用于从电池向电负载供应能量的能量供应系统技术方案

一种电动窗帘可被配置为调节覆盖材料的位置以控制进入空间的日光量。电动窗帘可包括用于对能量储存元件(诸如超级电容器的和/或可充电电池)充电的DC电源。能量储存元件可被配置为对用于调节覆盖材料的位置的马达的操作提供电力。能量储存元件可在向马达供电时放电并且可充电使得其从电池汲取的电流处于延长电池的寿命的期望平均电流电平。长电池的寿命的期望平均电流电平。长电池的寿命的期望平均电流电平。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从电池向电负载供应能量的能量供应系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求2020年5月22日提交的美国临时专利申请号63/028,859的权益，所述专利申请的内容全文以引用方式并入本文。

技术介绍

[0003]典型的窗帘(诸如卷帘、帷幔、罗马帘和/或百叶帘)可以安装在窗或开口的前方，以控制可进入用户环境的光量和/或提供隐私。可以调节窗帘上的覆盖材料(例如，遮光织物)以控制进入用户环境的日光量和/或提供隐私。覆盖材料可以手动控制和/或使用电动驱动系统自动控制，以节省能源和/或为居住者提升舒适度。例如，可以升高覆盖材料以允许光进入用户环境并允许减少照明系统的使用。也可以降低覆盖材料以减少太阳眩光的发生。

技术实现思路

[0004]一种电动窗帘可包括舱和马达驱动单元。舱可以是马达驱动单元的一部分或与其分开。舱可被配置为接收一个或多个电池。电池(例如，每个电池)可由开路电池电压定义。马达驱动单元可包括能量储存元件。电池可由第一电池化学成分构成，并且能量储存元件可由第二电池化学成分构成，其中第一电池化学成分不同于第二电池化学成分。例如，一个或多个电池包括碱性电池，诸如可由用户更换的现成碱性电池。能量储存元件包括一个或多个锂电池和/或一个或多个超级电容器。电池可被配置为提供能量储存以用于在覆盖材料的多次移动期间为马达供电，并且能量储存元件可被配置为在覆盖材料的移动之后由一个或多个电池的能量储存再充电。例如，能量储存元件可以在一个或多个电池的寿命期间(例如，在电池需要更换之前)被充电和放电多次。例如，在一个或多个电池的所有能量储存的单次放电期间，能量储存元件被充电和放电多次。舱可被配置为使一个或多个电池可移除和可更换。
[0005]马达驱动单元可包括被配置为控制电动窗帘的覆盖材料的移动的马达。覆盖材料可被配置为升高和降低以控制进入空间的日光量。覆盖材料可以与电动窗帘成一体或与其分开提供。马达驱动单元可包括功率转换电路，所述功率转换电路被配置为从一个或多个电池传导电池电流以对能量储存元件充电。马达驱动单元可包括马达驱动电路，所述马达驱动电路被配置为从能量储存元件汲取电流，以控制向马达输送的电力以控制覆盖材料的移动。马达驱动单元可包括控制电路，所述控制电路被配置为控制电池电流，使得例如当向马达输送电力以控制覆盖材料的移动时和/或在某个时间段(例如，一天、一周或一个月)期间，开路电池电压降低不超过设定百分比。设定百分比可为10％，或者优选为5％，或者更优选为3％。
[0006]控制电路可被配置为使马达驱动电路在为马达供电以控制覆盖材料的移动所需的电压电平下从能量储存元件汲取电流，并且当电池的能量密度低于其最大能量密度的某个百分比(例如，20％、25％、或30％)时，一个或多个电池可能无法在向马达供电以控制覆
盖材料的移动(例如，从完全闭合位置和完全打开位置)所需的电压电平下提供电池电流。例如，当电池的能量密度低于其最大能量密度的某个百分比(例如，20％、25％、或30％)时，电池电压可能低于进行以下操作所需的阈值：在为马达供电以控制覆盖材料的移动(例如，从完全闭合位置和完全打开位置)所需的电压电平下提供电池电流所需的阈值。
[0007]电池可具有比能量储存元件的内阻大多倍(例如，10倍)的内阻。在一些示例中，电池(例如，每个电池)的特征可以在于响应于0.5W的消耗电压降至少为0.2V，并且其中能量储存元件的特征在于响应于0.5W的消耗电压降不超过0.04V。此外，在一些示例中，电池(例如，每个电池)的特征可以在于响应于0.5W的消耗的电压降比能量储存元件响应于0.5W的消耗的电压降大至少10倍。
[0008]控制电路可被配置为控制功率转换器使得由功率转换器从一个或多个电池传导以对能量储存元件充电的电池电流不超过阈值电流。在一些示例中，阈值电流的特征可以在于：一个或多个电池保持小于0.01C或0.02C的放电率(C
‑
rate)。
[0009]控制电路可被配置为在不同模式下操作，其中每个模式的特征在于：马达驱动电路从不同的能量源汲取电力。例如，控制电路可被配置为在第一模式和/或第二模式下操作，在所述第一模式下，马达驱动电路从一个或多个电池汲取电池电流，以控制向马达输送的电力以控制覆盖材料的移动，在所述第二模式下，马达驱动电路从能量储存元件汲取电流，以控制向马达输送的电力以控制覆盖材料的移动。控制电路可被配置为当一个或多个电池的开路电池电压高于阈值电压(例如，1.4V)时在第一模式下操作，并且当一个或多个电池的开路电池电压低于阈值电压时在第二模式下操作。替代地或附加地，控制电路可被配置为在马达的操作期间在模式之间切换。例如，控制电路可被配置为当马达控制覆盖材料的移动所需的电流低于阈值电流时在第一操作模式下操作，并且当马达控制覆盖材料的移动所需的电流高于阈值电流时在第二操作模式下操作。
[0010]电动窗帘可包括弹簧辅助组件，所述弹簧辅助组件被配置为减小来自马达驱动单元控制覆盖材料的移动所需的扭矩。弹簧辅助组件可被配置为使得马达驱动单元可以在升高和降低覆盖材料时以基本恒定的扭矩操作。
[0011]控制电路可被配置为：确定用于控制功率转换电路的半导体开关的接通时间和操作周期以将由功率转换器从一个或多个电池传导的电池电流的量值控制为平均电流。平均电流可被设定为使得当向马达输送电力以控制覆盖材料的移动(例如，从完全闭合位置和完全打开位置)时，开路电池电压降低不超过某个百分比(例如，10％、5％、或3％)。控制电路可被配置为根据接通时间和操作周期控制功率转换电路的半导体开关。此外，在一些示例中，功率转换电路可包括具有与半导体开关串联联接的初级绕组的变压器，并且初级绕组可被配置为当半导体开关导通时通过半导体开关传导初级电流。
[0012]尽管主要在电动窗帘或其马达驱动单元的上下文中进行描述，但装置也可以用于控制其他负载类型。例如，设备可包括负载(例如，马达)和被配置为接收一个或多个电池(例如，碱性电池)的舱。设备还可包括负载驱动单元，所述负载驱动单元包括能量储存元件(例如，一个或多个锂电池或超级电容器)、功率转换电路和负载驱动电路。功率转换电路可被配置为从一个或多个电池(例如，碱性电池)传导电池电流以对能量储存元件(例如，一个或多个锂电池或超级电容器)充电。负载驱动电路可被配置为从能量储存元件(例如，一个或多个锂电池或超级电容器)汲取电流以控制向负载输送的电力。在一些示例中，电池(例
如，碱性电池)可由开路电池电压定义，并且功率转换电路可被配置为控制电池电流，使得当向负载输送电力时，开路电池电压降低不超过某个百分比(例如，10％、5％或3％)。
[0013]设备还可包括被配置为在多种模式下操作的控制电路。例如，控制电路可被配置为在第一模式和第二模式下操作，在所述第一模式下，负载驱动电路从电池(例如，碱性电池)汲取电池电流以控制向负载输送的电力，在所述第二模式下，负载驱动电路从能量储存元件(例如，一个或多个锂电池或超级电容器)汲取电流以控制向负载输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电动窗帘，其包括：舱，所述舱被配置为接收一个或多个电池，其中所述一个或多个电池由开路电池电压定义；以及马达驱动单元，所述马达驱动单元包括：马达，所述马达被配置为控制所述电动窗帘的覆盖材料的移动；能量储存元件；功率转换电路，所述功率转换电路被配置为从所述一个或多个电池传导电池电流以对所述能量储存元件充电；马达驱动电路，所述马达驱动电路被配置为从所述能量储存元件汲取电流，以控制向所述马达输送的电力以控制所述覆盖材料的移动；以及控制电路，所述控制电路被配置为控制所述电池电流，使得当向所述马达输送电力以控制所述覆盖材料的移动时，所述开路电池电压降低不超过设定百分比。2.根据权利要求1所述的电动窗帘，其中所述设定百分比为5％。3.根据权利要求1所述的电动窗帘，其中所述设定百分比为3％。4.根据权利要求1所述的电动窗帘，其中所述能量储存元件包括一个或多个锂电池。5.根据权利要求1所述的电动窗帘，其中所述能量储存元件包括一个或多个超级电容器。6.根据权利要求1所述的电动窗帘，其中所述一个或多个电池包括碱性电池，并且其中所述能量储存元件包括一个或多个锂电池。7.根据权利要求1所述的电动窗帘，其中所述舱被配置为允许所述一个或多个电池可移除且可更换。8.根据权利要求1所述的电动窗帘，其还包括弹簧辅助组件，所述弹簧辅助组件被配置为减小来自所述马达驱动单元用于控制所述覆盖材料的移动所需的扭矩。9.根据权利要求8所述的电动窗帘，其中所述弹簧辅助组件被配置为使得所述马达驱动单元能够在所述覆盖材料被升高和降低时以基本恒定的扭矩操作。10.根据权利要求1所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为使所述马达驱动电路在向所述马达供电以控制所述覆盖材料的移动所需的电压电平下从所述能量储存元件汲取所述电流，其中当所述一个或多个电池的能量密度低于其最大能量密度的30％时，所述一个或多个电池无法在向所述马达供电以控制所述覆盖材料从完全闭合和完全打开位置移动所需的所述电压电平下提供所述电池电流。11.根据权利要求10所述的电动窗帘，其中当所述一个或多个电池的能量密度小于其最大能量密度的30％时，电池电压低于进行以下操作所需的阈值：在向所述马达供电以控制所述覆盖材料的移动所需的所述电压电平下提供所述电池电流。12.根据权利要求1所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为控制功率转换器使得由所述功率转换器从所述一个或多个电池传导以对所述能量储存元件充电的所述电池电流不超过阈值电流。13.根据权利要求12所述的电动窗帘，其中所述阈值电流的特征在于：所述一个或多个电池保持小于0.01C的放电率(C
‑
rate)。14.根据权利要求1所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为在第一模式和第二模
式下操作，在所述第一模式下，所述马达驱动电路从所述一个或多个电池汲取所述电池电流，以控制向所述马达输送的所述电力以控制所述覆盖材料的移动，在所述第二模式下，所述马达驱动电路从所述能量储存元件汲取所述电流，以控制向所述马达输送的所述电力以控制所述覆盖材料的移动。15.根据权利要求14所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为当所述一个或多个电池的所述开路电池电压高于阈值电压时在所述第一模式下操作，并且当所述一个或多个电池的所述开路电池电压低于所述阈值电压时在所述第二模式下操作。16.根据权利要求14所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为当所述马达控制所述覆盖材料的移动所需的电流低于阈值电流时在第一操作模式下操作，并且当所述马达控制所述覆盖材料的移动所需的所述电流高于所述阈值电流时在第二操作模式下操作。17.根据权利要求1所述的电动窗帘，其中所述一个或多个电池的特征在于：响应于0.5W的消耗，电压降至少为0.2V，并且其中所述能量储存元件的特征在于：响应于0.5W的消耗，电压降不超过0.04V。18.根据权利要求1所述的电动窗帘，其中所述一个或多个电池的特征在于：响应于0.5W的消耗的电压降比所述能量储存元件响应于0.5W的消耗的电压降大至少10倍。19.根据权利要求1所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为：确定用于控制所述功率转换电路的半导体开关的接通时间和操作周期以将由所述功率转换器从所述一个或多个电池传导的所述电池电流的量值控制为平均电流；以及根据所述接通时间和所述工作周期控制所述功率转换电路的所述半导体开关。20.根据权利要求19所述的电动窗帘，其中所述平均电流被设定为使得当向所述马达输送电力以控制所述覆盖材料的移动时，所述开路电池电压降低不超过10％。21.根据权利要求19所述的电动窗帘，其中所述功率转换电路包括具有与所述半导体开关串联联接的初级绕组的变压器，其中所述初级绕组被配置为当所述半导体开关导通时通过所述半导体开关传导初级电流。22.根据权利要求1所述的电动窗帘，其还包括：覆盖材料，所述覆盖材料被配置为升高和降低以控制进入空间的日光量。23.一种装置，其包括：负载；舱，所述舱被配置为接收一个或多个碱性电池；以及负载驱动单元，所述负载驱动单元包括：一个或多个锂电池或超级电容器；功率转换电路，所述功率转换电路被配置为从所述一个或多个碱性电池传导电池电流以对所述一个或多个锂电池或超级电容器充电；以及负载驱动电路，所述负载驱动电路被配置为从所述一个或多个锂电池或超级电容器汲取电流以控制向所述负载输送的电力。24.根据权利要求23所述的装置，其中所述一个或多个碱性电池由开路电池电压定义，并且其中所述功率转换电路被配置为控制所述电池电流，使得当向所述负载输送电力时，所述开路电池电压降低不超过10％。25.根据权利要求23所述的装置，其中所述一个或多个碱性电池由开路电池电压定义，
并且其中所述功率转换电路被配置为控制所述电池电流，使得当向所述负载输送电力时，所述开路电池电压降低不超过5％。26.根据权利要求23所述的装置，其中所述一个或多个碱性电池由开路电池电压定义，并且其中所述功率转换电路被配置为控制所述电池电流，使得当向所述负载输送电力时，所述开路电池电压降低不超过3％。27.根据权利要求23所述的装置，其还包括：控制电路，所述控制电路被配置为在第一模式和第二模式下操作，在所述第一模式下，所述负载驱动电路从所述一个或多个碱性电池汲取所述电池电流以控制向所述负载输送的所述电力，在所述第二模式下，所述负载驱动电路从所述一个或多个锂电池或超级电容器汲取所述电流以控制向所述负载输送的所述电力；并且其中所述控制电路被配置为当所述一个或多个碱性电池的开路电池电压高于阈值电压时在所述第一模式下操作，并且当所述一个或多个碱性电池的所述开路电池电压低于所述阈值电压时在所述第二模式下操作。28.根据权利要求23所述的装置，其还包括：控制电路，所述控制电路被配置为在第一模式和第二模式下操作，在所述第一模式下，所述负载驱动电路从所述一个或多个碱性电池汲取所述电池电流以控制向所述负载输送的所述电力，在所述第二模式下，所述负载驱动电路从所述一个或多个锂电池或超级电容器汲取所述电流以控制向所述负载输送的所述电力；并且其中所述控制电路被配置为当所述负载所需的电流低于阈值电流时在第一操作模式下操作，并且当所述负载所需的所述电流高于所述阈值电流时在第二操作模式下操作。29.一种电动窗帘，其包括：覆盖材料，所述覆盖材料被配置为升高和降低以控制进入空间的日光量；舱，所述舱被配置为接收一个或多个电池；以及马达驱动单元，所述马达驱动单元包括：马达，所述马达被配置为控制所述覆盖材料的移动；能量储存元件；功率转换电路，所述功率转换电路被配置为从所述一个或多个电池传导电池电流以对所述能量储存元件充电；马达驱动电路，所述马达驱动电路被配置为控制向所述马达输送的电力以控制所述覆盖材料的移动；以及控制电路，所述控制电路被配置为在第一模式和第二模式下操作，在所述第一模式下，所述马达驱动电路从所述一个或多个电池汲取所述电池电流，以控制向所述马达输送的所述电力以控制所述覆盖材料的移动，在所述第二模式下，所述马达驱动电路从所述能量储存元件汲取所述电流，以控制向所述马达输送的所述电力以控制所述覆盖材料的移动。30.根据权利要求29所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为当所述一个或多个电池的开路电池电压高于阈值电压时在所述第一模式下操作，并且当所述一个或多个电池的所述开路电池电压低于所述阈值电压时在所述第二模式下操作。31.根据权利要求29所述的电动窗帘，其中所述控制电路被配置为当所述马达控制所述覆盖材料的移动所需的电流低于阈值电流时在第一操作模式下操作，并且当所述马达控
制所述覆盖材料的移动所需的所述电流高于所述阈值电流时在第二操作模式下操作。32.一种用于电动窗帘的马达驱动单元，所述马达驱动单元包括：舱，所述舱被配置为接收一个或多个电池，其中所述一个或多个电池由开路电池电压定义；马达，所述马达被配置为控制所述电动窗帘的覆盖材料的移动；能量储存元件；功率转换电路，所述功率转换电路被配置为从所述一个或多个电池传导电池电流以对所述能量储存元件充电；马达驱动电路，所述马达驱动电路被配置为从所述能量储存元件汲取电流，以控制向所述马达输送的电力以控制所述覆盖材料的移动；以及控制电路，所述控制电路被配置为控制所述电池电流，使得所述开路电池电压降低不超过设定百分比。33.根据权利要求32所述的马达驱动单元，其中所述控制电路被配置为控制所述电池电流，使得当向所述马达输送电力以控制所述覆盖材料的移动时，所述开路电池电压降低不超过所述设定百分比。34.一种用于电动窗帘的马达驱动单元，所述马达驱动单元包括：舱，所述舱被配置为接收一个或多个电池；马达，所述马达被配置为控制所述电动窗帘的覆盖材料的移动；能量储存元件；功率转换电路，所述功率转换电路被配置为从所述一个或多个电池传导电池电流以对所述能量储存元件充电；马达驱动电路，所述马达驱动电路被配置为从所述能量储存元件汲取电流，以控制向所述马达输送的电力以控制所述覆盖材料的移动；并且其中所述一个或多个电池由第一电池化学成分构成，并且所述能量储存元件由第二电池化学成分构成，其中所述第一电池化学成分不同于所述第二电池化学成分。35.根据权利要求34所述的马达驱动单元，其中所述一个或多个电池包括碱性电池，并且其中所述能量储存元件包括一个或多个锂电池。36.根据权利要求34所述的马达驱动单元，其还包括：控制电路，所述控制电路被配置为控制所述电池电流，使得当向所述马达输送电力以控制所述覆盖材料的移动时，开路电池电压降低不超过设定百分比。37.根据权利要求36所述的马达驱动单元，其中所述设定百分比为5％。38.根据权利要求36所述的马达驱动单元，其中所述设定百分比为3％。39.一种用于电动窗帘的马达驱动单元，所述马达驱动单元包括：舱，所述舱被配置为接收一个或多个电池；马达，所述马达被配置为控制所述电动窗帘的覆盖材料的移动；能量储存元件；功率转换电路，所述功率转换电路被配置为从所述一个或多个电池传导电池电流以对所述能量储存元件充电；马达驱动电路，所述马达驱动电路被配置为从所述能量储存元件汲取电流，以控制向
所述马达输送的电力以控制所述覆盖材料的移动；其中所述一个或多个电池被配置为提供能量储存以用于在所述覆盖材料的多次移动期间为所述马达供电，并且其中所述能量储存元件被配置为在所述覆盖材料的移动之后从所述一个或多个电池的所述能量储存再充电。40.根据权利要求39所述的马达驱动单元，其中所述能量储存元件在所述一个或多个电池的寿命期间被充电和放电多次。41.根据权利要求39所述的马达驱动单元，其中在所述一个或多个电池的所有所述能量储存的单次放电期间，所述能量储存元件被充电和放电多次。42.根据权利要求39所述的马达驱动单元，其中所述一个或多个电池包括碱性电池，并且其中所述能量储存元件包括一个或多个锂电池或超级电容器。43.根据权利要求39所述的马达驱动单元，其还包括：控制电路，所述控制电路被配置为控制所述电池电流，使得当向所述马达输送电力以控制所述覆盖材料的移动时，开路电池电压降低不超过设定百分比。44.根据权利要求43所述的马达驱动单元，其中所述设定百分比为5％。45.根据权利要求43所述的马达驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：路创技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：