本公開涉及智能設備的領域,尤其涉及一種用于智能設備的供電控制的方法、供電單元和智能設備。
背景技術:
1、隨著科技的進步與發展,各類面向家庭及辦公環境的智能設備已廣泛融入用戶日常生活,這些智能設備包括例如智能門鎖、智能窗簾、智能門鈴、等等。
2、在上述智能設備內部,根據工作功耗與驅動電流的差異,其功能電路通常可劃分為重載模塊與輕載模塊兩大類。其中,重載模塊一般指運行過程中需要瞬時大電流或持續大功率驅動才能正常工作的功能單元,例如電機驅動模塊、無線通信模塊、顯示驅動模塊等;輕載模塊則通常指僅需微小電流即可維持運行的低功耗單元,例如微控制單元(mcu)、傳感器模塊等。
3、智能設備在提升生活便捷性與智能化水平的同時,對供電系統的穩定性和可靠性提出了更高要求。為滿足不同應用場景下的供電需求,智能設備可以采用干電池配合儲能電路的組合供電方案。干電池作為基礎供電單元,具備結構簡單、成本低廉、更換便捷等優勢,是大量低功耗智能設備的主流供電選擇。儲能電路是指能夠實現電能存儲與快速充放電的輔助供電電路,其可以與干電池協作以提升干電池與儲能電路共同構成的供電單元的帶載能力并延長干電池的使用壽命。儲能電路的常見實現形式包括但不限于可充電鋰電池、超級電容以及其他具備儲能特性的儲能元件或儲能單元的組合。
4、在電學特性層面,干電池的空載電壓,是指干電池在沒有連接負載時,干電池的正負極兩端之間的端電壓。干電池的帶載電壓,是指干電池在連接有負載并有電流輸出時,干電池的正負極兩端之間的端電壓。
技術實現思路
1、本公開提供了一種用于智能設備的供電控制的方法、供電單元和智能設備,其能夠基于干電池的健康狀態,動態確定用于切換供電模式的電壓閾值,以區分采用干電池單獨供電,或采用干電池和儲能電路的組合供電,使得供電模式的切換可以適配干電池的實際健康狀態與帶載能力。通過這種動態調整機制,能夠在考慮干電池的實際健康狀態與帶載能力的情況下及時切換至組合供電模式,進而有效提升智能設備的供電系統的穩定性和可靠性,同時確保充分利用干電池的剩余電量,避免過早切換至組合供電模式,進而優化整體供電效率與設備續航能力。
2、根據本公開的一個方面,提供了一種用于智能設備的供電控制的方法。該方法可以包括:響應于確定干電池的空載電壓大于第一電壓閾值,控制干電池向智能設備的用電負載供電;以及響應于確定干電池的空載電壓小于或等于第一電壓閾值,控制干電池和儲能電路的組合向用電負載供電。第一電壓閾值可以基于干電池的健康狀態來確定,并且第一電壓閾值可以與健康狀態呈負相關關系。
3、在一些實施例中,第一電壓閾值還可以基于智能設備所處環境的溫度來確定。
4、在一些實施例中,第一電壓閾值可以基于以下公式來計算:vth1?=?vnominal×coef×(1?+α×(1?-?soh))。vth1表示第一電壓閾值,vnominal表示干電池的標稱電壓,coef表示取決于環境的溫度的閾值系數,α表示常數補償系數,soh表示干電池的健康狀態。
5、在一些實施例中,響應于確定干電池的空載電壓小于或等于第一電壓閾值,控制干電池和儲能電路的組合向用電負載供電,可以包括:響應于確定干電池的空載電壓小于或等于第一電壓閾值并且儲能電路的電壓大于第二電壓閾值,控制干電池和儲能電路共同向用電負載供電;以及響應于確定干電池的空載電壓小于或等于第一電壓閾值并且儲能電路的電壓小于第二電壓閾值,控制干電池向用電負載供電。第二電壓閾值可以基于健康狀態來確定,并且第二電壓閾值可以與健康狀態呈負相關關系。
6、在一些實施例中,第二電壓閾值可以基于以下公式來計算:vth2?=?vini?+?β×(1-?soh)。vth2表示第二電壓閾值,vini表示基于儲能電路的標稱電壓的預設閾值,β表示常數補償系數,soh表示干電池的健康狀態。
7、在一些實施例中,健康狀態可以基于干電池的初始內阻與當前內阻的比值來確定。
8、在一些實施例中,該方法還可以包括:響應于確定干電池的空載電壓小于或等于第一電壓閾值并且儲能電路的電壓小于第三電壓閾值,控制干電池對儲能電路充電。第三電壓閾值可以小于第二電壓閾值。
9、在一些實施例中,該方法還可以包括:響應于儲能電路的電壓大于第四電壓閾值,控制干電池停止對儲能電路充電。第四電壓閾值可以大于第二電壓閾值。
10、在一些實施例中,該方法還可以包括:響應于確定干電池的空載電壓小于或等于第五電壓閾值?并且儲能電路的電壓小于或等于第二電壓閾值,控制干電池對儲能電路充電。第五電壓閾值可以小于第一電壓閾值。
11、在一些實施例中,智能設備可以是智能門鎖。
12、根據本公開的另一方面,提供了一種智能設備的供電單元。該供電單元可以包括干電池、儲能電路、第一開關電路、第二開關電路、第三開關電路和控制器。第一開關電路可以分別與干電池、智能設備的用電負載和控制器連接,并且可以用于在控制器的控制下,導通或斷開第一路徑以使干電池向用電負載供電。第二開關電路可以分別與干電池、儲能電路和控制器連接,并且可以用于在控制器的控制下,導通或斷開第二路徑以使干電池對儲能電路充電。第三開關電路可以分別與儲能電路、用電負載和控制器連接,并且可以用于在控制器的控制下,導通或斷開第三路徑以使儲能電路向用電負載供電。控制器可以被配置為執行上述方法。
13、根據本公開的又一方面,提供了一種智能設備。該智能設備可以包括用電負載和上述供電單元。
14、至少基于本公開的上述實施例,能夠基于干電池的健康狀態,動態確定用于切換供電模式的電壓閾值,以區分采用干電池單獨供電,或采用干電池和儲能電路的組合供電,使得供電模式的切換可以適配干電池的實際健康狀態與帶載能力。通過這種動態調整機制,能夠在考慮干電池的實際健康狀態與帶載能力的情況下及時切換至組合供電模式,進而有效提升智能設備的供電系統的穩定性和可靠性,同時確保充分利用干電池的剩余電量,避免過早切換至組合供電模式,進而優化整體供電效率與設備續航能。
1.一種用于智能設備的供電控制的方法,包括:
2.根據權利要求1所述的方法,其中,所述第一電壓閾值還基于所述智能設備所處環境的溫度來確定。
3.根據權利要求2所述的方法,其中,所述第一電壓閾值基于以下公式來計算:
4.根據權利要求1所述的方法,其中,響應于確定所述干電池的空載電壓小于或等于所述第一電壓閾值,控制所述干電池和儲能電路的組合向所述用電負載供電,包括:
5.根據權利要求4所述的方法,其中,所述第二電壓閾值基于以下公式來計算:
6.根據權利要求1所述的方法,其中,所述健康狀態基于所述干電池的初始內阻與當前內阻的比值來確定。
7.根據權利要求4所述的方法,還包括:
8.根據權利要求7所述的方法,還包括:
9.根據權利要求4所述的方法,還包括:
10.根據權利要求1所述的方法,其中,所述智能設備是智能門鎖。
11.一種智能設備的供電單元,包括干電池、儲能電路、第一開關電路、第二開關電路、第三開關電路和控制器,其中
12.一種智能設備,包括用電負載和根據權利要求11所述的供電單元。