便携式监视系统的制作方法
【专利摘要】公开了一种电力管理系统和方法。系统可以是高可用性电力递送系统。可以GPS追踪系统。系统可以具有多个电池，多个输入电源，以及多个负载。系统可以在多个电池与电源之间切换以向负载递送电力。系统可以确保总是存在输入电源以向负载供电。
【专利说明】便携式监视系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求享有2013年10月28日提交的美国临时申请号61/896,587的权益以及2014年9月24提交的美国临时申请号62/054,858的权益，这些申请的内容在此通过引用整体并入本文。
技术领域
[0003]公开了一种电力管理系统和方法。系统可以是高可用性电力递送系统。可以GPS追踪系统。
【背景技术】
[0004]电力管理系统是用于向负载递送电力的电气部件的网络。电力系统旨在调节电力，也即调节向负载递送的电压和电流以确保电力递送的连续性。电力管理系统通常在向负载递送之前调节电源，从而调节所递送的电流和电压以配合负载。
[0005]一些电力管理系统具有从电力输入接收电的电池。电池可以随后替补电力输入，从而与电力输入并发地向负载提供电力，或者当电力输入关断或者不可用时，诸如标准不中断(或不可中断)电源(UPS)。
[0006]电池可以仅在受限速率下存储输入的电力。因此，电力管理系统内的充电子系统可以从诸如太阳能面板之类的电源接收电力，或者比电力管理系统中电池更快的固定120V线路(例如从连接至市政或其他政府公用事业电源的壁式电源插座)可以吸收电荷，并且一些可应用的电力将损耗，例如作为热量。
[0007]电力管理系统也可以不具有或者具有一个电池。当通常依赖的电力输入(诸如电力线)故障但是并未占用电力线和电池时，电池的使用至少有助于增加电力正常运行时间。因此，这些系统的电力递送故障仍发生。
[0008]此外，电力管理系统通常具有单一类型的电力输出。也即，可以设计电力管理系统以在一个固定电压和一个固定电流下输出电力。
[0009]因此，需要可以将高电力速率存储至备用电池中的电力管理系统。需要比典型的单电池系统具有更高可用性(例如更多正常运行时间)的电力管理系统。此外，需要具有不同输出电压和电流以为不同类型负载电流和负载电压需求供电的电力管理系统。
【发明内容】
[0010]公开了一种电力管理系统。电力管理系统可以包括具有第一电池电压的第一电池，具有第二电池电压的第二电池，附接至第一电池的第一电容器组，以及附接至第二电池的第二电容器组。电力管理系统可以具有被配置用于当第一电池电压小于第一充满电池电压时从第一电容器组向第一电池发送电流的电力管理元件。当电流从第一电容器组发送至第一电池时并且当第二电池电压小于第二充满电池电压时，电力管理元件可以被配置为从第二电容器组向第二电池发送电流。
[0011]电力管理系统可以具有附接至系统的卫星导航接收器。电力管理系统可以具有电力调节电路。电力调节电路可以具有被配置用于输出恒定负载输入电流和恒定负载输入电压的DC至DC转换器。电力管理系统可以被配置感测第一电池电压、第二电池电压、来自第一电容器组的电流、以及来自第二电容器组的电流。电力管理系统可以具有第一电源和第三电容器组。可以配置第一电源以向第三电容器组递送电能。电力管理系统可以具有配置用于向第一电容器组或第二电容器组递送电能的第一电源。
[0012]第一电容器组可以包括具有第一充满电容器电压的第一电容器，具有第二充满电容器电压的第二电容器，具有第三充满电容器电压的第三电容器，具有第四充满电容器电压的第四电容器，以及具有第五充满电容器电压的第五电容器。第一充满电容器电压、第二充满电容器电压、第三充满电容器电压、第四充满电容器电压、以及第五充满电容器电压可以具有相同的电压。
[0013]电力管理元件可以具有微处理器。电力管理元件可以具有比较器。电力管理系统可以具有配置用于以2.7V的增量从第一电容器组向第一电池发送电流的分压器。电力管理系统可以具有配置用于以2.7V的增量从第二电容器组向第二电池发送电流的分压器。电力管理系统可以具有温度管理元件和温度传感器，其中系统被配置用于当系统检测到来自温度传感器的温度大于理想温度时被冷却。温度管理元件可以具有珀耳帖结或压电板中的至少一种。
[0014]电力管理系统可以具有第一电容器组、第二电容器组、被配置用于向第一电容器组递送电能的第一电源、以及电池。第二电容器组被配置用于向电池放电。
[0015]电力管理系统可以具有第二电源和第三电容器组。第三电容器组可以被配置用于从第一电源或第二电源中的至少一个接收电能。第一电源可以具有太阳能面板、风力涡轮机、或固定线路中的至少一种。第一电容器组具有小于或等于13.5V。电力管理系统可以具有附接至系统的卫星导航接收器。
[0016]电力管理系统可以具有用于对第一电池和第二电池充电的方法。该方法可以确定来自第一电池的第一电压;确定来自第二电池的第二电压；当第一电压小于第一充满电池电压时从耦合至第一电池的第一电容器组发送第一电流；以及当第二电压小于第二充满电池电压时从耦合至第二电池的第二电容器组发送第二电流。方法可以从第一电源对第三电容器组充电。
[0017]电力管理系统可以具有用于对第一电池和第二电池充电的方法。该方法可以采用第一电容器组对第一电池充电；采用第三第二电容器组对第二电池充电；接收从电源至第三电容器组的电流；以及当第一电容器组小于理想电容器电压时采用第一电容器组切换第三电容器组，使得第一电容器可以从电源接收电流并且第三电容器组可以对第一电池充电。理想电容器电压可以从约OV至约2V。
[0018]电力管理系统可以具有用于对第一电池和第二电池充电的方法。该方法可以测量来自第一电源的第一电压;测量来自第二电源的第二电压;选择第一电源或第二电源；由第一电容器组从第一电源或第二电源接收第一电流；以及从第一电容器组向第一电池或第二电池放电。接收可以以2.7V的增量而发生。当第一电压大于第二电压时系统可以选择第一电源。系统可以由用户手动地选择第一电源或第二电源。
【附图说明】
[0019]图1示出了在便携式电力管理系统中部件的变化例。
[0020]图2a示出了描述用于便携式电力管理系统的充电和存储能量的流程图的变化例。
[0021]图2b和图2c示出了旋转电容器组以对电池充电的变化例。
[0022]图3a示出了其中手动地选择电源的方法的变化例。
[0023]图3b示出了其中在第一电池充电组块上自动地选择电源的方法的变化例。
[0024]图3c示出了其中在第二电池充电组块上自动地选择电源的方法的变化例。
[0025]图4示出了对电池充电的电源的变化例。
[0026]图5示出了电容器组的物理连接的变化例。
[0027]图6a示出了其中第一电池可以完全充电并且第二电池可以具有低电荷的逻辑表的变化例。
[0028]图6b和图6c不出了当第一电池并未充电时用于对第二电池充电的方法的变化例。
[0029]图7a示出了其中第一电池可以具有低电荷并且第二电池可以完全充电的逻辑表的变化例。
[0030]图7b和图7c示出了当第二电池并未充电时用于对第一电池充电的方法的变化例。
[0031]图8a示出了其中第一电池可以具有低电荷并且第二电池可以具有低电荷的逻辑表的变化例。
[0032]图8b示出了用于对第一电池和第二电池充电的方法的变化例。
[0033]图9a示出了其中第一电池可以完全充电并且第二电池可以完全充电的逻辑表的变化例。
[0034]图9b示出了用于不对第一电池和第二电池充电的方法的变化例。
[0035]图1Oa和图1Ob示出了自动温度管理电路的流程图和方框图的变化例。
[0036]图11示出了卫星导航接收器的方框图的变化例。
【具体实施方式】
[0037]图1示出了电力管理系统100，其可以是高可用性(例如至少两个或更多电池)、GPS追踪的电力管理系统。细线条可以表示部件之间的连接。厚箭头可以表示电流。电力管理系统100可以是便携式的。电力管理系统300可以具有电源101，卫星导航接收器227，热控制器225，冷却元件226，电力切换组块224，第一电池206，第二电池213，第一电池充电组块222，第二电池充电组块223，或者其任意组合。
[0038]电力管理系统100可以至少具有第一电源101a、第二电源101b、第三电源、第四电源、和/或第五电源。第一电源1la和第二电源1lb可以相互连接(例如电连接、使得电流沿一个方向流动的电连接、使得电流沿两个方向流动的电连接、物理连接)。电源输入可以是1.5V DC、2.7V DC、3V DC、3.3V DC、5V DC、6V DC、7.5V DC、9V DC、12V DC，或其任意组合。用于电源101的组合输入功率可以在约70瓦和约100瓦之间。第一电源1la和第二电源1lb可以具有不同电压。第一电源1la和第二电源1lb可以具有相同电压。电源101可以包括汽车交流发电机、AC电源、太阳能面板、风力涡轮机、其他DC电源、固定电力线、来自固定电力线的AC至DC转换器、电力发电机、其他交流能量源、或其任意组合。
[0039]卫星导航接收器可以是全球定位系统芯片、全球定位系统接收器、全球定位系统发射器，例如，全球定位系统(GPS)发射器227 APS发射器227可以连接至装置200 (例如负载，便携式视频安全单元)APS发射器可以连接至第一电池充电组块222和/或第二电池充电组块223XPS发射器可以位于第一电池充电组块222和第二电池充电组块223之间。GPS发射器227可以追踪电力管理系统100和/或装置200的位置。GPS发射器227的位置可以显示在任何计算机、浏览器、移动装置、应用程序、由GPS发射器227支持的图形用户界面、或者其任意组合上。GPS发射器227可以由电源101、第一电池206、第二电池213、或其任意组合供电。
[0040]热控制器225可以由电源101、第一电池206、第二电池213、或其任意组合供电。热控制器225可以具有传感器。传感器可以检测电力管理系统100和/或装置200的温度。
[0041]冷却元件226可以连接至热控制器225。冷却元件226可以是热电珀耳帖冷却模块、压电板、风扇、液体、胶体、或其任意组合。冷却元件226可以基于热控制器225的设置而激活。
[0042]电力切换组块224可以具有第十一个继电器元件211和/或第四个继电器元件209。电力切换组块224可以连接至装置200。电力切换组块224可以控制第一电池206和/或第二电池213至装置200中的电流流动。
[0043]电力管理系统100可以具有至少一个、两个、三个、四个、五个或更多电池。第一电池205和第二电池213可以连接至电力切换组块224和/或继电器元件。电池206、213可以具有充满电池电压。第一充满电池电压可以不同于第二充满电池电压。第二充满电池电压可以与第一充满电池电压相同。第一电池206可以具有第一电池电压。第二电池213可以具有第二电池电压。第一电池电压可以与第二电池电压相同。第一电池电压可以不同于第二电池电压。电池电压可以是由电压检测器207、216读取的电压。充满电池电压和/或电池电压可以为约1.5V、约2V、约3V、约3.3V、约5V、约6V、约7.5V、约9V、约12V、或其任意组合。例如，第一充满电池电压可以是12V，而第二充满电池电压可以为2.7V。第一充满电池电压可以是12V并且第二充满电池电压可以是12V。电池206、213可以是12V锂离子电池。
[0044]第一电池充电组块222可以具有第一自动电力管理电路201。第一自动电力管理电路201可以连接至电源101。第一自动电力管理电路201可以管理多个输入电源101。第一自动电力管理电路201可以具有逻辑表控制方法。逻辑表控制方法可以选择至少一个或多个电源101。第一自动电力管理电路201可以恒定地对电池206、213和/或电容器组300充电。例如，第一自动电力管理电路201可以组合多个电源101以对电池206、213和/或电容器组300充电。第一自动电力管理电路201可以调节去往装置200的电力。
[0045]第一电池充电组块222可以具有第一超级充电电路103。第一超级充电电路103可以具有第一超级电容器充电电路202和/或第一锂离子充电电路203。超级电容器充电电路202的输出端可以连接至锂离子充电电路203的输入端。第一超级充电电路103、第一超级充电电容器电路202、第一锂离子充电电路203或其任意组合可以连接至自动电力管理电路201、GPS发射器227、热控制器225、第一电池206或其任意组合。
[0046]第一超级充电电路103可以将来自电源101的电流立即存入电容器302中(例如被设计用于电流的快速充电和放电的电容器，超级电容器，特级电容器)。第一超级充电电路103可以对来自电容器302的电流快速地充电和放电。第一超级充电电路103可以以IV DC、2V DC、2.7V DC、3V DC或其任意组合而充电和/或放电电流。第一超级充电电路103可以向第一电池206提供恒定的电流放电。例如，超级充电电路103可以将输出电力存储至12V DC锂离子电池中并且同时存储至2.7V DC电容器中。超级充电电路103可以充电和/或存储电能与从约70瓦至约100瓦的组合输入电力。
[0047]第一超级充电电路103、第一超级充电电容器电路202、第一锂离子充电电路203或其任意组合可以发送电流(例如输出电流)(与当向电容器302和/或电池206发送电流时同时)至GPS发射器227和/或热控制器225。
[0048]第一电池充电组块222可以具有第一电流平衡管理电路105。第一电流平衡管理电路105可以连接至第一超级充电电路103和/或电力切换组块224。第一电流平衡管理电路105可以具有第一继电器元件204、第二继电器元件205、第三继电器元件(例如第一电压检测器207)、第四继电器元件209、第五继电器元件210，或其任意组合。继电器元件可以相互连接。继电器元件可以连接至第一超级充电电路103或者电力管理系统100的任何其他部件。
[0049]第一电池充电组块222可以具有第一电压检测器207。第一电压检测器207可以是低电压检测器。第一电压检测器207可以连接至第一电流平衡管理电路105、第一电池206、任何继电器元件、或者其任意组合。第一电压检测器207可以在第一电流平衡管理电路105之前或之后连接。第一电压检测器207可以在第一超级充电电路103之前或之后连接。第一电压检测器207可以在第一自动电力管理电路201之前或之后连接。第一电压检测器207可以在电源101之后连接。第一电压检测器107可以检测电压。第一电压检测器207可以检测来自第一电池206的电压。第一电压检测器207可以具有置位参考电压(如下所述)。第一电压检测器207可以在显示器屏幕上显示电压和/或电流。
[0050]第一电池充电组块222可以具有第一输出开关。电压检测器可以具有第一输出开关。电力开关可以具有第一输出开关。第一输出开关可以使能或禁止电池的充电。输出开关可以具有置位参考电压。
[0051 ]电力管理系统100可以具有电流传感器。电流传感器可以检测电流。电流传感器可以位于自动电力管理电路201之前。电流传感器可以位于电流管理电路105之前或之后。
[0052]第二电池充电组块223可以具有第二自动电力管理电路221、第二超级充电电路109、第二电流平衡管理电路110或者其任意组合。第二自动电力管理电路221可以具有第六继电器元件218、第七继电器元件217、第八继电器元件(例如第二电压检测器216)、第九继电器元件215、第十继电器元件214、第二输出开关、或者其任意组合。第二电池充电组块223的部件可以类似于第一电池充电组块222的部件。
[0053]第一电池充电组块222可以是主要充电组块。第一电池充电组块222可以是次要充电组块。第二电池充电组块223可以是主要充电组块。第二电池充电组块223可以是次要充电组块。第一电池充电组块222和第二电池充电组块223可以在相同电子板上。第一电池充电组块222和第二电池充电组块223可以在不同电子板上。例如，第一自动电力管理电路201、第一超级充电电路103、第一电流平衡管理电路105、第一电压检测器207、或其任意组合可以在第一电子板上。第二自动电力管理电路221、第二超级充电电路109、第二电流平衡管理电路110、第二电压检测器216、或其任意组合可以在第二电子板上。电源101、冷却元件226、热控制器225、GPS发射器227、电力切换组块224、第一电池206、第二电池213、装置200、或其任意组合可以在第一电子板、第二电子板、第三电子板、或其任意组合上。电源101、冷却元件226、热控制器225、GPS发射器227、电力开关组块224、第一电池206、第二电池213、装置200、或其任意组合可以连接至第一电池充电组块222和/或第二电池充电组块223。
[0054]电流平衡管理电路105、110可以控制电流。电流平衡管理电路105、110可以产生电流和电压电平以匹配逻辑表条件。电流平衡管理电路105、110可以平衡在第一电池206和第二电池213之间的电流放电。当电源101不可用并且第一电池206和第二电池213均低于置位参考电压(例如充满电池电压、最佳电池电压)时，电流平衡管理电路105、110可以级联和/或组合电池电流以向装置200供电。例如，如果来自电源101的电能不足，则电流平衡管理电路105、110可以切换至第一电池206以对装置200供电。如果第一电池206低于置位参考电压，则电流平衡管理电路105、110可以切换至第二电池213以对装置200供电。如果第二电池213随后下降低于置位参考电压，则来自第一电池206和第二电池213的剩余电流可以组合以向装置200供电。
[0055]置位参考电压可以从约OV至约12V，例如约IV、约2V、约3V、约4V、约5V、约6V、约7V、约8V、约9V、约10V、约11V、或约11.5V。置位参考电压对于第一电池206和第二电池213而言可以不同。置位参考电压对于第一电池206和第二电池213而言可以相同。
[0056]图2a示出了当激活电力管理系统100时电力管理系统100可以基于哪个电源具有最高输入电流(例如最佳输入电流)而在电源10 la、10 Ib之间选择。电源101可以直接对装置200供电。同时地，电力管理系统100可以从电源101向第一电容器组300a发送能量。与此同时或者在从电源101向第一电容器组300a发送能量的不同时刻，当第一电池206电压如图2a和图2b中所示下降低于置位参考电压时，电力管理系统100可以从第二电容器组300b向第一电池206放电。与此同时或者不同时，当第二电池213如图2a和图2b中所示下降低于置位参考电压时，电力管理系统100可以从第三电容器组300c向第二电池213放电。如果第二电容器组300b不再向第一电池206放电或者下降低于电容器组阈值(例如理想电容器电压)，则电力管理系统100可以采用第二电容器组300b切换第一电容器组300a，使得如图2c中所示第一电容器组300a向第一电池206放电并且电源101向第二电容器组300b发送能量。如果电源101均不具有输入电流，则电力管理系统100可以基于哪个电池具有最高电压而在第一电池206和/或第二电池213之间选择以对装置200供电。电力管理系统100可以同时地(例如连续地;不间断的)对电池和电容器充电。电力管理系统100可以恒定地对装置200供电。电容器组阈值可以是在OV至约3V之间，例如，约IV，约2V，约2.5V，或约3V。
[0057]任何一个部件或者部件的组合可以实现该结果。例如，自动电力管理电路201、221可以选择具有最高输入的电源101。超级充电电路103、109可以从电源101向电容器组300发送能量。电流管理电路105、110可以管理向装置200的供电。
[0058]图3a示出电力管理系统100可以具有手动超弛电路(manual override circuit,MOC) JOC可以在自动电力管理电路201、221内。电力管理系统100可以允许用户227手动地选择电源101。用户227可以使用图形用户界面(GUI)228以选择电源101。⑶I 228可以向应用程序编程接口(API)229发送软件命令。API 229可以产生低电平I/O控制信号。API 229可以向自动管理电路201、221发送低电平I/O控制信号。自动管理电路201、221可以激活手动超弛电路以选择电源101JOC可以禁用(或超弛)自动电力管理电路201、221的自动选择。
[0059]图3b和图3c示出电力管理系统100可以选择具有最高输入电流的电源。自动电力管理电路201、221可以自动地确定每个电源101a、1lb的输入电流。自动电力管理电路201、221可以周期性地确定每个电源101a、1lb的输入电流。例如，自动电力管理电路201、221可以约每隔I分钟、2分钟、30分钟、45分钟或I小时而确定每个电源101a、1lb的输入电流。由自动电力管理电路201、221选择的电流源101可以对第一电池206、第二电池213、装置200或其任意组合充电。
[0060]图3b示出电源101a、1lb可以连接至自动电力管理电路201的输入端。电源101可以发送电流至自动电力管理电路201。来自自动电力管理电路201的电流可以被发送至超级电容器充电电路202。超级电容器充电电路202可以存储来自电源101的电流。超级电容器充电电路202可以向锂离子充电电路203放电。锂离子充电电路203可以触发第一继电器元件204。第一继电器元件204可以将电流切换至第四继电器元件209。第一继电器元件204可以发送电流至第一电池206。第一电池206可以发送电流至电力开关224。电力开关224可以发送电力至装置200。电源101可以对GPS发射器227供电。
[0061 ] 图3c示出电源101a、1lb可以连接至自动电力管理电路221的输入端。电源101可以发送电流至自动电力管理电路221。来自自动电力管理电路221的电流可以被发送至超级电容器充电电路220。超级电容器充电电路220可以存储来自电源101的输入电流。超级电容器充电电路220可以向锂离子充电电路219放电。锂离子充电电路219可以触发第六继电器元件218。第六继电器元件218可以经由第九继电器元件215切换电流。第六继电器元件218可以发送电流至第二电池213。第二电池206可以发送电流至电力开关224。电力开关224可以发送电力至装置200。
[0062]图4示出了电源101a、101b、101c，门控(gate)304，电容器302，电容器组300，电池206、213，或者其任意组合。电源101可以是太阳能面板、风力涡轮机、或者固定电力线。
[0063]电源101可以发送电流至门控304。门控304可以从电源101发送电流至电容器组300。门控304可以是微处理器。门控304可以是开关。门控304可以是诸如如下所述比较器之类的逻辑门。门控304可以具有继电器元件。门控304可以比较电源101的电流。门控304可以选择具有最尚电流的电源101。
[0064]电力管理系统100可以具有至少一个、两个、三个、四个、五个、或更多电容器组300。电容器组300可以具有至少一个、两个、三个、四个、五个、六个或更多电容器302。电容器组300可以具有在约IV和16.2V之间的总电压，例如约2.7V、约5.4V、约8.1V、约13.5V、或约16.2V。电容器组300可以具有相同的电压或不同的电压。电容器302可以具有在约0.5V和约6V之间的电压，例如，约IV、约2.7V、约3V、或约6V。电容器302可以具有相同电压或不同电压。例如，电力管理系统100可以具有第一电容器组300a、第二电容器组300b、以及第三电容器组300c。每个电容器组300可以具有五个2.7V电容器302，电容器可以串行连接。电容器可以并行连接。电容器组300可以向电池206、213放电。电容器组300可以发送电流至分压器和/或电压限压器。分压器和/或限压器可以发送电流至电池206、213。
[0065]图5示出电力管理系统100可以具有电压调节器306。电容器302可以连接至电压调节器306的输出端。每个电容器组300中的电容器302可以串行连接。每个电容器组300中电容器302可以并行连接。电压调节器输出306可以以2.7V的增量堆叠输出电压电平。电容器组300中的电压可以以2.7V DC的增量而接收和/或放电。
[0066]图6a至图9b示出了电力切换方法可以是基于逻辑表中的指令。逻辑表中指令可以指示系统从多个输入电源101自动选择最高输入电流源并且与此同时指示系统向装置200递送恒定并且不间断的电力。逻辑表可以示出第一电池206、第二电池213、第一开关S1、第二开关S2、第一电池充电组块222、以及第二电池充电组块223的状态(例如读取系统状态)。逻辑表可以是在存储器中由系统中微处理器执行的软件命令。逻辑表可以代表在诸如母板的系统的电子器件的固体状态中诸如开关的硬件体系结构(例如诸如逻辑门的比较器，逻辑门例如AND与门、OR或门、NOT非门、NAND与非门、NOR或非门、EOR异或门、ENOR同或门、或其任意组合)。逻辑表可以在通用I/0(GIP0)电路上执行。GIPO可以向电力管理系统100发送信号并从其接收信号。逻辑表软件命令和/或逻辑表硬件可以位于和/或执行在自动电力管理电路201、221、电流管理电路105、110、或者电力管理系统100的任何其他部件上。逻辑表可以控制开关以从电容器向电池发送电流。逻辑表可以例如指导系统的部件、发送电流、控制系统的元件、或者其任意组合。当电池电压大于或等于置位参考电压时，电池206、213可以完全充电。当电池电压小于或等于置位参考电压时，电池206、213可以具有低电荷。
[0067]图6a示出当第一电池206充满电时，第一开关SI可以关断。当第二电池213电荷低时，第二开关S2可以导通。第一开关SI关断可以关断第一电池充电组块222的充电。第二开关S2导通可以导通第二电池充电组块223的充电。
[0068]图6b示出第一电池206可以发送电压至第一电压检测器207。当第一电压检测器207检测在置位参考电压之上的电压时，则第一输出开关可以关断。当第一输出开关关断时，第四继电器元件209可以禁用(例如触发)对第一电池206充电。第四继电器元件209可以禁用第五继电器元件210。第五继电器原机爱你210可以禁用第一继电器元件204。第一继电器元件204可以禁用第二继电器元件205。当第二继电器元件205被禁用时，超级电容器充电电路202可以发送电流至第一电流平衡控制继电器208。电流平衡控制继电器208可以发送电流至第十一继电器元件211。第十一继电器元件211可以随后发送电流以对装置200供电。禁用可以意味着阻止电流流动。
[0069]图6c示出第二电池213可以发送电压至第二电压检测器216。当第二电压检测器216检测到小于置位参考电压的电压时，则可以使能第十继电器元件214。当第十继电器元件214被使能时，第十继电器元件214可以使能第九继电器元件215。第九继电器元件215可以使能第六继电器元件218以对第二电池213充电。第六继电器元件218可以发送电流至第七继电器元件217。第七继电器元件217可以发送电流至第二电池213。使能可以意味着允许电流流动。
[0070]图7a示出当第二电池213充满时，第二开关S2可以关断。当第一电池206电荷低时，第一开关SI可以导通。导通第一开关SI可以导通第一电池充电组块222的充电。关断第二开关S2可以关断第二电池充电组块223的充电。
[0071]图7b示出第一电池206可以发送电压至第一电压检测器207。当第一电压检测器207检测到小于置位参考电压的电压时，则可以使能第四继电器元件209。当使能了第四继电器元件209时，第四继电器元件209可以使能第五继电器元件210。第五继电器元件210可以使能第一继电器元件204以对第一电池206充电。第一继电器元件204可以发送电流至第二继电器元件205。第二继电器元件205可以发送电流至第一电池206。
[0072]图7c示出第二电池213可以发送电压至第二电压检测器216。当第二电压检测器216检测到在置位参考电压之上的电压时，则第二输出开关可以关断。当第二输出开关关断时，第十继电器元件214可以被禁止对第二电池213充电。第十继电器元件214可以禁用第六继电器元件218。第六继电器元件218可以禁用第七继电器元件217。第七继电器元件217可以禁用第十二继电器元件212。第十二继电器元件212可以进至电流传至第二电池213。第十一继电器元件211可以从第二电池213发送电流以对装置200供电。
[0073]图8a示出当第一电池206电荷低时，第一开关SI可以导通。当第二电池213电荷低时，第二开关S2可以导通。第一开关SI导通可以导通第一电池充电组块222的充电。第二开关S2导通可以导通第二电池充电组块223的充电。
[0074]图Sb示出第一电池206可以发送电压至第一电压检测器207。当第一电压检测器207检测到小于置位参考电压的电压时，则可以使能第四继电器元件209。当第四继电器元件209被使能时，第四继电器元件209可以使能第五继电器元件210。第五继电器元件210可以使能第一继电器元件204以对第一电池206充电。第一继电器元件204可以发送电流至第二继电器元件205。第二继电器元件205可以发送电流至第一电池206。
[0075]第二电池213可以发送电压至第二电压检测器216。当第二电压检测器216检测到小于置位参考电压的电压时，则可以使能第十继电器元件214。当第十继电器元件214被使能时，第十继电器元件214可以使能第九继电器元件215。第九继电器元件215可以使能第六继电器元件218以对第二电池213充电。第六继电器元件218可以发送电流至第七继电器元件217。第七继电器元件217可以发送电流至第二电池213。
[0076]第一电池206和第二电池213可以同时充电。第一电池206和第二电池213可以在不同时刻充电。
[0077]图9a示出当第一电池206充满电时，第一开关SI可以关断。当第二电池213充满电时，第二开关S2可以关断。关断第一开关SI可以关断第一电池充电组块222的充电。关断第二开关S2可以关断第二电池充电组块223的充电。
[0078]图9b示出第一电池206可以发送电压至第一电压检测器207。当第一电压检测器207检测到在置位参考电压之上的电压时，则输出开关可以关断。当输出开关关断时，可以禁止第四继电器元件209对第一电池206充电。第四继电器元件209可以禁用第五继电器元件210。第五继电器元件210可以禁用第一继电器元件204。第一继电器元件204可以禁用第二继电器元件205。当第二继电器元件205被禁用时，超级电容器充电电路202可以发送电流至第一电流平衡控制继电器208。电流平衡控制继电器208可以发送电流至第十一继电器元件211。第十一继电器元件211可以发送电流以对装置200供电。
[0079]与此同时或者在不同时刻，第二电池213可以发送电压至第二电压检测器216。当第二电压检测器216检测到在置位参考电压之上的电压时，则第二输出开关可以关断。当第二输出开关关断时，可以禁止第十继电器元件214对第二电池213充电。第十继电器元件214可以禁用第九继电器元件215。第九继电器元件215可以禁用第六继电器元件218。第六继电器元件218可以禁用第七继电器元件217。第七继电器元件217可以禁止电流传至第二电池213。当第七继电器元件217被禁用时，超级电容器充电电路220可以发送电流至第十继电器元件214。第十继电器元件214可以发送电流至第十一继电器元件211。第十一继电器元件211可以发送电流以对装置200供电。
[0080]图1Oa示出当电力管理系统100被激活时，热控制器225可以检查装置200和/或电力管理系统100的温度。热控制器225可以采用温度传感器检查温度。如果装置200和/或电力管理系统100的温度大于理想温度，则热控制器225可以激活冷却元件226。热控制器225可以连续地或周期性地检查温度。如果温度已经改变并且温度小于理想温度，则热控制器225可以停用冷却元件226。如果温度尚未改变或者温度大于理想温度，冷却元件226可以保持被激活。理想温度可以在约50°F和约350°F之间，更窄的，在约60°F和约300°F之间，在约70 °F和约200 °F之间，在约80 °F和约150 °F之间，在约10 °F和约125 °F之间，例如约100 °F，或者约205°F。如果装置200和/或电力管理系统100的温度小于理想温度，热控制器225可以激活加热元件。加热元件可以是加热器、加热液体、加热胶体、加热棒、或其任意组合。
[0081 ]图1Ob示出电力管理系统100可以是受热传感器控制的。第一电池206、第二电池213、电源101或其任意组合可以对热控制器225供电。
[0082]图11示出GPS发射器227可以使能对装置200和/或电力管理系统100的追踪。第一电池206、第二电池213、电源101或其任意组合可以对GPS发射器227供电。
[0083]继电器元件可以是但不限于继电器、开关、电流平衡控制、焊料桥接器、跳接器、SPDT继电器、SPST继电器、SPST继电器、DIP开关、按钮开关、SPDT拨动开关、或其任意组合。继电器元件可以连接至第一充电器组块222、第二充电器组块223的任意部件，或者电力管理系统100的任何其他部件，本申请中所提到的任意部件，或者其组合。
【主权项】
1.一种电力管理系统，包括: 第一电池，具有第一电池电压； 第二电池，具有第二电池电压； 第一电容器组，附接至所述第一电池； 第二电容器组，附接至所述第二电池；以及 电力管理元件，被配置用于当所述第一电池电压小于第一充满电池电压时从所述第一电容器组发送电流至所述第一电池，以及其中当来自所述第一电容器的电流被发送至所述第一电池时并且当所述第二电池电压小于第二充满电池电压时，所述电力管理元件被配置为从所述第二电容器组发送电流至所述第二电池。2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括卫星导航接收器，被附接至所述系统。3.根据权利要求1所述的系统，进一步包括电力调节电路，其中所述电力调节电路包括DC至DC转换器，所述DC至DC转换器被配置用于输出恒定负载输入电流和恒定负载输入电压。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统被配置为感测所述第一电池电压、所述第二电池电压、来自所述第一电容器组的电流以及来自所述第二电容器组的电流。5.根据权利要求1所述的系统，进一步包括第一电源和第三电容器组，其中所述第一电源被配置用于向所述第三电容器组递送能量。6.根据权利要求1所述的系统，进一步包括第一电源，被配置用于向所述第一电容器组或所述第二电容器组递送能量。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一电容器组包括具有第一充满电容器电压的第一电容器、具有第二充满电容器电压的第二电容器、具有第三充满电容器电压的第三电容器、具有第四充满电容器电压的第四电容器以及具有第五充满电容器电压的第五电容器，其中所述第一充满电容器电压、所述第二充满电容器电压、所述第三充满电容器电压、所述第四充满电容器电压以及所述第五充满电容器电压具有相同的电压。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电力管理元件包括微处理器。9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电力管理元件包括比较器。10.根据权利要求1所述的系统，进一步包括分压器，被配置用于以2.7伏的增量从所述第一电容器组发送电流至所述第一电池。11.根据权利要求1所述的系统，进一步包括分压器，被配置用于以2.7伏的增量从所述第二电容器组发送电流至所述第二电池。12.根据权利要求1所述的系统，进一步包括温度管理元件和温度传感器，其中所述系统被配置用于当所述系统检测到来自所述温度传感器的温度大于理想温度时被冷却。13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述温度管理元件包括珀耳帖结或压电板中的至少一种。14.一种电力管理系统，包括: 第一电容器组； 第二电容器组； 第一电源，被配置用于递送能量至所述第一电容器组；以及 电池，其中所述第二电容器组被配置用于对所述电池放电。15.根据权利要求14所述的系统，进一步包括第二电源和第三电容器组，其中所述第三电容器组被配置用于从所述第一电源或所述第二电源中的至少一个接收能量。16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述第一电源包括太阳能面板、风力涡轮机、或固定线路中的至少一种。17.根据权利要求14所述的系统，其中，所述第一电容器组具有小于或等于13.5V。18.根据权利要求14所述的系统，进一步包括卫星导航接收器，被附接至所述系统。19.一种用于对第一电池和第二电池充电的方法: 确定来自所述第一电池的第一电压； 确定来自所述第二电池的第二电压； 当所述第一电压小于第一充满电池电压时从耦合至所述第一电池的第一电容器组发送第一电流；以及 当所述第二电压小于第二充满电池电压时从耦合至所述第二电池的第二电容器组发送第二电流。20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括，从第一电源对第三电容器组充电。21.—种用于对第一电池和第二电池充电的方法: 采用第一电容器组对第一电池充电； 采用第三第二电容器组对第二电池充电； 接收从电源至第三电容器组的电流；以及 当所述第一电容器组小于理想电容器电压时采用所述第一电容器组切换所述第三电容器组，使得所述第一电容器从所述电源接收电流并且所述第三电容器组对所述第一电池充电。22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述理想电容器电压是从OV至2V。23.—种用于对第一电池和第二电池充电的方法: 测量来自第一电源的第一电压； 测量来自第二电源的第二电压； 选择所述第一电源或所述第二电源； 由第一电容器组从所述第一电源或所述第二电源接收第一电流；以及 从所述第一电容器组向所述第一电池或所述第二电池放电。24.根据权利要求23所述的方法，其中，以2.7V的增量发生所述接收。25.根据权利要求23所述的方法，其中，所述选择进一步包括当所述第一电压大于所述第二电压时选择所述第一电源。26.根据权利要求23所述的方法，其中，所述选择包括由用户手动地选择所述第一电源或所述第二电源。
【文档编号】H02J7/04GK105830306SQ201480068299
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年10月28日
【发明人】S·K·杨, Y·M·邱
【申请人】V5系统公司