專利名稱：用于平衡便攜式設備之間的能量的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及供應能量到便攜式電子設備。尤其是，本發(fā)明涉及兩 個或者多個移動設備的能量儲存器之間的雙向平衡能量，使得存儲 在 一 個設備中的能量可以在其他設備中共享。
背景技術：
現今，越來越多的人們出于各種目的使用移動設備。移動設備用 戶可以具有多個同時使用的移動設備。通常每個移動設備具有可充 電的能量儲存器，諸如電池，其通過專門為設備或者設備的電池設 計的充電設備來獲得能量以存儲在儲存器中。圖l是根據現有技術
進行充電的設備的示意性圖示。當移動設備100需要對其電池130 進行充電時，其通過進口連接器110連接到直流(DC)電源200。 DC電源可以是電源適配器。適配器具有輸入端和輸出端。輸入端插 入到常規(guī)交流(AC)電源插座(100-240VAC)。輸出端具有蓄電 (連接器)或者非蓄電(感應場)連接點，其插入進或者耦合到設 備100的進口連接器(插孔)110。來自適配器200的DC電流對移 動設備100的電池130進行充電。移動設備通常還包含一個或者多 個設備電路140，其由電池130進行供電。從進口插孔110到電池 130的導電連接可以進一步包含控制元件120,當電池滿時，其可以 斷開充電電流。對于許多傳統(tǒng)移動設備，控制元件120僅僅是一個 開關。充電電流^又在一個方向上流動，即從電源到設備。通常地，
適配器可能無法用于對不是針對其設計的設備進行充電。
上述布置存在一些問題。有時攜帶多個設備的用戶可能發(fā)現一些 設備充滿電并且準備好使用，其他處于低電池水平。如果用戶正在旅行，為了對所有設備進行充電，只得隨身攜帶針對這些設備的所 有充電器。用戶必須確保這些充電器正確地工作，因為在邊遠地區(qū)， A C插座可能具有不同的線電壓或者不同的插頭設計，這將使得充電
配器不可獲得或者不可用的情況下，期望設備能夠從另一設備的能 量儲存器或者從諸如電池組的便攜式能量源獲得能量。這意味著設 備中之一將能夠作為"贈與方"以提供其存儲的能量給其他設備。
因此，需要一種能夠平衡或者共享兩個或者多個移動設備之間的 能量儲存器的方法。優(yōu)選地，用于執(zhí)行方法的設備是簡單并且緊湊 的單元，以及可以集成到移動設備中。

發(fā)明內容
在本發(fā)明的第 一 方面中，提供了 一種方法。該方法包括以下步驟 確定第 一設備中的第 一 能量儲存器的一個或者多個參數以及第二設
備中的第二能量儲存器的相應參數的值；以及設置用于在第一能量 儲存器和第二能量儲存器之間傳送能量的方向。
在該方法中， 一個或者多個參數可以包括電壓，以及用于在第一 能量儲存器和第二能量儲存器之間傳送能量的方向基于第一能量儲 存器的電壓和第二能量儲存器的電壓而設置。
或者，在該方法中，用于在第一能量儲存器和第二能量儲存器之 間傳送能量的方向可以基于來自用戶的輸入而設置。
或者，在該方法中， 一 個或者多個參數可以包括充電的最大狀態(tài)、 最大電壓、充電的當前狀態(tài)、當前電壓以及當前能量損耗中的一個 或者多個，以及用于在第一能量儲存器和第二能量儲存器之間傳送 能量的方向是基于在第一設備和第二設備之間的設備-到-設備通信 中獲得的第一能量儲存器和第二能量儲存器的一個或者多個所述參 數的值而設置。
在該方法中， 一種用于執(zhí)行該方法的設備可以在第 一設備中的第 一能量儲存器、電負載、以及第二能量儲存器之間互連。該方法可以進一步包括以下步驟確定來自第二能量儲存器的能量流是將被 引導到第一能量儲存器、電負載、還是將要在第一能量儲存器和電 負載之間共享。
在本發(fā)明的第二方面中，提供了一種設備，其連接在第一設備中 的第 一 能量儲存器和第二設備中的第二能量儲存器之間。該設備包 括用于確定第一能量儲存器的一個或者多個參數和第二能量儲存器 的相應參數的值的裝置，以及用于設置用于在第一能量儲存器和第 二能量儲存器之間傳送能量的方向的裝置。
在該設備中， 一個或者多個參數可以包括電壓，以及用于設置用 于在第一能量儲存器和第二能量儲存器之間傳送能量的方向的裝置 可以包括用于基于第一能量儲存器和第二能量儲存器的電壓而設置 方向的裝置。
或者，該設備可以進一步包括用戶接口 ，以及用于設置用于在第 一能量儲存器和第二能量儲存器之間傳送能量的方向的裝置可以包 括用于基于來自用戶通過用戶接口到設備的輸入而設置方向的裝置。
用戶接口可以是連接第 一設備的第 一 能量儲存器和第二設備的 第二能量儲存器的導體。該導體可以包括用于僅允許從第一設備傳 送能量到第二設備或者從第二設備傳送能量到第一設備的裝置。
在該設備中， 一個或者多個參數可以包括充電的最大狀態(tài)、最大 電壓、充電的當前狀態(tài)、當前電壓以及當前能量損耗中的一個或者 多個。用于設置用于傳送能量的方向的裝置可以包括用于基于在第 一設備和第二設備之間的設備-到-設備通信中獲得的第 一 能量儲存 器和第二能量儲存器的一個或者多個所述參數的值而設置方向的裝置。
該設備可以與第一設備相關聯，并且用于確定第一能量儲存器的 一個或者多個參數和第二能量儲存器的相應參數的裝置可以包括用 于與第二設備進行通信以便獲得第二能量儲存器的一個或者多個參 數的值的裝置。該設備可以在第 一設備中的第 一 能量儲存器、第 一設備中的電負 載、以及第二設備中的第二能量儲存器之間互連。該設備可以進一 步包括用于確定來自第二能量儲存器的能量流是將要引導到第一能 量儲存器、電負載、還是將要在第一能量儲存器和電負載之間共享
的裝置。
在本發(fā)明的第三方面中，提供了一種雙向充電接口 ，其通信地耦 合在第 一設備中的第 一 能量儲存器和第二設備中的第二能量儲存器 之間。該接口包括第一能量通路，用于將能量流從第二能量儲存器
傳導到第一能量儲存器；第二能量通路，用于將能量流從第一能量 儲存器傳導到第二能量儲存器；以及控制單元，用于確定第一能量 儲存器的一個或者多個參數和第二能量儲存器的相應參數的值，以 及用于通過第一能量通路或者第二能量通路建立第一能量儲存器和 第二能量儲存器之間的能量傳送。
雙向充電接口可以進一步包括用戶接口 ，用于接收到控制單元的 用戶的輸入，該輸入確定第 一 能量儲存器和第二能量儲存器之間的 能量傳送將通過第一能量通路或第二能量通路執(zhí)行。
該接口可以與第 一 設備相關聯，并且控制單元能夠用于通過與第 二設備中的第二雙向接口進行的設備-到-設備通信來確定第一能量 儲存器的一個或者多個參數和第二能量儲存器的相應參數的值，以 及用于基于設備-到-設備通信的結果來建立通過第一能量通路或者 第二能量通路的第一能量儲存器和第二能量儲存器之間能量的傳 送。
接口可以在第 一設備中的第 一 能量儲存器、第 一設備中的電負 載、以及第二設備中的第二能量儲存器之間互連。接口可以進一步 包括狀態(tài)切換單元，其由控制單元操作，用于確定來自第二能量儲 存器的能量流是將要引導到第一能量儲存器、電負載、還是將要在 第一能量儲存器和電負載之間共享。
提供了一種設備，其包括雙向充電接口。該設備可以是移動電子 設備。
12提供了一種便攜電池組，其包括一個或者多個雙向充電接口。 一 個或者多個雙向充電接口中的每個接口可獨立連接到第二設備，用 于在電池組和第二設備之間傳送能量。
在本發(fā)明的第四方面中，提供了一種計算機程序產品。該產品包 括計算機可讀存儲結構，其包含在其上的計算機程序代碼，用于由 設備中的計算機處理器執(zhí)行，所述設備與第二設備連接，用于經由 雙向充電接口平衡該設備和第二設備之間的能量。該產品包括用于 確定該設備中的第一能量儲存器的一個或者多個參數和第二設備中 的第二能量儲存器的相應參數的值的指令，以及用于設置用于在第 一能量儲存器和第二能量儲存器之間傳送能量的方向的指令。
在計算機程序產品中， 一個或者多個參數可以包括電壓，并且用 于設置用于第一能量儲存器和第二能量儲存器之間傳送能量的方向 的指令可以包括用于基于第一能量儲存器和第二能量儲存器的電壓 設置用于傳送能量的方向的指令。
在計算機程序產品中， 一 個或者多個參數可以包括充電的最大狀 態(tài)、最大電壓、充電的當前狀態(tài)、當前電壓以及當前能量損耗，以 及用于設置用于傳送能量的方向的指令可以包括用于基于在設備和 第二設備之間的設備-到-設備通信中獲得的第 一 能量儲存器和第二 能量儲存器的一個或者多個所述參數來設置方向的指令。
雙向充電接口可以在第二能量儲存器、第一能量儲存器以及設備 中的電負載之間互連。該產品可以進一步包括用于確定來自第二能 量儲存器的能量流是將要引導到第一能量儲存器、電負載還是將要 在第一能量儲存器和電負載之間共享。


根據下文詳細描述并結合附圖，本發(fā)明的上述和其他目的、特征
以及優(yōu)勢將變得明顯，在附圖中
圖1是根據現有技術對移動設備的電池進行充電的示意圖； 圖2 (a)是根據本發(fā)明的第一實施方式結合有雙向充電接口的移動設備的示意圖2 (b)是根據本發(fā)明的第一實施方式的雙向充電接口的框圖； 圖3是連接到傳統(tǒng)移動設備以將能量提供給傳統(tǒng)移動設備的移
動設備的示意圖4是連接到另一移動設備以自動或者根據用戶的意圖平衡設
備之間能量的移動設備的示意圖5 (a)和圖5 (b)是用于兩個移動設備彼此連接以及根據設
備-到-設備通信的結果平衡能量的步驟；
圖6 (a)是根據用戶的意圖在兩個設備之間平衡能量的示意圖； 圖6 (b)是用于在兩個設備之間傳送能量的電纜；該電纜標記
有能量流方向；
圖7是用于根據本發(fā)明的第一實施方式平衡兩個設備之間能量 的方法的流程圖8 (a)是根據本發(fā)明的第二實施方式結合有雙向充電接口的 移動設備的示意圖8 (b)是根據本發(fā)明的第二實施方式的雙向充電接口的框圖9 (a) - (d)是根據本發(fā)明的第二實施方式的雙向充電接口的 狀態(tài)配置；
圖10是用于根據本發(fā)明的第二實施方式平衡兩個設備之間的能 量的方法的流程圖；以及
圖11是具有多個雙向充電接口以獨立地平衡一個或者多個移動 設備的能量的便攜電池組的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供了 一種簡單并且緊湊方式以平衡和共享兩個或者多 個移動設備的能量儲存器之間的能量。提供了雙向充電接口，其可 以并入移動設備或者諸如電池組的便攜能量源中。在使用根據下文 公開的本發(fā)明中，可以將便攜電池組作為移動設備處理，即使其不 具有用于執(zhí)行移動設備的功能的電路。本發(fā)明在下文示例性實施方式中7>開。 本發(fā)明的第一實施方式
如圖2(a)中所示，移動設備300包括電源入口插孔110，其用 于接收來自外部能量源的充電電流或者用于將充電電流提供到外部 接收方設備， 一個或者多個電路140 (電負載)，用于執(zhí)行移動設備 的功能，能量儲存器諸如可再充電電池130,用于將電能量提供到電 路，以及連接在電源入口插孔110和電池130/電路140之間的雙向 充電4姿口 320。
如圖2(b)中所示，雙向充電接口 320包括兩個能量通路，即 并聯的向內通路322和向外通路323,控制單元321以及可選地包括 用戶接口 324?？刂茊卧?21能夠控制向內通路322和向外通路323 的操作，從而設置在電源入口插孔110和電池130之間的能量流的 方向。控制單元還可以能夠執(zhí)行與另一個這種雙向充電接口的設備-到-設備通信。用戶接口 324能夠接收到控制單元321的用戶的輸入 以便控制向內通路322和向外通路323的操作。
還在如圖2 (b)中所示，雙向充電接口 320具有輸入端，其連 接到電源入口插孔IIO,以及輸出端，其連接到電池130的接頭。針 對上述設備-到-設備通信，接口之間的通信信號可以由傳導充電電流 的同一電連接攜帶。在向內方向中，雙向充電接口 320充當從電源 入口 110到電池130和設備電路140的外部能量流的入口 。在向外 方向中，其提供了從電池130到入口插孔110的充電電流，存儲在 電池130中的能量從該處流向另一設備的能量儲存器或者電路。
能量流的方向的確定基于三種方式(1)基于電池和另一設備 中能量儲存器(諸如電池)的能量級，(2)基于雙向充電接口和另 一設備中的另 一 雙向充電接口之間的設備-到-設備通信的結果，以及 (3)基于用戶的意圖。每種方法用下文示例來說明。
示例1:平衡具有雙向充電接口的設備和另一不具有該接口的i殳備之間的能量
如圖3所示，具有雙向充電接口 320的移動設備300 (設備B) 連接到另一移動設備100 (設備A)。設備A不具有雙向充電接口 和關于其電池特性與另 一設備通信的能力。設備A僅具有單向充電 接口 (諸如切換單元120)，其僅允許充電電流流到設備的電池中。 設備A和設備B通過在它們各自的電源入口插孔110a和110b處的 充電電纜150彼此連接。設備A的能量級(由諸如電池電壓的可測 量參數表示)由設備B通過設備B的雙向充電接口4企測。假定設備 A的電池電壓低于"i殳備B的電池電壓，則雙向充電4^口 320的控制 單元自動地引導充電電流從設備B流到設備A (接口 320中的向外 通路打開，在圖3中表示為未劃叉的向外箭頭，并且向內通路關閉， 在圖中表示為劃叉的箭頭)。對設備A的電池進行充電直到設備A 的切換單元120切斷電流(當i殳備A的電池已滿)或者直到雙向充 電接口 320切斷電流(當設備A的電池電壓達到某個級別)。
在此示例中，不存在設備-到-設備通信，即使雙向充電接口 320 能夠初始化這種通信。來自設備B的通信請求將不產生任何有意義 的來自設備A的響應。作為替代，設備B檢測電纜150的連接和設 備A的負載，獲得設備A的電壓級，以及初始化從設備B到設備A 的能量傳送?？捎糜谠O備B的關于設備A的僅一個參數是設備A的 電池電壓，以及i殳備B基于設備B和i殳備A的電池電壓之間的差初 始化充電。
在許多情況下，電壓自身不是用于設置充電方向的良好指示?？?能的是，這樣確定的贈與方設備具有滿的低容量電池(具有高視在 電池電壓)，但存儲在其中的能量的量對高容量接收方電池是沒有 意義的。
示例2:平tf每個都具有雙向充電接口的兩個設備之間的能量
如圖4中所示，第一設備300a (設備1 )和第二設備300b (設 備2 )彼此連接以平衡設備之間的能量，兩者都具有本發(fā)明的雙向充電接口 ( 320a和320b)。能量流的方向可以從設備1到設備2，或 者從設備2到設備1，這取決于來自兩個接口之間的設備-到-設備通 信的結果。設備1和設備2通過在它們各自的電源入口插孔處的充 電電纜150彼此連接。充電電纜150攜帶兩個設備之間的通信信號， 以及充電電流。
在圖5 (a)和圖5 (b)中示出了確定電流流動方向的步驟。如 圖5(a)中所示，開始，充電電纜150的一端插入到設備1的電源 入口插孔110a中。設備1的雙向充電接口 320a檢測電纜150并且 將充電電流方向設置為朝向插孔110a (向外通^4丁開并且向內通^各 關閉，如圖5 (a)中的箭頭所示)。電纜150充有對應于設備1的 電池電壓的電壓。
接下來，如圖5(b)所示，電纜150的另一端插入設備2的電 源入口插孔l]Ob。設備1的接口 320a檢測負載。設備2的接口 320b 還沖全測電纜已經插入入口插孔110b和由電纜150攜帶的電壓。接口 320b (或者320a)發(fā)起通信請求。接口 320a (或者320b )響應于該 請求。如果響應有效，則建立兩個接口 320a和320b之間的i殳備-到-設備通信鏈路。進一步在通信中，交換關于設備的兩個能量儲存器 的信息。該信息可以包括指示儲存器的條件和特征的各種參數。特 征參數包括電池類別、容量(例如充電的最大狀態(tài)(以瓦特x小時 為單位)、最大電壓等。條件參數包括使用期、電池是否需要更換、 充電的當前狀態(tài)、當前電壓、當前能量損耗等?；谠撔畔ⅲ瑑蓚€ 接口對源(贈與方)設備和目標(接收方)設備、能量平衡(即從 源設備到目標設備的功率(以瓦特為單位)和能量(以瓦特x小時 為單位)方面中的最大排量(drain))以及其他參數達成一致。
在圖5 (b)中示出了達成一致的接口配置，其中當接口 320b的 向外通路和接口 320a的向內通路兩者都打開并且處于相反方向的通 路兩者都關閉時，充電電流從設備2流到i殳備1。
如果，在設備-到-設備通信中，發(fā)現設備中之一 (諸如設備1 ) 的能量儲存器已經用盡，則另一設備(諸如設備2)的接口自動將該
17設備(設備1 )視為具有單向充電接口 。這樣，充電電流僅允許從設
備2流到設備1。
綜上所述，當兩個設備彼此連接以便平衡它們的電池中的能量 時，一個設備中的雙向充電接口初始化與另一設備中的另一雙向充 電接口的設備-到-設備通信。通信開始于一個接口將通信請求發(fā)送到 另 一接口并且等待來自于另 一接口的答復。如果接收到有效答復，
則該接口請求另 一 接口發(fā)送關于另 一 設備的能量儲存器的 一 個或者 多個參數。其對比另 一儲存器的參數與其自身能量儲存器的參數， 以及確定傳送能量的方向。通信信號可以通過連接兩個設備的電纜 來傳導。同一電纜還用于傳導能量流。
示例3:基于用戶的輸入在兩個設備之間傳送能量
在兩個設備之間傳送能量的方向還可以通過到設備之一的用戶 的輸入來設置，或者通過使用僅允許電流在一個方向中流動的特定 設計的電纜來設置。
例如，利用具有雙向充電接口的設備中的至少一個設備，通過使 用雙向充電接口的用戶接口，用戶可以啟動或者停止能量傳送，或 者改變電流流動方向(如果可以)。通過用戶輸入設置的方向可以 取代如先前示例中通過接口自動設置的充電方向。如圖6(a)中所 示，其中設備1和設備2兩者都具有雙向充電接口 ，通過將輸入提 供到設備1或者設備2中的用戶接口 ，用戶引導能量流從設備1到 設備2。
可替換地，用戶關于設置充電方向的意圖可以通過使用特定設計 的電流導體諸如充電電纜來建立。充電電纜是單向的。當連接在兩 個設備之間時，其僅允許充電電流從一個設備流到另一設備，但是 不能反向。電纜可以包括整流電路，其允許在正確方向上的電流通 過并且阻止相反方向上的電流。其還可以包含模擬或者數字檢測裝 置以便檢測兩端處的負載。如圖6(b)中所示，這種充電電纜150a 看起來是常規(guī)連接器，但是嵌入有電路并且用指示電流流動方向的箭頭標記，以便用戶容易理解。
如果設備2的能量儲存器具有較高電壓并且設備1的能量儲存器 具有較低電壓，如果設備1具有切換模式充電電路，其可以提升設
備2的充電入口處的電壓到超過設備2的能量儲存器的電壓，則仍 可以引導充電電流從設備1到設備2，以便對設備2的能量儲存器進 行充電。
圖7中示出了上述實施方式的流程圖。在步驟610中，第一設備 檢測充電電纜的 一端插入其電源入口插孔中。其將充電接口設置成 向外方向。在步驟620中，第一設備將電壓供應到充電電纜。電壓 對應于第一設備的電池電壓。在步驟630中，當充電電纜的另一端 插入到第二設備中時，第一設備檢測負載。其初始化與第二設備的 通信請求。在步驟640中，第一設備確定第二設備的電池是否低于 預設限度，或者第二設備是否不允許雙向充電。如果第二設備的電 池低于預設限度，或者第二設備不允許雙向充電(例如，由第一設 備請求用于建立與第二設備的通信沒有產生有效的響應)，則在步 驟650中，利用來自第一設備的能量對第二設備進行充電?；蛘咴?另一方面，如果第二設備允許雙向充電，即其雙向充電接口響應于
通信請求并且第二設備的電池未用盡，則在步驟660中，第一設備 進一步與第二設備通信以便發(fā)現彼此的容量和特征，并且設置充電
方向和其他參數。最后，在步驟670中，達成協(xié)議并且根據通信協(xié) 議或者可替換地根據從設備之任一 的用戶接口輸入的用戶的指令而 對第 一設備或者第二設備進行充電。
本發(fā)明的第二實施方式
圖8 ( a)示出了根據本發(fā)明的第二實施方式并入有雙向充電接 口 420的移動i殳備400。移動i殳備400包4舌電源入口插孔110，該電 源入口插孔110用于接收來自外部能量源的充電電流或者用于將充 電電流提供到外部接收方設備，用于執(zhí)行移動設備的功能的 一 個或 者多個電^各140(電負載)、可充電電池130以及雙向充電4妄口 420。如圖8(b)所示，雙向充電接口 420包括向內通路422、向外通 路423、控制單元421、狀態(tài)切換單元(SSU) 424，用于可選擇地引 導向內電流到電池130或者到電路140或者到兩者，以及可選地， 用于接收到接口的用戶的輸入的用戶接口 425?？刂茊卧?21能夠控 制向內通路422和向外通路423的操作，能夠控制狀態(tài)切換單元424 的操作，以及能夠傳導與另 一此類雙向充電接口的設備-到-設備通 信。向內通路422的一端連接到入口插孔110并且另一端連接到狀 態(tài)切換單元424。向外通路控制423的一端也連接到入口插孔110 并且另一端連接到電池130。狀態(tài)切換單元424具有連接向內通路 422的一個輸入端和分別連接電池130和電路140的兩個輸出端。狀 態(tài)切換單元具有四個狀態(tài)(參見圖9 (a) - (d)):
0:(默認)電池和電路彼此連接，電池對電路供電，沒有進入 的充電電流，當向外通路打開時，電池可以將能量提供到另一設備 (圖9 (a))。
1:向內通路打開，進入的充電電流引導到電池并且僅對電池進 行充電(圖9 (b))。
2:向內通路打開并且電池是滿的，進入的充電電流引導到電路 并且電路通過使用外部電源進行操作(圖9 (c))。
3:向內通路打開，進入的充電電流在電路和電池之間進行劃分 (圖9 (d))。
如圖9(a)中所示，當移動設備的電池被引導用于將充電電流 供應到另一設備時，向外通路打開并且向內通路關閉。因此能量流 流出電池。同時，狀態(tài)切換單元設置為默認0,這意味著設備的電路 連接到電池并且可以在電池將電能供應到另 一設備時使用。
如圖9(b)中所示，當需要對移動設備的電池充電時，向外通 路關閉并且向內通路打開。狀態(tài)切換單元通過切換到狀態(tài)1將進入 的充電電流引導到電池。這樣，將電流僅供應到電池以便電池的快 速充電。
如圖9(c)中所示，當電池是滿的時，狀態(tài)切換單元切換到狀態(tài)2。設備的電路與外部電源連接以執(zhí)行其功能。存儲在電池中的能
量被保存。
如圖9(d)中所示，最后一種狀態(tài)，即狀態(tài)3，是進入的充電電 流在電池和電路之間共享，這樣狀態(tài)切換單元具有與默認狀態(tài)0相 同的連接，但是向內通路打開并且向外通路關閉。該設備可以在外 部能量源正在對設備的電池進行充電時使用。
當設備沒有連接到另 一設備或者充電器時，狀態(tài)切換單元的狀態(tài) 總是處于默認0。
狀態(tài)切換單元424的操作由控制單元421控制以便自動地設置其 狀態(tài)或者由用戶通過用戶接口 425的輸入來控制。
圖10中示出了上述實施方式的流程圖。在步驟910中，第一設 備(設備l)與第二設備(設備2)進行通信，基于設備-到-設備通 信結果或者用戶的意圖來設置充電方向。假定設備1具有如上所述 的雙向充電接口，則根據達成一致的充電方向來配置接口(步驟 920)。如果充電方向設置為從設備1到設備2，則在步驟980中， 向外通路打開并且SSU設置為狀態(tài)0。設備2以來自設備1的能量 流充電。
如果充電方向設置為從設備2到設備1，則接口的向內通路打開 以便接收來自設備1的能量流。在步驟930中，確定進入的能量流 是供應到設備1的電池還是在設備1的電池和電路之間共享。這種 判定步驟可以通過接口自動地執(zhí)行或者通過接收來自與雙向充電接 口相關聯的用戶接口的用戶的輸入來執(zhí)行。如果能量將僅供應到電 池，則SSU設置為狀態(tài)1 (步驟950)。否則，SSU設置為狀態(tài)3 (步驟940)。繼而接口監(jiān)視設備1的電池水平(步驟960 )。如果 電池充滿，則在步驟970中，SSU切換到狀態(tài)2，允許進入的能量操 作電路。
另外在上述實施方式中，雙向充電4妻口可以包^^多對獨立向內通 路/向外通^各。這種雙向充電接口例如可以并入^f更攜電池組，每對允 許一個設備通過其連接到電池組。設備可以是任何具有或者不具有雙向充電接口的類別。因此，電池組可以同時并且獨立地與一個或 者多個移動設備交換能量。圖ll是這種系統(tǒng)的示例，其中兩個移動
設備(設備1和設備2)通過多通路雙向充電接口 520與便攜能量源 500交換能量。
本發(fā)明提供了能夠在多設備環(huán)境中的設備之間共享存儲的能量 的優(yōu)勢。通常，設備之一 (主機設備或者源設備)具有大容量能量 儲存器，其可以用于將能量提供到多個其他設備。當這些設備互連 時，能量可以從主機設備流動到其他設備，使得這些其他設備可以 保存它們自身的能量以最優(yōu)化使用。例如，設備可能具有半充電的 電池，其僅能持續(xù)兩個小時，利用到具有大容量電池的主機設備的 連接，設備可以從主機設備的電池獲取能量并且操作較長時間。如 果數個設備互連，則這些設備可以有效共享所有設備的所有電池， 允許設備之間的操作時間最優(yōu)化。例如，具有小電池的藍牙⑧耳機與 具有較大電池的移動電話連接。移動電話的電池將能量供應到耳機 使得利用從移動電話的電池獲取的能量對耳機的電池進行充電，和/ 或直接利用移動電話的電池對耳機進行操作。
本發(fā)明可以是簡單并且低費用的，并且其可以對所有類別的設備 起作用，該設備包括不具有雙向充電接口的傳統(tǒng)移動設備。本發(fā)明 通?？梢杂糜谝苿咏K端中，尤其是，作為由諾基亞公司制造的2mm DC充電才妻口的集成部分。
綜上所述，本發(fā)明提供了 一種用于使用簡單電源充電連接傳送移 動設備的能量儲存器或者便攜能量源的能量的方法和 一 種雙向充電 接口。該方法和該接口可以用于平衡設備之間的能量，該設備諸如 -移動電話和支持藍牙⑧的外圍設備； -移動設備和另一移動設備； -便攜電池組和一個或者多個移動設備。
本發(fā)明已經參考示例在此公開。本領域技術人員可以理解到在不 偏離本發(fā)明的范圍的前提下可以設計出多種修改和可替換布置，并 且所附權利要求書旨在覆蓋這些修改和布置。
權利要求
1. 一種方法，包括確定第一設備中的第一能量儲存器的一個或者多個參數以及第二設備中的第二能量儲存器的相應參數的值；以及設置用于在第一能量儲存器和第二能量儲存器之間傳送能量的方向。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中一個或者多個參數包括電 壓，并且用于在第一能量儲存器和第二能量儲存器之間傳送能量的 方向基于第一能量儲存器的電壓和第二能量儲存器的電壓而設置。
3. 根據權利要求1所述的方法，其中用于在第一能量儲存器和 第二能量儲存器之間傳送能量的方向基于來自用戶的輸入而設置。
4. 根據權利要求1所述的方法，其中一個或者多個參數包括充 電的最大狀態(tài)、最大電壓、充電的當前狀態(tài)、當前電壓以及當前能 量損耗中的一個或者多個，并且用于傳送能量的方向基于在第一設 備和第二設備之間的設備-到-設備通信中獲得的第 一 能量儲存器和 第二能量儲存器的一個或者多個參數的值而設置。
5. 根據權利要求4所述的方法，其中用于執(zhí)行所述方法的設備 與第 一設備相關聯，并且其中確定第 一能量儲存器的 一個或者多個 參數和第二能量儲存器的響應參數的值包括與第二設備通信以便獲得所述第二能量儲存器的一個或者多個 參數的值。
6. 根據權利要求5所述的方法，其中與第二設備通信包括 請求來自所述第二設備的響應；以及如果接收到來自第二設備的響應，則請求和接收來自第二設備 的第二能量儲存器的一個或者多個參數的值，或者如果未接收到來 自所述第二設備的響應，則確定所述第二能量儲存器的當前電壓；以及其中設置用于在所述第一能量儲存器和所述第二能量儲存 器之間傳送能量的方向包括如果接收到來自第二設備的響應，則基于第一能量儲存器的一 個或者多個參數的值以及從第二設備接收的第二能量儲存器的相應 參數的值設置用于傳送能量的方向；或者如果未接收到來自第二設備的響應，則基于第 一 能量儲存器的 當前電壓和第二能量儲存器的當前電壓設置用于傳送能量的方向。
7. 根據權利要求1所述的方法，其中用于執(zhí)行所述方法的設備在第一設備中的第一能量儲存器、第一設備中的電負載、以及第二設備中的第二能量儲存器之間互連，并且所述方法進一步包括確定來自第二能量儲存器的能量流是將要引導到第一能量儲存 器、電負載、還是將要在第一能量儲存器和所述電負載之間共享。
8. 根據權利要求7所述的方法，其中來自第二能量儲存器的能 量流引導到第 一 能量儲存器以便對第 一 能量儲存器進行充電，并且 在第一能量儲存器的一個或者多個參數的值達到預定水平之后引導 到所述電負載。
9. 根據權利要求7所述的方法，其中來自所述第二能量儲存器 的能量流在第 一 能量儲存器和電負載之間共享，并且在第二能量儲 存器的一個或者多個參數的值達到預定水平之后引導到電負載。
10. —種連接在第 一設備中的第 一 能量儲存器和第二設備中的 第二能量儲存器之間的設備，包括用于確定第一能量儲存器的一個或者多個參數和第二能量儲存 器的相應參數的值的裝置，以及用于設置用于在第一能量儲存器和第二能量儲存器之間傳送能 量的方向的裝置。
11. 根據權利要求10所述的設備，其中一個或者多個參數包括 電壓，并且用于設置用于傳送能量的方向的裝置包括用于基于第一 能量儲存器的電壓和第二能量儲存器的電壓來設置方向的裝置。
12. 根據權利要求10所述的設備，進一步包括用戶接口，其中 用于設置用于傳送能量的方向的裝置包括用于基于來自用戶通過用 戶接口到設備的輸入來設置方向的裝置。
13. 根據權利要求12所述的設備，其中用戶接口包括連接第一 設備的第一能量儲存器和第二設備的第二能量儲存器的導體，所述 導體包括用于僅允許從第一設備傳送能量到第二設備或者從第二設 備傳送能量到第 一設備的裝置。
14. 根據權利要求IO所述的設備，其中一個或者多個參數包括 充電的最大狀態(tài)、最大電壓、充電的當前狀態(tài)、當前電壓以及當前 能量損耗中的一個或者多個，并且用于設置用于傳送能量的方向的 裝置包括用于基于在第 一設備和第二設備之間的設備-到-設備通信 中獲得的第一能量儲存器和第二能量儲存器的一個或者多個參數的 值來設置方向的裝置。
15. 根據權利要求14所述的設備，其中所述設備與第一設備相 關聯，并且用于確定第一能量儲存器的一個或者多個參數和第二能 量儲存器的相應參數的值的裝置包括用于與第二設備進行通信以便獲得第二能量儲存器的 一個或者多個參數的值的裝置。
16. 根據權利要求15所述的設備，其中用于與第二設備通信的 裝置包括用于請求來自所述第二設備的響應的裝置；以及 用于如果接收到來自第二設備的響應，則請求和接收來自第二 設備的第二能量儲存器的一個或者多個參數的值，或者如果未接收 到來自第二設備的響應，則確定第二能量儲存器的當前電壓的裝置； 并且其中用于設置用于傳送能量的方向的裝置包括 用于如果接收到來自第二設備的響應，則基于第 一 能量儲存器 的 一 個或者多個參數的值以及從第二設備接收的第二能量儲存器的 相應參數的值來設置用于傳送能量的方向，或者如果未接收到來自 第二設備的響應，則基于第一能量儲存器的當前電壓和第二能量儲 存器的當前電壓來設置用于傳送能量的方向的裝置。
17. 根據權利要求IO所述的設備，其中所述設備在第一設備中 的第一能量儲存器、第一設備中的電負載、以及第二設備中的第二能量儲存器之間互連，所述設備進一步包括用于確定來自第二能量儲存器的能量流是將要引導到第 一 能量 儲存器、電負載、還是將要在所述第一能量儲存器和所述電負載之 間共享的裝置。
18. 根據權利要求17所述的設備，其中來自第二能量儲存器的 能量流引導到第一能量儲存器以便對第一能量儲存器進行充電，并 且在第一能量儲存器的一個或者多個參數的值達到預定水平之后引 導到所述電負載。
19. 根據權利要求17所述的設備，其中來自第二能量儲存器的 能量流在第 一 能量儲存器和電負載之間共享，并且在第 一 能量儲存 器的一個或者多個參數的值達到預定水平之后引導到電負載。
20. —種雙向充電接口 ，其通信地耦合在第一設備中的第一能量 儲存器和第二設備中的第二能量儲存器之間，該雙向充電接口包括第一能量通路，用于將能量流從第二能量儲存器傳導到第一能 量儲存器；第二能量通路，用于將能量流從所述第一能量儲存器傳導到所 述第二能量儲存器；以及控制單元，用于確定第一能量儲存器的一個或者多個參數和第 二能量儲存器的相應參數的值，以及用于通過第一能量通路或者第 二能量通路建立所述第一能量儲存器和所述第二能量儲存器之間的 能量傳送。
21. 根據權利要求20所述的雙向充電接口 ，進一步包括用戶接 口，用于接收到控制單元的用戶的輸入，所述輸入確定第一能量儲 存器和第二能量儲存器之間的能量傳送將通過第一能量通路或者通過第二能量通路來執(zhí)行。
22. 根據權利要求20所述的雙向充電接口 ，其中所述接口與第 一設備相關聯，以及控制單元能夠用于通過與第二設備中的第二雙 向接口進行設備-到-設備通信而確定第 一 能量儲存器的 一個或者多 個參數和第二能量儲存器的相應參數的值，以及用于基于設備-到-設備通信的結果而通過第一能量通路或者第二能量通路建立第一能 量儲存器和第二能量儲存器之間的能量傳送。
23. 根據權利要求20所述的雙向充電接口 ，其中所述接口在第一設備中的第一能量儲存器、第一設備中的電負載、以及第二設備中的第二能量儲存器之間互連，所述接口進一步包括狀態(tài)切換單元，其由控制單元操作，用于確定來自第二能量儲 存器的能量流是將要引導到第一能量儲存器、電負載、還是將要在 第一能量儲存器和電負載之間共享。
24. —種設備，包括根據權利要求20所述的雙向充電接口 。
25. 根據權利要求24所述的設備，其中所述設備是移動電子設備。
26. —種便攜電池組，其包括一個或者多個根據權利要求20所 述的雙向充電"l妾口 ，其中一個或者多個雙向充電4妄口中的每個4妻口 可獨立地連接到第二設備以便在電池組和第二設備之間傳送能量。
27. —種計算機程序產品，包括計算機可讀存儲結構，其包含 在其上的計算機程序代碼，用于由設備中的計算機處理器執(zhí)行，所 述設備與第二設備連接以4更經由雙向充電接口平#f該設備和第二i殳 備之間的能量，所述產品包括用于確定該設備中的第一能量儲存器的一個或者多個參數和第 二設備中的第二能量儲存器的相應參數的值的指令，以及用于設置用于在第一能量儲存器和第二能量儲存器之間傳送能 量的方向的指令。
28. 根據權利要求27所述的計算機程序產品，其中一個或者多 個參數包括電壓，并且用于設置用于在第一能量儲存器和第二能量 儲存器之間傳送能量的方向的指令包括用于基于第一能量儲存器和第二能量儲存器的電壓設置用于傳 送能量的方向的指令。
29. 根據權利要求27所述的計算機程序產品，其中一個或者多 個參數包括充電的最大狀態(tài)、最大電壓、充電的當前狀態(tài)、當前電壓以及當前能量損耗，以及用于設置用于傳送能量的方向的指令包括用于基于在設備和第二設備之間的設備-到-設備通信中獲得的 第一能量儲存器和第二能量儲存器的一個或者多個所述參數而設置 方向的指令。
30. 根據權利要求29所述的計算機程序產品，其中用于確定第 一能量儲存器的一個或者多個參數和第二能量儲存器的相應參數的 值的指令包括用于與第二設備通信以便獲得第二能量儲存器的 一個或者多個 參數的值的指令。
31. 根據權利要求30所述的計算機程序產品，其中用于與第二 設備通信的指令包括用于請求來自第二設備的響應的指令；以及用于如果接收到來自第二設備的響應，則請求和接收來自第二 設備的第二能量儲存器的一個或者多個參數的值，或者如果未接收到來自第二設備的響應，則確定所述第二能量儲存器的當前電壓的指令；并且其中用于設置用于傳送能量的方向的指令包括 用于如果接收到來自第二設備的響應，則基于第 一 能量儲存器 的一個或者多個參數以及從第二設備接收的第二能量儲存器的相應 參數的值設置用于傳送能量的方向；或者如果未接收到來自第二設 備的響應，則基于第一能量儲存器的當前電壓和第二能量儲存器的 當前電壓設置用于傳送能量的方向的指令。
32. 根據權利要求27所述的計算機程序產品，其中所述雙向充 電接口在第二能量儲存器和設備中的電負載以及第一能量儲存器之 間互連，所述產品進一步包括用于確定來自第二能量儲存器的能量流是將要引導到第 一 能量 儲存器、電負載、還是將要在第一能量儲存器和所述電負載之間共 享的指令。
33. 根據權利要求27所述的計算機程序產品，其中來自第二能量儲存器的能量流引導到第一能量儲存器以便對第一能量儲存器進 行充電，并且在第一能量儲存器的一個或者多個參數的值達到預定 水平之后引導到電負載。
34. 根據權利要求27所述的計算機程序產品，其中來自第二能 量儲存器的能量流在第一能量儲存器和電負載之間共享，以及在第 一能量儲存器的一個或者多個參數的值達到預定水平之后引導到電負載。
全文摘要
一種方法包括以下步驟確定第一設備中第一能量儲存器的一個或者多個參數以及第二設備中第二能量儲存器的相應的參數的值，以及設置用于在第一能量儲存器和第二能量儲存器之間傳送能量的方向。該方向可以是基于第一能量儲存器的電壓和第二能量儲存器的電壓，基于來自用戶的輸入，或者基于在第一設備和第二設備之間的設備-到-設備通信中獲得的第一能量儲存器和第二能量儲存器的一個或者多個參數的值而設置。用于執(zhí)行該方法的雙向充電接口包括相反方向上的兩個能量通路和用于設置能量傳送的方向的控制單元。
文檔編號H02J7/00GK101449447SQ200780018217
公開日2009年6月3日 申請日期2007年4月3日 優(yōu)先權日2006年4月7日
發(fā)明者I·利波若基, P·弗宇奧里, R·皮特里 申請人:諾基亞公司