电加热气溶胶生成系统的制作方法

本发明涉及一种控制电加热气溶胶生成系统的方法，一种控制电加热气溶胶生成装置的方法，以及相关的电加热气溶胶生成系统和装置。

背景技术：

1、具有便携式装置和一次充电装置的这种电气系统的实例是电操作吸烟系统。当准许消费者在吸烟过程中选择性地激活吸烟系统时，与端部点燃式吸烟装置相比，电操作的吸烟系统显著地减小侧流烟。电操作的吸烟系统通常包含具有用于容纳气溶胶生成制品或吸烟制品的壳体的气溶胶生成装置、用于生成气溶胶的加热元件、电源和必要的电路。电路可以是(例如)用于控制气溶胶生成装置的加热和充电的电路。具有便携式装置和一次充电装置提供小型气溶胶生成装置为易于保持且使用的便携式装置的优点，并且提供迅速且便利地再充电气溶胶生成装置以用于重复使用的能力。

2、尽管有这种已知系统，仍需要能够提高电源充电过程的速度和效率。即，充电装置电源的充电和气溶胶生成装置电源的充电。

技术实现思路

1、根据本发明的一个方面，提供了一种控制电加热气溶胶生成系统的方法。所述电加热气溶胶生成系统包括：充电装置，其包括可再充电电源；和电加热气溶胶生成装置，其配置成容纳气溶胶生成基质，所述电加热气溶胶生成装置包括可再充电电源和至少一个电加热元件。所述方法包括：监测充电装置邻近的环境温度；依赖于充电装置邻近的环境温度确定充电电流，以用于对充电装置的可再充电电源进行充电；并且以所确定的充电电流对充电装置的可再充电电源进行充电。如此当充电装置邻近的环境温度在第一预定温度范围内时，充电电流小于约0.1c；当充电装置邻近的环境温度在第二预定温度范围内时，充电电流大于约0.1c；并且，当充电装置邻近的环境温度大于预定温度时，防止对充电装置的可再充电电源进行充电。

2、提供这种充电方法使得充电装置的可再充电电源能够以大体上最优速率再充电同时降低由提供对电源的电流状态来说过大的充电电流导致的损坏可再充电电源的风险。

3、如本文所使用，术语“c”指代充电电流，其中对于1000mah可再充电电源来说1c等同于1a。即，借以在一个小时内提供可再充电电源的容量的充电电流。

4、在一个实施例中，第一温度范围在约0摄氏度到约10摄氏度之间，且第二温度范围在约10摄氏度到约45摄氏度之间。

5、在优选实施例中，当充电装置邻近的环境温度在第二预定温度范围内时，充电电流为约0.2c。

6、充电装置的可再充电电源可配置成允许电源的快速充电。在这个实施例中，当充电装置邻近的环境温度在第二预定温度范围内时，快速充电电流为约1c。方法可以包括接收来自使用者的要求对充电装置电源进行快速充电的输入。另外，或替代地，方法可以包括确定提供电力以对充电装置电源进行再充电的输入电源的类型，并且相应地确定充电电流。例如，如果输入电源不能提供对可再充电电源进行快速充电的充足电力，那么选择0.2c的充电电流。

7、鉴于上述情况，将了解，第一和第二温度范围以及相关的充电电流可依赖于所使用的电源类型而由本领域一般技术人员改变。

8、方法可进一步包括：当充电装置的可再充电电源正经充电时，向使用者指示哪一充电电流正被提供给电源。优选的是，指示哪一充电电流正被提供的步骤利用以下各者中的至少一者：视觉指示器，例如灯，或一连串灯；声音，或一连串声音；和触觉指示器。触觉指示器可以是振动或一连串振动。视觉指示器可以是数字显示器。数字显示器可提供对将充电装置可再充电电源充满电所需的时间的估计。

9、优选的是，方法进一步包括以下步骤：确定充电装置的可再充电电源的放电电流，以用于对电加热气溶胶生成装置的可再充电电源进行充电；并且以所确定放电电流对电加热气溶胶生成装置的可再充电电源进行充电。如此当充电装置邻近的环境温度在第三预定温度范围内时，放电电流在约0.1c到约0.3c之间；当充电装置邻近的环境温度在第四预定温度范围内时，放电电流在约0.8c到约1.2c之间；且当充电装置邻近的环境温度大于预定温度时，防止充电装置的可再充电电源的放电。

10、提供这种充电方法使得电加热气溶胶生成装置的可再充电电源能够以大体上最优速率再充电，同时降低由提供对电源的电流状态来说过大的充电电流导致的损坏充电装置的可再充电电源的风险。如将了解，充电装置电源的放电电流大体上相当于电加热气溶胶生成装置电源的充电电流。

11、在一个实施例中，第三温度范围在约-10摄氏度到约0摄氏度之间，且第四温度范围在约0摄氏度到约45摄氏度之间。

12、在优选实施例中，当充电装置邻近的环境温度在第三预定温度范围内时，放电电流为约0.2c，且当充电装置邻近的环境温度在第四预定温度范围内时，放电电流为约1c。

13、方法可进一步包括：当充电装置的可再充电电源正经放电时，向使用者指示哪一放电电流正被提供给电加热气溶胶生成装置的电源。优选的是，指示哪一放电电流正被提供的步骤利用以下各者中的至少一者：视觉指示器，例如灯，或一连串灯；声音，或一连串声音；和触觉指示器。触觉指示器可以是振动或一连串振动。视觉指示器可以是电子显示器。电子显示器可提供对将电加热气溶胶生成装置可再充电电源充满电所需的时间的估计。

14、优选的是，方法进一步包括监测电加热生成装置邻近的环境温度，且依赖于装置邻近的环境温度，将充电电流提供到电加热气溶胶生成装置的可再充电电源以用于对电源进行再充电。如此当电加热气溶胶生成装置邻近的环境温度在预定温度范围内时，将约10c的充电电流提供到电源；且当电加热气溶胶生成装置邻近的环境温度在预定温度范围外时，防止将充电电流提供到电源。

15、在优选实施例中，当预定温度范围为约0摄氏度到约35摄氏度时，将约10c的充电电流提供到电源。

16、在一个实施例中，监测环境温度的步骤优选地以约每分钟一次到约每分钟五次的频率执行。优选的是，每分钟监测一次环境温度。在这个实施例中，依赖于所监测环境温度的平均数，优选地加权平均数执行确定充电电流的步骤。可使用两个、三个、四个或更多测量结果计算平均数。在使用的情况下，应用于每一连续测量的权重可按等差级数或等比级数减小。

17、在优选实施例中，使用加权平均数，其中加权平均值是使用当前经测量环境温度和先前加权平均数来计算。当前测量结果给定有在约10％到约50％之间的权重，且相应的先前加权平均数给定有在约90％到约50％之间的权重。优选的是，依赖于可再充电电源和周围空气的总传热系数选择所应用权重，使得加权产生可再充电电源的加热速率或冷却速率的近似值。将初始加权平均数设为环境温度的第一测量结果。

18、在一个实例中，当前测量结果给定有约20％的权重，且先前加权平均数给定有约80％的权重。有利的是，这些权重近似此处描述的系统的可再充电电源的相对缓慢加热速率或冷却速率。

19、根据本发明的另一方面，提供了一种控制电加热气溶胶生成装置的方法，所述电加热气溶胶生成装置配置成容纳气溶胶生成基质。装置包括可再充电电源和至少一个电加热元件。方法进一步包括：监测装置邻近的环境温度；依赖于装置邻近的环境温度将来自可再充电电源的电力提供到加热元件。如此：当装置邻近的环境温度在预定温度范围内时，将电力提供到加热元件；且当装置邻近的环境温度在预定温度范围外时，防止将电力提供到加热元件。

20、在一个实施例中，操作温度范围在约10摄氏度到约70摄氏度之间，更优选的是在约12摄氏度到约65摄氏度之间。与温度在操作范围内时的加热元件的电阻相比，温度低于操作温度范围的下端时的加热元件的电阻较低。因此，根据欧姆定律，电流损耗更高，且在不增加大小和容量的情况下，电加热气溶胶生成装置的电源不能提供所需电流。

21、此外，监测气溶胶生成装置邻近的环境温度的步骤优选地以约每分钟一次到约每分钟五次的频率执行。优选的是，如上文所描述的使用类似加权平均处理。当前测量结果给定有在约10％到约50％之间的权重，且相应的先前加权平均数给定有在约90％到约50％之间的权重。优选的是，依赖于可再充电电源和周围空气的总传热系数选择所应用权重，使得加权产生可再充电电源的加热速率或冷却速率的近似值。此外，将初始加权平均数设为环境温度的第一测量结果。

22、在一个实例中，当前测量结果给定有约30％的权重，且先前加权平均数给定有约70％的权重。有利的是，由于气溶胶生成装置的热质量小于充电装置的热质量，这些权重比上文所描述的用于充电装置加权平均数的20％/80％模型更有效地模拟气溶胶生成装置的加热速率和冷却速率。因此，气溶胶生成装置比充电装置更快加热或冷却。

23、根据本发明的另一方面，提供了一种电加热气溶胶生成系统。所述系统包括配置成容纳气溶胶生成基质的电加热气溶胶生成装置。装置包括：加热元件；用于为加热元件供电的可再充电电源。系统进一步包括配置成容纳电加热气溶胶生成装置的充电装置。所述充电装置包括：腔，其用于容纳电加热气溶胶生成装置；可再充电电源，其用于对电加热气溶胶生成装置的可再充电电源进行充电；温度传感器，其用于感测充电装置邻近的环境温度；和控制器，其用于依赖于充电装置邻近的环境温度，控制从外部电源到充电装置电源的电力供给以对电源进行再充电。如此：当充电装置邻近的环境温度在第一预定温度范围内时，控制器配置成提供小于约0.1c的充电电流；当充电装置邻近的环境温度在第二预定温度范围内时，控制器配置成提供大于约0.1c的充电电流；且当充电装置邻近的环境温度大于预定温度时，防止对充电装置的可再充电电源进行充电。

24、提供这类系统使得充电装置的可再充电电源能够以大体上最优速率再充电同时降低由提供对电源的电流状态来说过大的充电电流导致的损坏可再充电电源的风险。

25、在一个实施例中，第一温度范围在约0摄氏度到约10摄氏度之间，且第二温度范围在约10摄氏度到约45摄氏度之间。

26、在优选实施例中，当充电装置邻近的环境温度在第二预定温度范围内时，充电电流为约0.2c。

27、充电装置的可再充电电源可配置成允许电源的快速充电。在这个实施例中，当充电装置邻近的环境温度在第二预定温度范围内时，快速充电电流为约1c。控制器可配置成接收来自使用者的要求对充电装置电源进行快速充电的输入。另外，或替代地，控制器可配置成确定提供电力以对充电装置电源进行再充电的输入电源的类型，并且相应地确定充电电流。例如，如果输入电源不能提供对可再充电电源进行快速充电的充足电力，那么选择0.2c的充电电流。

28、优选的是，充电装置包括用于接收外部电力以对可再充电电源进行再充电的构件。

29、充电装置可进一步包括指示器，所述指示器用于在充电装置的可再充电电源正经充电时向使用者指示哪一充电电流正被提供给电源。优选的是，指示器包括以下各者中的至少一者：视觉指示器，例如灯，或一连串灯；声音，或一连串声音；和触觉指示器。触觉指示器可以是振动，或一连串振动。视觉指示器可以是数字显示器。数字显示器可提供对将充电装置可再充电电源充满电所需的时间的估计。

30、优选的是，充电装置控制器经进一步配置以控制从充电装置电源到电加热气溶胶生成装置电源的电力供给从而对电源进行再充电。如此：当充电装置邻近的环境温度在第三预定温度范围内时，控制器配置成将在约0.1c到约0.3c之间的放电电流提供到电加热气溶胶生成装置的电源；当充电装置邻近的环境温度在第四预定温度范围内时，控制器配置成将在约0.8c到约1.2c之间的放电电流提供到电加热气溶胶生成装置的电源；且当充电装置邻近的环境温度大于预定温度时，控制器配置成防止充电装置的可再充电电源的放电。

31、提供这种控制器使得电加热气溶胶生成装置的可再充电电源能够以大体上最优速率再充电同时降低由提供对电源的电流状态来说过大的充电电流导致的损坏充电装置的可再充电电源的风险。如将了解，充电装置电源的放电电流大体上相当于电加热气溶胶生成装置电源的充电电流。

32、在一个实施例中，第三温度范围在约-10摄氏度到约0摄氏度之间，且第四温度范围在约0摄氏度到约45摄氏度之间。

33、在优选实施例中，当充电装置邻近的环境温度在第三预定温度范围内时，放电电流为约0.2c，且当充电装置邻近的环境温度在第四预定温度范围内时，放电电流为约1c。

34、优选的是，充电装置电源是锂离子电池。更优选的是，充电装置电源是钴酸锂电池。

35、优选的是，电加热气溶胶生成装置电源也是锂离子电池。更优选的是，电加热气溶胶生成装置电源是磷酸铁锂电池。

36、充电装置可进一步包括指示器，所述指示器用于在充电装置的可再充电电源正经放电时向使用者指示哪一放电电流正被提供给电加热气溶胶生成装置的电源。优选的是，指示器包括以下各者中的至少一者：视觉指示器，例如灯，或一连串灯；声音，或一连串声音；和触觉指示器。触觉指示器可以是振动或一连串振动。视觉指示器可以是电子显示器。电子显示器可提供对将电加热气溶胶生成装置可再充电电源充满电所需的时间的估计。

37、充电装置可包含显示器，或向使用者指示信息的另一显示器(例如数字显示器)。例如，显示器可指示吸烟制品消耗、能源使用或其它信息。显示器可进一步指示电加热气溶胶生成装置电源具有用于消耗吸烟制品的充足充电量。

38、优选的是，充电装置进一步包括壳体，和附着于壳体的盖。所述盖配置成封盖腔的开口端，以使得电加热气溶胶生成装置在盖处于关闭位置中时不可接入。充电装置可进一步包括用于防止在盖打开时到电加热气溶胶生成装置的电力供给的构件。

39、盖优选的是铰接盖。优选的是，铰链从前壁到后壁跨壳体顶部延伸。铰链可以包括配置成将盖保持在第一位置的弹簧。铰链还可以包括配置成在盖从第二位置移动到第一位置时缓冲盖的移动的阻尼器。替代地，铰链可以包括配置成将盖保持在第二位置的弹簧。在这个替代方案中，盖优选地具有用于将盖保持在第一位置的构件，所述保持构件配置成提供充足的力以克服由弹簧施加到盖的力。

40、保持构件可以包括至少一个磁体和至少一个对应铁类元件。所述至少一个磁体设置在主要装置的壳体中，且铁类元件设置在盖中。替代地，保持构件可以是插销式装置。

41、铰接盖可形成壳体的整个顶部。在这个替代方案中，铰链可在盖内部，且邻近壳体侧壁。

42、优选的是，充电装置的壳体包括前壁、后壁、底壁、顶壁、第一侧壁和第二侧壁。

43、用于描述充电装置和电加热气溶胶生成装置的组件的相对位置的术语“前部”、“后部”、“上部”、“下部”、“侧部”、“顶部”、“底部”、“左边”、“右边”和其它术语指代在垂直位置处具有开口的腔的充电装置配置成在顶端处容纳电加热气溶胶生成装置。

44、术语“纵向”指的是从底部到顶部的方向，反之亦然。术语“横向”指的是垂直于纵向方向的方向。

45、充电装置可以是包括由两个较窄侧壁间隔开的两个较宽壁面和顶壁和底壁的大体上长方体。电加热气溶胶生成装置优选的是伸长的。

46、优选的是，将温度传感器设置为与充电装置壳体的壁面接触，以实现所测量温度与环境温度之间的改进相关性。温度传感器可以是热电偶或热敏电阻。

47、优选的是，系统的电加热气溶胶生成装置进一步包括用于感测装置邻近的环境温度的温度传感器。优选的是，充电装置控制器经进一步配置以控制从充电装置电源到电加热气溶胶生成装置电源的电力供给，从而依赖于电加热气溶胶生成装置邻近的环境温度对电源进行再充电。如此：当电加热气溶胶生成装置邻近的环境温度在预定温度范围内时，控制器配置成将约10c的充电电流提供到电源；且当电加热气溶胶生成装置邻近的环境温度在预定温度范围外时，控制器配置成防止将充电电流提供到电源。

48、在优选实施例中，当预定温度范围为约0摄氏度到约35摄氏度时，将约10c的充电电流提供到电源。

49、优选的是，将电加热气溶胶生成装置的温度传感器设置为与装置的壳体的壁面接触，以实现所测量温度与环境温度之间的改进相关性。温度传感器可以是热电偶或热敏电阻。替代地，可将加热元件用作热敏电阻以测量温度。

50、根据本发明的又一方面，提供了一种电加热气溶胶生成装置，所述电加热气溶胶生成装置配置成容纳气溶胶生成基质。所述装置包括：加热元件；可再充电电源，其用于为加热元件供电；温度传感器，其用于感测装置邻近的环境温度；和控制器，其用于依赖于装置邻近的环境温度控制从电源到加热元件的电力供给。如此：当装置邻近的环境温度在预定温度范围内时，控制器配置成将电力提供到加热元件；且当装置邻近的环境温度在预定温度范围外时，控制器配置成防止将电力提供到加热元件。

51、装置可进一步包括指示器，所述指示器用于在装置邻近的环境温度在预定温度范围外时向使用者指示。

52、优选的是，气溶胶生成装置经设计以容纳呈气溶胶生成制品形式的气溶胶生成基质，且在吸烟过程中由使用者保持。优选的是，气溶胶生成装置电源适合于在气溶胶生成开始之前将气溶胶形成基质加热到操作温度。气溶胶生成装置中的电源还适合于在气溶胶生成期间维持气溶胶形成基质的温度。

53、优选的是，气溶胶生成装置与端部点燃式香烟的大小相似或稍大。因此，装置可以与端部点燃式香烟类似的方式保持于使用者的手指间。

54、优选的是，气溶胶生成基质呈气溶胶生成制品或吸烟制品的形式。

55、如本文中所使用的，术语‘气溶胶形成基质’涉及能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基质。通过加热气溶胶形成基质释放这类挥发性化合物。气溶胶形成基质可以是固体或液体或包括固体和液体组分。气溶胶形成基质可被吸附、涂覆、浸渍或以其它方式加载到承载件或支承件上。成烟基质可便利地是成烟制品或吸烟制品的一部分。

56、气溶胶形成基质可以包括尼古丁。气溶胶形成基质可以包括烟草，例如可以包括含有挥发性烟草香味化合物的含烟草材料，当加热时所述挥发性烟草香味化合物从气溶胶形成基质释放。在优选实施例中，气溶胶形成基质可以包括均质烟草材料，例如落叶烟草。气溶胶形成基质可以包括至少一个气溶胶形成剂，例如丙二醇或丙三醇。

57、如本文中所使用的，术语‘气溶胶生成制品’和‘吸烟制品’指代一种包括气溶胶形成基质的制品，该气溶胶形成基质能够释放出可形成气溶胶的挥发性化合物。例如，气溶胶生成制品可以是生成通过使用者的口直接可吸入使用者的肺中的气溶胶的吸烟制品。成烟制品可以是用完即可丢弃的。下文中通常使用术语‘气溶胶生成制品’。

58、与通过气溶胶形成基质的燃烧或热降解产生的己知有害成分相比，通过加热所述气溶胶形成基质形成的气溶胶可含有较少的已知有害成分。气溶胶生成制品可以是或可包括烟草梗。

59、优选的是，气溶胶形成基质包括含有挥发性烟草香味化合物的含烟草材料，当加热时所述挥发性烟草香味化合物从基质释放。此外，气溶胶形成基质可包括非烟草材料。优选地，气溶胶形成基质还包含气溶胶形成剂。合适的气溶胶形成剂的例子是甘油和丙二醇。

60、气溶胶形成基质可以是固体基质。固体基质可包含例如下述中的一种或多种：包含下述中的一种或多种的粉末、颗粒、小球、碎片、通心管(spaghettis)、条或片材：草本植物叶、烟叶、烟肋片段、再生烟草、均质烟草、挤出烟草和膨胀烟草。任选地，固体基质可含有另外的烟草或非烟草挥发性香味化合物，以在基质加热时释放。视情况地，固体基质可以设置在热稳定载体上或嵌入在热稳定载体中。载体可采取粉末、颗粒、小球、碎片、通心管、条或片材的形式。此外，载体可为管状载体，其内表面、外表面或内外表面两者上沉积有固体基质薄层。此类管状载体可由例如纸、或纸状材料、非织造碳纤维垫、低质量开网金属丝网、或穿孔金属箔或任何其他热稳定的聚合物基质形成。固体基质可以例如片材、泡沫、凝胶或浆料的形式安置在载体的表面上。固体基质可安置在载体的整个表面上，或替代地，可以模式安置以便提供在使用期间非均匀的香味递送。替代地，载体可为已包括有烟草成分的无纺布或纤维束。非织造织物或纤维束可包含例如碳纤维、天然纤维素纤维或纤维素衍生物纤维。

61、气溶胶形成基质可为液体基质，并且吸烟制品可包括用于保持液体基质的设备。气溶胶形成基质可替代地为任何其他种类的基质，例如气态基质或各种类型基质的任何组合。

62、本发明的一个方面的任何特征均可以任何适当组合应用于本发明的其他方面。特别地，方法方面可应用于设备方面，并且反之亦然。更具体地说，关于充电装置和电加热气溶胶生成装置的本文中所描述的控制器可配置成执行关于电源的控制的任何方法方面。此外，在一个方面的任何、一些和/或所有特征可以任何适当组合应用于任何其他方面的任何、一些和/或所有特征。

63、还应了解在本发明的任何方面描述且限定的各种特征的特定组合可独立地实现和/或供应和/或使用。