах на электронной сигарете 10.
Интерфейс 217 связи может быть проводным или беспроводным соединением, позволяющим электронной сигарете 10 взаимодействовать с внешним устройством. Например, для установления беспроводной связи интерфейс 217 связи может поддерживать одну или несколько следующих технологий: Bluetooth, Wi-Fi (семейство IEEE 802.11) и беспроводная связь (NFC) ближнего радиуса действия. В качестве альтернативы или дополнительно, линия связи может поддерживать проводную связь, возможно с помощью соединительного устройства 25В и/или некоторого другого устройства связи. Интерфейс связи может быть использован, в частности, для того, чтобы позволить внешнему устройству предоставить и обновить настройки электронной сигареты 10 и/или для получения от электронной сигареты 10 информации о состоянии и использовании.
Как отмечено выше, электронная сигарета 10 обеспечивает путь для воздуха от входного отверстия для воздуха, через электронную сигарету 10, мимо датчика 562 давления и нагревателя 365 (в испарителе) до мундштука 35. Таким образом, когда пользователь вдыхает с помощью мундштука электронной сигареты, контроллер 555 обнаруживает такой вдох на основе информации от датчика давления. В ответ на такое обнаружение, CPU подает электрическую энергию из аккумуляторной батареи или элемента 210 питания на нагреватель 365, который, таким образом, нагревает и испаряет жидкость из фитиля, чтобы пользователь вдохнул пар.
Аккумуляторная батарея 210 связана с нагревателем 365 с помощью выключателя 212 питания и соединительного устройства 25В (плюс соединительное устройство 25А на картомайзере 30). Выключатель 212 питания поддерживает течение (и включение/выключение) сравнительно большого тока, подаваемого из аккумуляторной батареи 210 с целью питания нагревателя 365 - обычно порядка 1 А или более. Выключателем 212 питания управляет контроллер 555. Например, контроллер 555 может замкнуть выключатель 212 питания в ответ на обнаружение датчиком 562 давления потока воздуха через электронную сигарету 10, тем самым позволяя поступать электрической энергии от аккумуляторной батареи на нагреватель. Наоборот, контроллер 555 может разомкнуть выключатель 212 питания в ответ на обнаружение датчиком 562 давления окончания потока воздуха через электронную сигарету 10, тем самым завершая течение электрической энергии от аккумуляторной батареи к нагревателю. Кроме того, контроллер 555 может использовать выключатель 212 для реализации схемы PWM, как описано выше, с целью регулирования количества электрической энергии, поданной из аккумуляторной батареи 210 на нагреватель 365 во время вдоха.
Следует понимать, что показанная на фиг. 4 электрическая конфигурация приведена только в качестве примера и специалисту в рассматриваемой области ясны многие возможные изменения. Например, некоторые электронные сигареты 10 могут не содержать интерфейса 217 связи, а в других вариантах осуществления изобретения интерфейс 217 связи может быть объединен, по меньшей мере, частично с контроллером 555. Аналогично, некоторые функциональные возможности контроллера 555 могут быть распределены по одному или нескольким другим устройствам. Например, может быть предусмотрена РСВ в комбинации с аккумуляторной батареей 210 для управления разрядкой аккумуляторной батареи, чтобы обнаруживать и, таким образом, предотвращать перегрузку по напряжению или току и/или слишком долгую зарядку, и аналогично управлять зарядкой аккумуляторной батареи, например, чтобы аккумуляторная батарея не была чрезмерно разряжена до момента повреждения. Такие функции управления аккумуляторной батареей также могут быть встроены в процессор или контроллер 555 (или в некоторое другое устройство).
Аккумуляторная батарея 210 представляет собой литий-железо-фосфатную (LFP) аккумуляторную батарею, которая в качестве катода использует литий-железо-фосфат (LiFePO4). LFP аккумуляторные батареи обладают определенными достоинствами и недостатками по сравнению с другими доступными аккумуляторными батареями, такими как литий-ионные аккумуляторные батареи других типов, в том числе широко используемые аккумуляторные батареи с кобальтовым катодом, и их варианты (например, содержащие твердый, а не жидкий электролит или использующие силиконовый, а не графитовый анод). Тем не менее, было обнаружено, что свойства LFP аккумуляторных батарей особенно хорошо подходят для использования в электронной сигарете, что следует (в основном) из следующих факторов:
- Нетоксичность. Это важно для продукта, который используют (не потребляется) с помощью рта, например, если продукт будет случайно поврежден. Отсутствие токсичности также придает улучшенные свойства с точки зрения окружающей среды (по сравнению с кобальтом, используемым в большинстве обычных литий-ионных аккумуляторных батарей), особенно благодаря тому, что электронные сигареты являются сравнительно недорогим крупносерийным продуктом и не всегда могут быть утилизированы надлежащим образом - например, если продукт случайно уронили или другим образом потеряли вне помещения;
- Тепловая, электрохимическая и структурная стабильность. Тепловая стабильность важна для продукта, который используется (и, следовательно, подвергается воздействию) в широком диапазоне погодных и температурных условий. Также хорошая электрохимическая и механическая стабильность уменьшается риск пожара и так далее, что является проблемой для большинства литий-ионных аккумуляторных батарей, как указано, например, в документе, опубликованном 4 февраля 2014 года «Аккумуляторные батареи в самолете представляют «увеличенный риск пожара» (http://www.bbc.co.uk/news/business-25733346);
- Постоянное напряжение при разряде. Как отмечено выше, выходное напряжение большинства литий-ионных аккумуляторных батарей в основном неизменно уменьшается в цикле разрядки примерно от 4,2 В до примерно 3,6 В. Это может приводить к непостоянным ощущениям пользователя в плане подаваемого пара (зависит от текущего уровня напряжения) или иначе нужно, чтобы электронная сигарета содержала соответствующую электронику для компенсации указанного уменьшения выходного напряжения, что приводит к дополнительным затратам и сложности (для сравнительно крупносерийного недорогого продукта);
- Высокий пиковый ток/мощность. LFP аккумуляторные батареи могут поддерживать более высокий пиковый ток (и, следовательно, более высокую пиковую мощность) по сравнению с обычными литий-ионными аккумуляторными батареями. Это заманчиво для электронных сигарет, так как позволяет быстрее доводить нагреватель до надлежащей рабочей температуры для испарения в ответ на обнаружение вдоха пользователя и, следовательно, электронная сигарета лучше реагирует для действия пользователя;
- Меньшая скорость потери мощности (саморазряд), когда аккумуляторную батарею не используют. Это приводит к улучшенному сроку хранения (календарному), если продукт необходимо поставлять заряженным (что справедливо для многих электронных сигарет, чтобы у потребителя была возможность быстрого использования после покупки);
- Большое возможное количество циклов подзарядки - например, до 2000 и более. Это дает несколько лет использования, даже если подзарядка происходит каждый день (смотри ниже).
LFP аккумуляторные батареи действительно обладают меньшей удельной энергией по сравнению с большинством обычных литий-ионных аккумуляторных батарей. Тем не менее, в связи с тем, что большинство обычных литий-ионных аккумуляторных батарей используют в электронных устройствах, которые могут непрерывно и интенсивно использоваться (таких как смартфоны), так что срок службы аккумуляторной батареи особенно существенен в таких устройствах, электронные сигареты вероятно обладают другим профилем использования. В частности, существует интервал между последовательными активациями (затяжками) электронной сигареты и фактически некоторые электронные сигареты могут обеспечивать защиту от чрезмерного использования, например, путем отслеживания и регулирования максимального количества затяжек в заданный период времени (после которого процессор может препятствовать дальнейшей активации до истечения указанного периода времени). Соответственно, более низкая удельная энергия LFP аккумуляторных батарей (по сравнению с большинством обычных литий-ионных аккумуляторных батарей) более приемлема для электронных сигарет, по сравнению с большинством других электронных устройств.
Тем не менее, LFP аккумуляторные батареи обладают достаточной удельной энергией для поддержки разумного использования электронной сигареты. Например, LFP аккумуляторная батарея размера АА может обладать емкостью, равной 250 - 600 мА·ч, при этом соответствующая широко используемая литий-ионная аккумуляторная батарея может обладать емкостью, равной 600 - 750 мА·ч или более (и работать при более высоком напряжении), в зависимости от таких факторов, как ток разряда. Конечно некоторые электронные сигареты могут быть слишком малы для аккумуляторной батареи размера АА и, соответственно, их емкость аккумуляторной батареи будет соответственно меньше. Тем не менее, при условии, что обычная затяжка обычной электронной сигареты использует порядка 1 - 4 мА·ч (в зависимости от конкретной природы устройства и количества жидкости, подлежащей испарению), LFP аккумуляторная батарея разумного размера способна обеспечить, по меньшей мере, 100 затяжек (и потенциально гораздо больше) до подзарядки. Следовательно, если мы предположим, что электронную сигарету подзаряжают на ежедневной основе, этого количества затяжек на цикл зарядки аккумуляторной батареи достаточно для большинства потребителей.
На фиг. 5 и 6 схематично показаны графики, которые сравнивают определенные рабочие свойства LFP аккумуляторной батареи (сплошная линия) и рабочие свойства широко используемой литий-ионной аккумуляторной батареи (пунктирная линия) для электронных сигарет. (Заметим, что эти графики очень схематичны и упрощены для легкости понимания; некоторые более точные графики представлены ниже). На фиг. 5 схематично показано, как выходное напряжение аккумуляторной батареи 210 изменяется со временем, обычно в масштабе многих часов или дней в ходе цикла разрядки (от полного заряда до полного разряда). Как описано выше, при разряде широко используемой литий-ионной аккумуляторной батареи выходное напряжение неуклонно уменьшается примерно от 4,2 В до примерно 3,6 В (или меньше). Это уменьшение выходного напряжения может приводить к заметному изменению (падению) производительности, такой как количество пара с никотином, вырабатываемого за затяжку, в ходе цикла разрядки аккумуляторной батареи (если для противодействия этому уменьшению не используются некоторые дополнительные способы компенсации). В отличие от сказанного, выходное напряжение LFP аккумуляторной батареи гораздо более постоянно в районе 3,2 В, тем самым пользователю обеспечивают более постоянное и надежное ощущение, одновременно избегая необходимости в дополнительной компенсации уменьшающегося напряжения. (Заметим, что уровни напряжения, показанные на фиг. 5 и 6, приведены для условий незамкнутой цепи; напряжение под нагрузкой будет несколько меньше - например, примерно на 0,5 В, так что 2,7 В для LFP аккумуляторной батареи по сравнению с 3,2 В для незамкнутой цепи).
На фиг. 5 также показаны две линии отсечки, обозначенные как С1 и С2. Процессор 555 (или некоторое другое устройство в блоке 20 управления) отслеживает выходное напряжение аккумуляторной батареи 210. Когда выходное напряжение падает ниже указанного уровня отсечки С1 или С2 (соответственно, для широко используемой литий-ионной аккумуляторной батареи или для LFP аккумуляторной батареи), процессор 555 не допускает дальнейшую работу электронной сигареты и, более конкретно, нагревателя 365. Таким образом, эта отсечка, которую можно рассматривать как конец цикла разрядки, защищает аккумуляторную батарею 210 от чрезмерного разряда (который может повредить многократно подзаряжаемую аккумуляторную батарею), а также обеспечивает то, что пользователь не получит ухудшенное ощущение от электронной сигареты из-за того, что устройство работает при неподходяще низком напряжении. Заметим, что, как описано выше, контроллер 555 может обеспечить пользователю некоторое указание состояния аккумуляторной батареи (исчерпана или почти исчерпана) с помощью динамика 558 (и/или с помощью любого другого доступного указателя).
На фиг. 6 схематично показано, как выходная мощность аккумуляторной батареи 210 может изменяться в масштабе одной затяжки, то есть за несколько секунд (это можно рассматривать как форму профиля затяжки). График сравнивает работу (в терминах выходного тока) широко используемой литий-ионной аккумуляторной батареи (пунктирная линия) с соответствующей производительностью LFP аккумуляторной батареи (сплошная линия) для электронной сигареты 10.
Для фиг. 6 мы предполагаем, что вдох начат и обнаружен подходящим датчиком в момент времени = Т0. В этой точке контроллер 555 предоставляет возможность подачи максимальной доступной мощности из аккумуляторной батареи 210 на нагреватель 365. Максимальная доступная мощность из LFP аккумуляторной батареи показана на фиг. 6 как Р1, а максимальная доступная мощность из широко используемой литий-ионной аккумуляторной батареи меньше и показана как Р2 (при этом Р1 > Р2). Например, максимальная выходная мощность Р1 для LFP аккумуляторной батареи может отражать ток, равный, по меньшей мере, 2,5 А или, по меньшей мере, 5 А, возможно до максимума, равного нескольким амперам (например, 6, 8 или 10 А).
В момент времени Т1 нагреватель достигает предпочтительной рабочей температуры (для электронной сигареты с LFP аккумуляторной батареей) и мощность падает до более низкого уровня Р3, который установлен так, чтобы поддерживать предпочтительную рабочую температуру нагревателя. Аналогично, для электронной сигареты с широко используемой литий-ионной аккумуляторной батареей нагреватель достигает предпочтительной рабочей температуры в момент времени Т2 и мощность снова падает до уровня Р3, чтобы поддерживать предпочтительную рабочую температуру нагревателя.
Так как максимальная выходная мощность Р1 LFP аккумуляторной батареи больше максимальной выходной мощности Р2 широко используемой литий-ионной аккумуляторной батареи, то время Т1, нужное электронной сигареты, использующей первую аккумуляторную батарею, для достижения предпочтительной рабочей температуры, меньше времени Т2, нужного электронной сигарете, использующей последнюю аккумуляторную батарею, для достижения предпочтительной рабочей температуры. Соответственно, электронная сигарета с LFP аккумуляторной батареей может обеспечить лучшую быстроту реагирования на вдох пользователя по сравнению с электронной сигаретой с широко используемой литий-ионной аккумуляторной батареей.
Заметим, что различные типы электрических продуктов представляют различные типы нагрузки на аккумуляторную батарею в плане времени и величины потребления тока. Например, лампа велосипеда с большой вероятностью будет долго (много минут) потреблять ток, величиной от малого до среднего, при этом электронная сигарета, в общем, использует при вдохе короткие импульсы большого тока с низким уровнем потребления тока между импульсами. Эти разные характеристики нагрузки могут оказывать воздействие на общее поведение аккумуляторной батареи.
На фиг. 7 показан график, иллюстрирующий экспериментальные результаты тестов с LFP аккумуляторной батареей, проведенные для моделирования поведения в электронной сигарете. Тестируемая LFP аккумуляторная батарея обладала размерами (форм-фактор), которые соответствуют стандартной аккумуляторной батарее размера АА. Потребляется последовательность импульсов тока из аккумуляторной батареи, при этом каждый импульс обладает током, который примерно равен 4 А, и длительностью, которая равна 3 секундам, что сделано для моделирования вдоха и подачи мощности для работы нагревателя 365. Это представляет, в целом, 3,3 мА·ч для каждого вдоха. Интервал между вдохами был равен 10 секундам (короче, чем при использовании в реальном мире, но это позволяет быстрее завершить эксперимент - и по-прежнему дает время для охлаждения нагревателя между вдохами). Ток, взятый во время этих интервалов, был равен 0,005 А, например, для питания контроллера 555. Общее количество импульсов тока, равного 4 А, до полного исчерпания аккумуляторной батареи было равно 106, при этом общее рабочее время (содержащее как импульсы, так и интервалы между импульсами) равнялось примерно 1378 секундам (немного менее 23 минут). Общая измеренная емкость аккумуляторной батареи была равна 0,365 А·ч.
График с фиг. 7 показывает выходное напряжение и выходной ток для LFP аккумуляторной батареи в зависимости от общей емкости (энергии в Ампер·часах), потребленной из аккумуляторной батареи. Таким образом, ось х (емкость) представляет указание времени, за исключением того, что интервалы между импульсами сильно сжаты вдоль оси х (по сравнению с их фактической длительностью), так как в этих интервалах потребляется очень мало энергии (емкости). Верхняя линия на графике с фиг. 7 представляет выходное напряжение (для шкалы слева графика в вольтах), а нижняя линия на фиг. 7 представляет выходной ток (для шкалы справа графика в амперах). Нижняя линия ясно показывает отдельные импульсы тока, каждый из которых равен 4 А. Верхняя линия ясно показывает падение напряжения, что объясняется приложением нагрузки к аккумуляторной батарее. В частности, для каждого импульса тока, напряжение аккумуляторной батареи падает от значения незамкнутой цепи (или очень близко к значению незамкнутой цепи, при токе, равном 0,005 А в ходе интервалов между импульсами) вниз примерно на 0,3 - 0,5 В к нагруженному значению, когда потребляется ток, равный 4 А.
Три горизонтальных линии, обозначенные H1, H2 и H3, наложены на график с фиг. 7. Линия Н1 указывает начальный уровень минимального напряжения аккумуляторной батареи под нагрузкой; фактически это минимальное напряжение аккумуляторной батареи остается примерно постоянным для первой половины времени разряда аккумуляторной батареи (по меньшей мере). Линии Н2 и Н3, соответственно, на 0,16 В и 0,32 В ниже линии Н1 - представляя уменьшение по сравнению с линией Н1, равное, соответственно 5,6% и 11,2% (или немного меньше 5% и 10% соответственно напряжения разомкнутой цепи). Кроме того, вертикальная линия V1 указывает, где минимальное выходное напряжение аккумуляторной батареи (под нагрузкой) падает ниже линии Н2. Это происходит только тогда, когда энергия, составляющая примерно 0,317 А·ч уже была потреблена из аккумуляторной батареи, что представляет примерно 87% общей емкости. Другими словами, на фиг. 7 показано, что напряжение под нагрузкой для LFP аккумуляторной батареи, является постоянным в диапазоне ±3% для 85% времени разряда.
Таблица 1 получена из того же лежащего в основе набора данных, что и фиг. 7, но этот набор данных представлен в табличной форме. В частности, основная часть таблицы 1 (то есть, все столбцы, за исключением двух самых правых столбцов, заключенных в выделенную рамку) представляет среднее измерение напряжения под нагрузкой для каждого последовательного импульса тока. Таким образом, первая строка с фиг. 7 представляет выходное напряжение под нагрузкой для импульсов 1 - 10 тока, вторая строка с фиг. 7 представляет выходное напряжение под нагрузкой для импульсов 11 - 20 тока и так далее. Напряжение было измерено с частотой 1 Гц, так что для каждого импульса тока (длительностью 3 секунды) было получено три измерения напряжения и далее измерения усреднялись для получения чисел для таблицы 1. (Также заметим, что пара ячеек в таблице 1 остались пустыми, когда данные не были записаны надлежащим образом). Следует понимать, что числа напряжения под нагрузкой из таблицы 1 обеспечивают хорошее представление ощущения пользователя от электронной сигареты, содержащей подобную LFP аккумуляторную батарею, в том плане, что числа напряжения под нагрузкой отражают фактическое действие (вдох) пользователя (при этом числа напряжения разомкнутой цепи представляют интервалы между действиями пользователя).
Таблица 1
2,90 2,88 2,87 2,87 2,87 2,87 2,87 2,87 2,87 2,88 2,88 0,03
2,89 2,87 2,89 2,89 2,89 2,89 - 2,89 2,89 2,89 2,89 0,05
2,89 2,89 2,89 2,89 2,89 2,89 2,88 2,89 2,89 2,89 2,89 0,04
2,88 2,88 2,88 2,88 2,88 2,88 2,88 2,88 2,88 2,87 2,88 0,02
2,87 2,89 2,89 2,89 2,89 2,88 2,88 2,88 2,88 2,87 2,88 0,05
2,89 2,90 2,89 2,89 2,89 2,89 2,88 2,88 2,88 2,88 2,89 0,04
2,88 2,87 2,87 2,86 2,86 2,86 2,85 2,85 2,85 2,87 2,86 0,04
2,86 2,87 2,86 2,86 2,85 2,85 2,85 2,84 - 2,82 2,85 0,08
2,82 2,82 2,81 2,80 2,79 2,78 2,77 2,77 2,76 2,75 2,79 0,09
2,74 2,74 2,73 2,72 2,71 2,70 2,68 2,67 2,73 2,73 2,72 0,12
2,71 2,70 2,69 2,68 2,66 2,62 2,68 0,24
Для первой половины данных (образцы 1 - 53), выходное напряжение остается в диапазоне 2,90 - 2,87 В. Этот диапазон составляет только немногим больше 1% и, следовательно, фактически обеспечивает очень постоянный выходной уровень. (Изменения в этой первой половине данных могут отражать шум в системе, мелкие изменения измерения и так далее). После 85% времени разряда (образцы 1 - 90), среднее напряжение под нагрузкой уменьшилось на 0,15 В от 2,90 В до 2,75 В. Следует понимать, что это гораздо меньшее падение по сравнению с падением, которое бы наблюдалось для более широко используемой литий-ионной аккумуляторной батареи.
Таблица 1 также показывает, что существует дополнительное падение напряжения, равное 0,13 В при потреблении оставшейся емкости аккумуляторной батареи. Снова указанное является гораздо меньшим падением по сравнению с падением, которое бы наблюдалось для более широко используемой литий-ионной аккумуляторной батареи. Кроме того, пользователь обычно с меньшей вероятностью ощутит это падение напряжения после использования 85% емкости аккумуляторной батареи, так как во многих случаях электронная сигарета уже обеспечит некоторое указание (например, предупреждающий световой сигнал) о том, что заряд аккумуляторной батареи находится на сравнительно низком уровне (15% и менее) и, следовательно, пользователь подзарядит электронную сигарету в этой точке (если не раньше). Более того, пользователь с большой вероятностью примет то, что низкий остающийся заряд аккумуляторной батареи может привести к небольшому уменьшению производительности и фактически может принять указанное как подтверждение того, что аккумуляторную батарею нужно подзарядить.
В некоторых случаях напряжение аккумуляторной батареи может быть немного больше в начале работы, в течении первой пары импульсов тока (вдохов) или около того, после начала разряда от полностью разряженного состояния. На фиг. 7 присутствует намек на указанное, то есть очень небольшой подъем у неиспользованной емкости в левом конце графика. Соответственно, в некоторых обстоятельства может быть целесообразно отбросить первые один или два вдоха при оценке начального уровня напряжения. С другой стороны, для протестированной LFP аккумуляторной батареи Таблица 1 показывает, что этот эффект не слишком очевиден или только минимален для измеренного напряжения под нагрузкой даже первого импульса тока.
Правая часть таблицы 1 (показанная в выделенной рамке) содержит два столбца. Первый (левый) столбец из этих столбцов содержит просто средние измерений напряжения для соответствующей строки таблицы. Этот столбец предоставляет ясное указание того, что выходное напряжение примерно постоянно для первой половины времени разряда и далее уменьшается во второй половине времени разряда.
Второй (правый) столбец из столбцов таблицы 1 (самый правый столбец всей таблицы) представляет среднее уменьшение напряжения в каждом импульсе для образцов импульсов в рассматриваемой строке. Таким образом, как упомянуто выше, для каждого импульса были получены три измерения напряжения и во всех случаях присутствует (небольшое) падение выходного напряжения от первого измерения до третьего измерения. Это падение было отдельно вычислено для каждого импульса и далее осуществлено усреднение для образцов импульсов для каждой строки. Указанный самый правый столбец показывает, что в направлении к окончанию времени разряда не только падает средний выход аккумуляторной батареи, но также увеличивается скорость падения в отдельном импульсе. Тем не менее, это дополнительное падение обладает сравнительно меньшей важностью, если желательный профиль мощности в отдельном вдохе в целом соответствует форме, показанной на фиг. 6 - то есть более высокая начальная выходная мощность важна для начального нагревания нагревателя, после чего уменьшенная выходная мощность, в общем, приемлема.
На фиг. 8 показан график, в целом, аналогичный графику с фиг. 7, при этом используется та же самая аккумуляторная батарея, тем не менее, в этот раз ток в импульсах равен 5 А, а не 4 А. Это сравнительно высокий уровень выходного тока, который может понадобиться для этапа начального нагревания, который показан на фиг. 6 (и также помогает компенсировать более низкое напряжение LFP аккумуляторной батареи по сравнению с более широко используемыми аккумуляторными батареями). Как ожидалось, более высокий уровень тока уменьшает общее количество импульсов, которое может быть достигнуто за время разряда (то есть, до разряда аккумуляторной батареи), с 106 для фиг. 7 до 86 для фиг. 8. Тем не менее, за исключением этого, видно, что LFP аккумуляторная батарея снова вырабатывает постоянное и предсказуемое выходное напряжение, которое фактически постоянно для первой половины цикла разрядки и даже далее испытывает сравнительно умеренное падение напряжения в ходе второй половины цикла разрядки. Это подтверждает рассмотрение линий V1, H1, H2 и H3, которые предоставлены на такой же основе, что и для фиг. 7. Заметим, что линия V1, указывающая падение выходного напряжения под нагрузкой, равное 0,16 В, происходит после потребления 0,321 А·ч емкости аккумуляторной батареи, аналогично ситуации с фиг. 7 (где линия V1 была расположена при потреблении 0,317 А·ч емкости).
На фиг. 9 график, в общем, аналогичен графику с фиг. 8, снова с использованием импульсов тока, равного 5А, при этом показан график напряжения (верхняя линия) и тока (нижняя линия) в зависимости от использованной емкости (в Ампер·часах). Аккумуляторная батарея, протестированная на фиг. 9, является элементом питания с литий-марганцевым катодом, а не LFP элементом питания. Форм-фактор литий-марганцевой аккумуляторной батареи представляет собой АА (совпадает с форм-фактором LFP аккумуляторной батареи с фиг. 7 и 8).
Как показано на фиг. 9, достоинство литий-марганцевой аккумуляторной батареи заключается в большей емкости по сравнению с LFP элементом питания с фиг. 7 и 8. В частности, обнаружено, что емкость литий-марганцевой аккумуляторной батареи составляет 0,595 А·ч, что поддерживает 184 импульса тока при 5 А. Тем не менее, профиль изменения напряжения в зависимости от емкости для литий-марганцевой аккумуляторной батареи существенно хуже соответствующего профиля для LFP аккумуляторной батареи, который показан на фиг. 7 и 8. Это можно увидеть по линиям V1, H1, H2 и H3, которые снова наложены на график, при этом Н1 представляет уровень напряжения под нагрузкой при неиспользованной емкости.
Промежуток между линиями Н1, Н2 и Н3 увеличен до 0,21 В (по сравнению с 0,16 В на фиг. 7 и 8 - для отражения большего начального напряжения для литий-марганцевой аккумуляторной батареи по сравнению с LFP аккумуляторной батареей, например, примерно 4,2 В при незамкнутой цепи по сравнению с 3,4 В при незамкнутой цепи). Тем не менее, даже с этим большим промежутком, из расположения линии V1 видно, что напряжение под нагрузкой пересекает линию Н2 (следовательно, присутствует падение, равное 0,21 В от неиспользованной емкости) при использовании только 0,085 А·ч емкости. Это представляет только 14% общей емкости литий-марганцевой аккумуляторной батареи. Действительно, на фиг. 8 для LFP аккумуляторной батареи пересечение с линией Н2 происходит при емкости 0,32 А·ч, так что, хотя LFP аккумуляторная батарея обладает меньшей общей емкостью по сравнению с литий-марганцевой аккумуляторной батареей, она может подавать гораздо большую емкость (как в относительных, так и в абсолютных числах) при примерно постоянном напряжении. Более того, LFP аккумуляторная батарея показывает постоянный уровень выходного напряжения до использования примерно 0,2 А·ч и только тогда начинается падение по направлению к линии Н2. В отличие от сказанного, на фиг. 9 ясно, что выходное напряжение под нагрузкой для литий-марганцевой аккумуляторной батареи начинает падать даже после нескольких первых импульсов тока.
Кроме того, выходное напряжение литий-марганцевой аккумуляторной батареи не только начинает падать при очень малой использованной емкости, но это падение продолжается при расходовании заряда аккумуляторной батареи, так что общее падение напряжения литий-марганцевой аккумуляторной батареи в цикле разрядки гораздо больше чем для LFP аккумуляторной батареи. Например, на фиг. 8 выходное напряжение под нагрузкой достигает линии Н3 (0,32 В ниже начального уровня напряжения) только при полном разряде аккумуляторной батареи (использованная емкость примерно равна 0,36 А·ч). В отличие от сказанного, на фиг. 9 выходное напряжение под нагрузкой достигает линии Н3 (0,42 В ниже начального уровня напряжения) при меньшей использованной емкости, равной примерно 0,24 А·ч, и продолжает падать, по меньшей мере, на такую же величину до полного исчерпания литий-марганцевой аккумуляторной батареи.
Графики с фиг. 7, 8 и 9 подтверждают, что электронная сигарета с LFP аккумуляторной батареей, описанной в настоящем документе, способна обеспечить более последовательную и предсказуемую производительность, особенно в терминах подачи напряжения для работы нагревателя при каждом вдохе, но без участия более дорогой или сложной электроники. Такая аккумуляторная батарея может быть использована в широком круге электронных систем обеспечения пара, например, для испарения содержащих никотин жидкостей или для выработки летучих веществ из полученных из табака материалов (или их производных).
Для отражения различных вопросов и продвижения уровня техники, это изобретение показано путем иллюстрации различных вариантов осуществления изобретения, в которых может быть реализовано заявленное изобретение (изобретения). Достоинства и признаки настоящего изобретения содержатся только в представленных вариантах осуществления изобретения, но их перечень не является исчерпывающим и/или единственно возможным. Они показаны только для помощи в понимании и изучении заявленного изобретения (изобретений). Ясно, что достоинства, варианты осуществления изобретения, примеры, функции, признаки, структуры и/или другие аспекты изобретения не являются ограничениями изобретения, которое определяется формулой изобретения, или ограничениями эквивалентов формулы изобретения, и что могут быть использованы другие варианты осуществления изобретения и без выхода за границы объема настоящего изобретения могут быть предложены различные модификации. Различные варианты осуществления изобретения могут содержать, состоять или, по существу, состоять из различных комбинаций описанных элементов, компонентов, признаков, частей, этапов, способов и так далее, отличающихся от явно описанных в настоящем документе. Это изобретение может содержать другие изобретения, о которых не заявлено в настоящее время, но о которых может быть заявлено в будущем.

Claims (20)

1. Блок управления для электронной системы обеспечения пара, содержащий аккумуляторную батарею для подачи электрической энергии на нагреватель, который используют для выработки пара, при этом указанная аккумуляторная батарея является литий-железо-фосфатной аккумуляторной батареей с катодом из литий-железо-фосфата и выходное напряжение аккумуляторной батареи при 80% разряда из-за последовательных затяжек электронной системы обеспечения пара составляет не более чем на 0,25 В меньше выходного напряжения аккумуляторной батареи при полном заряде, при этом указанная аккумуляторная батарея обладает емкостью в диапазоне 250 - 600 мА·ч для поддержки по меньшей мере 100 затяжек электронной системы обеспечения пара, причем каждая затяжка потребляет из аккумуляторной батареи ток, равный по меньшей мере 2,5 А.
2. Блок по п. 1, дополнительно содержащий датчик для обнаружения вдоха пользователя и контроллер, который выполнен с возможностью запуска подачи электрической энергии из аккумуляторной батареи на нагреватель в ответ на указанное обнаружение.
3. Блок по п. 2, в котором в ответ на указанное обнаружение контроллер выполнен с возможностью обеспечения первого этапа и далее второго этапа подачи электрической энергии из аккумуляторной батареи на нагреватель, при этом первый этап отличается более высоким уровнем электрического тока по сравнению со вторым этапом.
4. Блок по п. 3, в котором первый этап подачи электрической энергии обладает уровнем тока, который равен или больше 3 А.
5. Блок по п. 4, в котором первый этап подачи электрической энергии обладает уровнем тока, который равен или больше 5 А.
6. Блок по любому из пп. 1 - 5, в котором выходное напряжение аккумуляторной батареи при половинном разряде не более чем на 0,1 В меньше выходного напряжения аккумуляторной батареи при полном заряде.
7. Блок по п. 6, в котором выходное напряжение аккумуляторной батареи при половинном разряде не более чем на 0,05 В меньше выходного напряжения аккумуляторной батареи при полном заряде.
8. Блок по любому из пп. 1 - 7, в котором выходное напряжение аккумуляторной батареи при половинном разряде не более чем на 3% меньше выходного напряжения аккумуляторной батареи при полном заряде.
9. Блок управления по п. 8, в котором выходное напряжение аккумуляторной батареи при половинном разряде не более чем на 1,5% меньше выходного напряжения аккумуляторной батареи при полном заряде.
10. Блок по любому из пп. 1 - 9, в котором выходное напряжение аккумуляторной батареи при 80% разряда не более чем на 0,16 В меньше выходного напряжения аккумуляторной батареи при полном заряде.
11. Блок по любому из пп. 1 - 10, в котором выходное напряжение аккумуляторной батареи при 80% разряда не более чем на 6% меньше выходного напряжения аккумуляторной батареи при полном заряде.
12. Блок по любому из пп. 1 - 11, в котором выходное напряжение аккумуляторной батареи является измеряемым под нагрузкой при подаче электрической энергии на нагреватель с целью выработки пара.
13. Блок по п. 12, в котором указанное выходное напряжение аккумуляторной батареи находится в диапазоне 2,6 - 3 В при измерении под нагрузкой.
14. Блок по п. 13, в котором указанное выходное напряжение аккумуляторной батареи составляет примерно 2,8 В при измерении под нагрузкой.
15. Блок по любому из пп. 1 - 11, в котором выходное напряжение аккумуляторной батареи находится в диапазоне 3 - 3,4 В при незамкнутой цепи.
16. Блок по п. 15, в котором указанное выходное напряжение составляет примерно 3,2 В при незамкнутой цепи.
17. Блок по любому из пп. 1 - 16, в котором электрическая энергия является подаваемой из аккумуляторной батареи на нагреватель без компенсации изменения выходного напряжения аккумуляторной батареи в течение цикла разрядки.
18. Электронная система обеспечения пара, содержащая блок управления по любому из пп. 1 - 17 и указанный нагреватель.
19. Система по п. 18, в которой нагреватель расположен в картомайзере, который соединен с блоком управления.
20. Система по п. 18, в которой нагреватель и блок управления объединены в одно устройство.
RU2018106597A 2015-08-25 2016-08-24 Электронная система обеспечения пара RU2682537C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB1515087.3A GB201515087D0 (en) 2015-08-25 2015-08-25 Electronic vapour provision system
GB1515087.3 2015-08-25
PCT/GB2016/052624 WO2017033007A1 (en) 2015-08-25 2016-08-24 Electronic vapour provision system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2682537C1 true RU2682537C1 (ru) 2019-03-19

Family

ID=54292173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018106597A RU2682537C1 (ru) 2015-08-25 2016-08-24 Электронная система обеспечения пара

Country Status (22)

Country Link
US (3) US10806180B2 (ru)
EP (1) EP3341995B9 (ru)
JP (1) JP6983151B2 (ru)
KR (1) KR102044697B1 (ru)
CN (1) CN107925122B (ru)
AU (1) AU2016313251B2 (ru)
BR (1) BR112018003642B1 (ru)
CA (1) CA2994777C (ru)
CL (1) CL2018000498A1 (ru)
ES (1) ES2902496T3 (ru)
GB (1) GB201515087D0 (ru)
HK (1) HK1250420A1 (ru)
HU (1) HUE056720T2 (ru)
MX (1) MX2018002076A (ru)
MY (1) MY187738A (ru)
NZ (1) NZ739404A (ru)
PH (1) PH12018500210A1 (ru)
PL (1) PL3341995T3 (ru)
RU (1) RU2682537C1 (ru)
UA (1) UA120466C2 (ru)
WO (1) WO2017033007A1 (ru)
ZA (1) ZA201800739B (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2742714C1 (ru) * 2019-07-17 2021-02-10 Джапан Тобакко Инк. Блок питания устройства для вдыхания аэрозоля, способ диагностики источника питания устройства для вдыхания аэрозоля, и компьютерно-читаемый носитель, содержащий программу диагностики источника питания устройства для вдыхания аэрозоля

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10244793B2 (en) 2005-07-19 2019-04-02 Juul Labs, Inc. Devices for vaporization of a substance
US10279934B2 (en) 2013-03-15 2019-05-07 Juul Labs, Inc. Fillable vaporizer cartridge and method of filling
AU2014369867A1 (en) 2013-12-23 2016-06-16 Juul Labs, Inc. Vaporization device systems and methods
US10076139B2 (en) 2013-12-23 2018-09-18 Juul Labs, Inc. Vaporizer apparatus
US10159282B2 (en) 2013-12-23 2018-12-25 Juul Labs, Inc. Cartridge for use with a vaporizer device
US20160366947A1 (en) 2013-12-23 2016-12-22 James Monsees Vaporizer apparatus
USD842536S1 (en) 2016-07-28 2019-03-05 Juul Labs, Inc. Vaporizer cartridge
US10058129B2 (en) 2013-12-23 2018-08-28 Juul Labs, Inc. Vaporization device systems and methods
USD825102S1 (en) 2016-07-28 2018-08-07 Juul Labs, Inc. Vaporizer device with cartridge
GB201410171D0 (en) 2014-06-09 2014-07-23 Nicoventures Holdings Ltd Electronic vapour provision system
EP3821735A1 (en) 2014-12-05 2021-05-19 Juul Labs, Inc. Calibrated dose control
GB201515087D0 (en) 2015-08-25 2015-10-07 Nicoventures Holdings Ltd Electronic vapour provision system
MX2018009702A (es) 2016-02-11 2019-07-08 Juul Labs Inc Cartucho rellenable de vaporizador y metodo de relleno.
BR112018016402B1 (pt) 2016-02-11 2023-12-19 Juul Labs, Inc Cartuchos de fixação segura para dispositivos vaporizadores
US10405582B2 (en) 2016-03-10 2019-09-10 Pax Labs, Inc. Vaporization device with lip sensing
USD849996S1 (en) 2016-06-16 2019-05-28 Pax Labs, Inc. Vaporizer cartridge
USD851830S1 (en) 2016-06-23 2019-06-18 Pax Labs, Inc. Combined vaporizer tamp and pick tool
USD836541S1 (en) 2016-06-23 2018-12-25 Pax Labs, Inc. Charging device
US20180070633A1 (en) * 2016-09-09 2018-03-15 Rai Strategic Holdings, Inc. Power source for an aerosol delivery device
GB201709201D0 (en) * 2017-06-09 2017-07-26 Nicoventures Holdings Ltd Electronic aerosol provision system
USD887632S1 (en) 2017-09-14 2020-06-16 Pax Labs, Inc. Vaporizer cartridge
WO2019066228A1 (ko) * 2017-09-26 2019-04-04 주식회사 케이티앤지 에어로졸 생성장치의 히터에 공급되는 배터리의 전력을 제어하는 방법 및 그 에어로졸 생성장치
KR102131278B1 (ko) * 2017-09-26 2020-07-07 주식회사 케이티앤지 에어로졸 생성장치의 히터에 공급되는 배터리의 전력을 제어하는 방법 및 그 에어로졸 생성장치
US20190274354A1 (en) * 2018-03-09 2019-09-12 Rai Strategic Holdings, Inc. Electronically heated heat-not-burn smoking article
WO2019186666A1 (ja) * 2018-03-26 2019-10-03 日本たばこ産業株式会社 エアロゾル生成装置及び制御方法並びにプログラム
US11666086B2 (en) * 2018-05-29 2023-06-06 Juul Labs, Inc. Vaporizer cartridge for a vaporizer
JP2022502022A (ja) * 2018-09-24 2022-01-11 ジェイティー インターナショナル エス.エイ.JT International S.A. デュアルバッテリー電子タバコ
JP6681963B1 (ja) * 2018-10-31 2020-04-15 日本たばこ産業株式会社 エアロゾル吸引器用の電源ユニット、その制御方法及び制御プログラム
EP3711530A1 (en) * 2019-03-22 2020-09-23 Nerudia Limited Smoking substitute system
WO2020199217A1 (en) * 2019-04-04 2020-10-08 Nicoventures Trading Limited Apparatus for heating aerosolisable material and method of arranging an apparatus
US10953726B2 (en) * 2019-04-23 2021-03-23 GM Global Technology Operations LLC Battery thermal management
CN210988231U (zh) * 2019-05-16 2020-07-14 厦门蜂涛陶瓷有限公司 非接触式电子烟加热器
GB202000139D0 (en) * 2020-01-07 2020-02-19 Nicoventures Trading Ltd Aerosol provision systems
CN111671158A (zh) * 2020-07-24 2020-09-18 上海烟草集团有限责任公司 一种电子烟具辅助开发装置
CN112841753B (zh) * 2020-12-31 2022-06-07 四川三联新材料有限公司 发热体控温方法、温度控制装置及气溶胶生成装置
WO2022241643A1 (zh) * 2021-05-18 2022-11-24 深圳麦克韦尔科技有限公司 一种电子雾化装置的驱动电路以及电子雾化装置
CN115365043A (zh) * 2021-05-18 2022-11-22 深圳麦克韦尔科技有限公司 传感装置、电子雾化装置的驱动电路以及电子雾化装置
WO2024047243A1 (en) * 2022-09-02 2024-03-07 Philip Morris Products S.A. Aerosol-generating device with usage limitation

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2701268A1 (en) * 2012-08-24 2014-02-26 Philip Morris Products S.A. Portable electronic system including charging device and method of charging a secondary battery
WO2015107551A2 (en) * 2014-01-17 2015-07-23 Godfrey Phillips India Limited Lithium ion battery for electronic devices
US20150230521A1 (en) * 2011-12-30 2015-08-20 Philip Morris Products S.A. Aerosol generating device with air flow detection

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5144962A (en) * 1989-12-01 1992-09-08 Philip Morris Incorporated Flavor-delivery article
JP2010027409A (ja) * 2008-07-21 2010-02-04 Toyota Motor Corp リチウムイオン二次電池
EP2253233A1 (en) * 2009-05-21 2010-11-24 Philip Morris Products S.A. An electrically heated smoking system
EP2454956A1 (en) 2010-11-19 2012-05-23 Philip Morris Products S.A. An electrically heated smoking system comprising at least two units
JP6030580B2 (ja) * 2011-02-09 2016-11-24 エスアイエス・リソーシズ・リミテッド 可変出力制御電子タバコ
CN204204933U (zh) * 2011-07-24 2015-03-11 株式会社牧田 电动工具***或套件
CN107183785A (zh) * 2011-09-14 2017-09-22 美国诗福佳有限公司 蒸气输送装置
JP5590576B2 (ja) * 2011-10-14 2014-09-17 独立行政法人産業技術総合研究所 蓄電デバイス用電極の製造方法、および、蓄電デバイス
CA2856321C (en) 2011-11-21 2020-04-28 Philip Morris Products S.A. Ejector for an aerosol-generating device
JP5765811B2 (ja) 2011-12-19 2015-08-19 太平洋セメント株式会社 リン酸鉄リチウム系正極活物質の製造方法
US20130255702A1 (en) * 2012-03-28 2013-10-03 R.J. Reynolds Tobacco Company Smoking article incorporating a conductive substrate
GB2502053B (en) * 2012-05-14 2014-09-24 Nicoventures Holdings Ltd Electronic smoking device
RU2621468C1 (ru) * 2012-09-11 2017-06-06 Филип Моррис Продактс С.А. Устройство и способ для управления электрическим нагревателем для ограничения температуры
US9402422B2 (en) 2013-11-01 2016-08-02 Yuval Shenkal Hybrid e-cigarette/vaporizer with exhale filter capability
JP6444418B2 (ja) 2013-12-31 2018-12-26 フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム エアロゾル発生装置、およびエアロゾル発生装置で使用するためのカプセル
HUE051726T2 (hu) 2014-02-10 2021-03-29 Philip Morris Products Sa Fluidum-áteresztõ melegítõ részegységgel rendelkezõ aeroszol-fejlesztõ rendszer
CN203789154U (zh) * 2014-02-11 2014-08-27 深圳市合元科技有限公司 电子烟
WO2015127429A1 (en) * 2014-02-24 2015-08-27 Arash Sabet Electronic cigarette charging systems integration with cell phone case
EP3136891B1 (en) 2014-04-30 2019-10-02 Philip Morris Products S.a.s. A container having a heater for an aerosol-generating device, and aerosol-generating device
ES2799736T3 (es) * 2014-05-20 2020-12-21 Hydro Quebec Electrodo para batería fotovoltaica
TWI660685B (zh) 2014-05-21 2019-06-01 瑞士商菲利浦莫里斯製品股份有限公司 電熱式氣溶膠產生系統及用於此系統中之匣筒
CN104055224B (zh) * 2014-06-09 2017-01-11 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种用于电子烟的集成电路及电子烟
CN204116873U (zh) * 2014-09-24 2015-01-21 庭永陆 电子烟控制器
PL3236787T3 (pl) * 2014-12-25 2023-09-11 Fontem Ventures B.V. Dynamiczne zarządzanie mocą wyjściową dla elektronicznego urządzenia do palenia
GB201515087D0 (en) * 2015-08-25 2015-10-07 Nicoventures Holdings Ltd Electronic vapour provision system
US10326117B1 (en) * 2016-03-11 2019-06-18 SimpliPhi Power, Incorporated Method of making a battery having a folded architecture
EP3367483A1 (de) * 2017-02-23 2018-08-29 Alevo International, S.A. Wiederaufladbare batteriezelle mit einem separator
US10749177B2 (en) * 2018-07-17 2020-08-18 Guangxi Nowphene Energy Storage Technologies Co., Ltd Method of synthesizing phosphate salt of high purity for preparation of electrode material
CN110226778A (zh) * 2019-06-27 2019-09-13 深圳雾芯科技有限公司 电子雾化器、电子雾化器装置主体及电子雾化器装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150230521A1 (en) * 2011-12-30 2015-08-20 Philip Morris Products S.A. Aerosol generating device with air flow detection
EP2701268A1 (en) * 2012-08-24 2014-02-26 Philip Morris Products S.A. Portable electronic system including charging device and method of charging a secondary battery
WO2015107551A2 (en) * 2014-01-17 2015-07-23 Godfrey Phillips India Limited Lithium ion battery for electronic devices

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2742714C1 (ru) * 2019-07-17 2021-02-10 Джапан Тобакко Инк. Блок питания устройства для вдыхания аэрозоля, способ диагностики источника питания устройства для вдыхания аэрозоля, и компьютерно-читаемый носитель, содержащий программу диагностики источника питания устройства для вдыхания аэрозоля

Also Published As

Publication number Publication date
CL2018000498A1 (es) 2018-08-24
PH12018500210A1 (en) 2018-07-30
CA2994777C (en) 2020-06-16
ES2902496T3 (es) 2022-03-28
HUE056720T2 (hu) 2022-03-28
JP2018528769A (ja) 2018-10-04
AU2016313251B2 (en) 2019-12-05
KR102044697B1 (ko) 2019-12-02
CA2994777A1 (en) 2017-03-02
BR112018003642A2 (pt) 2018-09-25
US20230318024A1 (en) 2023-10-05
EP3341995B9 (en) 2022-03-30
US20210137172A1 (en) 2021-05-13
US11710848B2 (en) 2023-07-25
GB201515087D0 (en) 2015-10-07
WO2017033007A1 (en) 2017-03-02
MX2018002076A (es) 2018-06-06
EP3341995A1 (en) 2018-07-04
KR20180033564A (ko) 2018-04-03
EP3341995B1 (en) 2021-11-24
CN107925122B (zh) 2020-07-28
PL3341995T3 (pl) 2022-05-02
JP6983151B2 (ja) 2021-12-17
US20180242635A1 (en) 2018-08-30
CN107925122A (zh) 2018-04-17
MY187738A (en) 2021-10-18
AU2016313251A1 (en) 2018-02-22
UA120466C2 (uk) 2019-12-10
ZA201800739B (en) 2020-08-26
US10806180B2 (en) 2020-10-20
HK1250420A1 (zh) 2018-12-14
NZ739404A (en) 2019-06-28
BR112018003642B1 (pt) 2023-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2682537C1 (ru) Электронная система обеспечения пара
US11245281B2 (en) Electrically operated aerosol-generating system with a rechargeable power supply
RU2728771C2 (ru) Зарядное устройство для устройства доставки аэрозоля
CA3079160C (en) Battery unit, flavor inhaler, method for controlling battery unit, and program
US10537137B2 (en) Rechargeable lithium-ion battery for an aerosol delivery device
CA3079154C (en) Inhalation component generation device, system, control method, and program
US20200237015A1 (en) Battery unit, flavor inhaler, method for controlling battery unit, and program
EA041162B1 (ru) Батарейный блок, устройство для вдыхания ароматизирующего вещества, способ управления батарейным блоком и программа
NZ747462A (en) An electrically operated aerosol-generating system with a rechargeable power supply

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20210512