УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ АЭРОЗОЛЯ ДЛЯ ПРОДЛЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ АККУМУЛЯТОРА Российский патент 2024 года по МПК A24F40/50 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее раскрытие относится к устройству для генерирования аэрозоля для продления срока службы аккумулятора, и, в частности, к устройству для генерирования аэрозоля, способному продлевать цикл использования аккумулятора путем изменения напряжения отсечки и напряжения полной зарядки в зависимости от цикла использования аккумулятора.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Вдыхание прекурсоров, обычно называемое курением, может осуществляться путем вдыхания находящихся в воздухе мелких частиц, т.е. аэрозолей. В прошлом сигареты были практически единственным средством вдыхания таких прекурсоров, но в последнее время в качестве другого средства появились электронные сигареты. Электронные сигареты генерируют аэрозоль путем превращения вдыхаемого материала в пар путем приложения тепла или ультразвуковых волн к картриджу, содержащему вдыхаемый материал в жидкой форме, что полностью отличается от обычных сигарет, которые генерируют дым при горении, с точки зрения способа, и имеют различные преимущества, в частности, преимущества предотвращения возникновения из различных вредных материалов, которые могут образоваться при горении.

Учитывая общее использование устройства, генерирующего аэрозоль, такого как электронная сигарета, портативность и производительность аккумулятора существенно влияют на качество продукции. Для удобства переноски аккумулятор должен быть небольшим и легким, но необходимо увеличить время использования на одну зарядку или срок службы аккумулятора. Время использования аккумулятора относится к сроку, в течение которого электронное устройство может использоваться до того, как потребуется подзарядка аккумулятора, а жизненный цикл аккумулятора относится к сроку, в течение которого аккумулятор может использоваться до тех пор, пока ее не потребуется заменить. Здесь, в частности, срок службы аккумулятора является фактором, который оказывает наибольшее влияние на жизненный цикл продукта, включая портативные электронные устройства. Таким образом, увеличение срока службы аккумулятора может привести к снижению затрат на приобретение запасных частей и уменьшению количества электронных отходов.

Срок службы аккумуляторов гарантирован производителями, и жизненный цикл аккумуляторов обычно определяется и маркируется как количество повторений зарядки и разрядки при определенных условиях (циклы работы от аккумулятора). Это означает, что условия зарядки и разрядки аккумулятора могут оказывать большое влияние на срок службы аккумулятора. Литий-ионные аккумуляторы, которые наиболее широко используются, подвержены риску перегрева или разрыва при перезарядке, а при чрезмерной разрядке литий-ионных аккумуляторов внутренние материалы аккумулятора могут быть повреждены из-за химической нестабильности, что приведет к снижению производительности аккумулятора.

По сути, портативное электронное устройство, включающее батарею, включает в себя схему защиты аккумулятора, называемую модулем схемы защиты (PCM), вместе с аккумулятором для предотвращения повреждений, вызванных перезарядкой, переразрядкой или перегрузкой по току. Однако, поскольку PCM обеспечивает лишь минимальное защитное устройство, учитывающее безопасность пользователя, для продления срока службы аккумулятора требуется дальнейшее усовершенствование управления.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Аспектом настоящего изобретения является создание устройства для генерирования аэрозоля, способного увеличивать срок службы аккумулятора путем предотвращения чрезмерного разряда путем постепенного увеличения напряжения отсечки в зависимости от количества раз, когда устройство используется, и способ управления им.

Другой аспект настоящего раскрытия заключается в создании устройства для генерирования аэрозоля, способного повысить удобство использования за счет поддержания времени использования аккумулятора на уровне предшествующего уровня техники, при этом увеличивая срок службы аккумулятора за счет предотвращения перезаряда путем постепенного увеличения максимального напряжения заряда аккумулятора в зависимости от количества раз использования устройства, и способа управления этим устройством.

Другим аспектом настоящего изобретения является создание устройства для генерирования аэрозоля, способного увеличивать срок службы аккумулятора путем измерения количества зарядов, перемещающихся во время зарядки и разрядки аккумулятора, и управления зарядкой и разрядкой аккумулятора на основе измеренного количества зарядов.

Согласно аспекту настоящего изобретения устройство для генерирования аэрозоля, которое является портативным и генерирует аэрозоль путем нагревания аэрозолеобразующей подложки, включает в себя: нагреватель, нагревающий аэрозолеобразующую подложку; аккумулятор, подающий питание; и контроллер, управляющий, по меньшей мере, зарядкой и разрядкой аккумулятора, причем контроллер определяет напряжение отсечки системы на основе истории использования устройства, генерирующего аэрозоль.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения контроллер может увеличивать критическое напряжение системы по мере увеличения истории использования устройства, генерирующего аэрозоль.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения устройство для генерирования аэрозоля, которое является портативным и генерирует аэрозоль путем нагревания аэрозолеобразующей подложки, включает в себя: нагреватель, нагревающий аэрозолеобразующую подложку; аккумулятор, подающий питание; и контроллер, управляющий, по меньшей мере, зарядкой и разрядкой аккумулятора, при этом контроллер определяет максимальное напряжение заряда, основанное на истории использования устройства, генерирующего аэрозоль.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения контроллер может увеличивать максимальное напряжение заряда по мере увеличения истории использования устройства, генерирующего аэрозоль.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения контроллер может определять напряжение отсечки системы и максимальное напряжение заряда на основе истории использования устройства, генерирующего аэрозоль.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения устройство для генерирования аэрозоля, которое является портативным и генерирует аэрозоль путем нагревания аэрозолеобразующей подложки, включает в себя: нагреватель, нагревающий аэрозолеобразующую подложку; аккумулятор, подающий питание; датчик величины заряда, определяющий величину заряда для зарядки аккумулятора; и контроллер управления, по меньшей мере, зарядкой и разрядкой аккумулятора, при этом контроллер определяет напряжение отсечки системы и максимальную величину заряда для зарядки на основе истории использования устройства, генерирующего аэрозоль.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения контроллер может увеличивать величину заряда отсечки и максимальную величину заряда для зарядки по мере увеличения истории использования устройства для генерирования аэрозоля.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения история использования устройства для генерирования аэрозоля, может быть любой из накопленного количества затяжек пользователем, количества замен аэрозолеобразующей подложки или количества циклов использования аккумулятора.

Согласно настоящему раскрытию, жизненный цикл устройства для генерирования аэрозоля, может быть продлен совместно за счет продления срока службы аккумулятора путем увеличения напряжения отсечки системы в соответствии с количеством ингаляций устройства, генерирующего аэрозоль, количеством использованных сигарет или периодом зарядки/разрядки устройства, генерирующего аэрозоль.

Кроме того, согласно настоящему раскрытию, сокращение времени использования аккумулятора может быть предотвращено, в то время как аккумулятор защищена, путем увеличения максимального напряжения заряда в соответствии с количеством ингаляций устройства, генерирующего аэрозоль, количеством использованных сигарет или периодом зарядки/разрядки устройства, генерирующего аэрозоль.

Кроме того, согласно настоящему раскрытию, зарядкой и разрядкой аккумулятора управляют не на основе напряжения, а на основе количества заряжаемых или разряжаемых зарядов, тем самым более точно осуществляя управление для продления срока службы аккумулятора.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

ФИГ. 1 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую функциональные компоненты устройства для генерирования аэрозоля в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения;

ФИГ. 2 представляет собой график, концептуально иллюстрирующий каждое пороговое напряжение для описания способа управления аккумулятором из уровня техники.

ФИГ. 3 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ управления по первому варианту осуществления, связанный с разрядкой аккумулятора, который может выполняться контроллером устройства для генерирования аэрозоля по варианту осуществления по фиг. 1;

ФИГ. 4 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ управления по второму варианту осуществления, относящийся к зарядке аккумулятора, который может выполняться контроллером устройства для генерирования аэрозоля по варианту осуществления по фиг. 1;

ФИГ. 5 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ управления третьим вариантом реализации изобретения, связанный с зарядкой и разрядкой аккумулятора, который может быть выполнен контроллером устройства для генерирования аэрозоля по варианту реализации на ФИГ. 1;

ФИГ. 6 представляет собой таблицу, иллюстрирующую изменение значений напряжения отсечки системы и максимального напряжения заряда для пояснения методов управления первого, второго и третьего вариантов реализации изобретения; и

ФИГ. 7 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую метод управления в соответствии с четвертым вариантом реализации изобретения, связанный с зарядкой и разрядкой аккумулятора, осуществляемый контроллером устройства для генерирования аэрозоля в варианте реализации ФИГ. 1.

НАИЛУЧШИЙ СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее настоящее раскрытие будет описано более подробно со ссылкой на чертежи.

ФИГ. 1 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую функциональные компоненты устройства 1 для генерирования аэрозоля в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего раскрытия, которое может представлять некоторые варианты осуществления настоящего раскрытия. Аэрозолеобразующее устройство 1 настоящего изобретения представляет собой портативное аэрозолеобразующее устройство, генерирующее аэрозоль путем нагрева аэрозолеобразующей подложки, и включает в себя нагреватель 300 для нагрева аэрозолеобразующей подложки, аккумулятор 500 для питания и контроллер 200, управляющий зарядкой и разрядкой по меньшей мере аккумулятора 500. Также могут быть включены другие известные элементы для управления устройством 1 для генерирования аэрозоля. Например, может быть включено устройство отображения информации для пользователя, такое как светодиод (LED), и корпус для размещения компонентов, но подробные иллюстрации и описания известных компонентов, которые могут быть достаточно ожидаемы специалистами в данной области, опущены. Кроме того, аэрозолеобразующая подложка, которая может быть использована в устройстве 1 для генерирования аэрозоля, может представлять собой подложку сигаретного типа или подложку жидкого типа, и технический объем настоящего изобретения не ограничен конкретным типом аэрозолеобразующей подложки.

Контроллер 200 может включать в себя, например, память и микропроцессор и может управлять работой нагревателя 300 путем регулирования мощности, подаваемой на нагреватель 300. Кроме того, контроллер может выполнять функции управления устройством в течение всего рабочего цикла устройства 1 для генерирования аэрозоля, такие как управление мощностью и обработка пользовательского ввода. Кроме того, контроллер 200, в частности, выполняет управление, связанное с зарядкой и разрядкой аккумулятора 500. Управление, относящееся к разрядке, может быть, например, управлением для прекращения работы устройства 1 для генерирования аэрозоля на основе напряжения или величины внутреннего заряда аккумулятора 500. Кроме того, управление, относящееся к зарядке, может быть управлением для прекращения зарядки на основе напряжения или величины внутреннего заряда аккумулятора 500, когда аккумулятор 500 подключена к внешнему источнику питания (не показан) и заряжается.

Нагреватель 300, который является нагревательным элементом, может быть выполнен из различных известных материалов и конструкций. Нагреватель 300 может генерировать аэрозоль путем приложения тепла к образующей аэрозоль подложке сигаретного типа или жидкого типа. Например, нагреватель 300 может представлять собой поверхностный нагревательный элемент, в котором формируется схема нагрева. Альтернативно, нагреватель 300 может представлять собой токоприемник, индуктивно нагреваемый катушкой электромагнитной индукции (не показана), которая может быть включена в устройство 1 для генерирования аэрозоля.

Также, в настоящем варианте осуществления, устройство 1 для генерирования аэрозоля может включать в себя датчик 400 затяжки. Датчик 400 затяжки представляет собой датчик, способный обнаруживать действие пользователя при затяжке, то есть действие при вдыхании, и предпочтительно является датчиком давления. Действие пользователя при затяжке приводит к временному снижению давления внутри устройства 1 для генерирования аэрозоля, и датчик 400 затяжки может обнаруживать действие пользователя при затяжке, обнаруживая изменение давления.

Аккумулятор 500 является вторичной аккумулятором и может быть, например, литий-ионной аккумулятором. Аккумулятор 500 может быть разряжен при подаче питания, необходимого для компонентов устройства 1, генерирующего аэрозоль, таких как контроллер 200, нагреватель 300 и датчик 400 затяжки, и может быть подключен к внешнему источнику питания (не показан) для зарядки. Датчик 600 напряжения может измерять внутреннее напряжение аккумулятора 500 и передавать соответствующий результат в контроллер 200. Датчик 700 количества заряда может измерять или оценивать количество зарядов, остающихся внутри аккумулятора, и передавать соответствующий результат в контроллер 200. Датчик 600 напряжения и датчик 700 величины заряда могут быть включены как часть интегральной схемы управления аккумулятором (IC), обычно называемой модулем схемы защиты (PCM) или системой управления аккумулятором (BMS), или, по существу, включены как часть контроллера 200. В другом варианте, датчик 600 напряжения и датчик 700 величины заряда могут быть независимыми компонентами, которые не являются частью микросхемы управления аккумулятором или контроллера 200.

ФИГ. 2 представляет собой график, концептуально иллюстрирующий каждое пороговое напряжение для пояснения способа управления аккумулятором, соответствующего уровню техники. Сначала в PCM устанавливается напряжение отсечки PCM аккумулятора в качестве порогового напряжения, при котором может произойти фатальное повреждение внутренних элементов аккумулятора 500. То есть PCM отключает разрядку аккумулятора 500 для защиты внутренних элементов аккумулятора 500 при напряжении, меньшем или равном напряжению отсечки PCM аккумулятора. В общем, в случае литий-ионной аккумулятора напряжение отсечки PCM аккумулятора может быть установлено равным 2,5 В. Напряжение отсечки системы является пороговым напряжением, устанавливаемым контроллером 200 для защиты аккумулятора 500. Напряжение отсечки системы является пороговым значением для двойной защиты аккумулятора 500, так что аккумулятор 500 не может быть разряжена до такой степени, что происходит повреждение внутренних элементов аккумулятора 500. Следовательно, контроллер 200 прекращает разряд аккумулятора 500 при напряжении, меньшем или равном напряжению отсечки системы. Напряжение отсечки системы должно быть больше напряжения отсечки PCM аккумулятора, чтобы обеспечить избыточную защиту, и, таким образом, когда аккумулятор 500 является литий-ионной аккумулятором, напряжение отсечки системы может составлять, например, 3 В. Максимальное напряжение заряда устанавливается контроллером 200 в качестве напряжения отсечки, при котором внутренний элемент аккумулятора 500 может испытывать проблемы из-за перезаряда, такие как взрыв или расширение. Соответственно, когда аккумулятор 500 подключена к внешнему источнику питания и находится в состоянии зарядки, контроллер 200 прекращает зарядку, когда он определяет, что внутреннее напряжение аккумулятора 500 достигло максимального напряжения зарядки. В общем, в случае литий-ионной аккумулятора максимальное напряжение заряда может быть установлено равным 4,2 В. Суммируя приведенные выше примеры, контроллер 200 подает питание на устройство 1 для генерирования аэрозоля до тех пор, пока внутреннее напряжение аккумулятора 500 не достигнет от максимального значения 4,2 В до минимального значения 3 В, и таким образом, доступный диапазон напряжений устройства 1 для генерирования аэрозоля может находиться в диапазоне 1,2 В. Это общий способ управления аккумулятором из соответствующего уровня техники. Достигает ли внутреннее напряжение аккумулятора 500 напряжения отсечки, описанного выше, может быть обнаружено с помощью датчика 600 напряжения.

ФИГ. 3 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ управления согласно первому варианту осуществления, относящийся к разрядке аккумулятора 500, выполняемой контроллером 200 устройства 1 для генерирования аэрозоля по варианту осуществления фиг. 1. В первом варианте осуществления контроллер 200 определяет критическое напряжение системы на основе истории использования устройства 1 для генерирования аэрозоля. Когда устройство 1 для генерирования аэрозоля используется в первый раз, контроллер 200 устанавливает напряжение отсечки системы на заданное начальное значение, например, 3 В (операция s110). После этого, при использовании устройства 1 для генерирования аэрозоля, контроллер 200 вычисляет и сохраняет историю использования (операция s120). Кроме того, контроллер 200 определяет, превышает ли вычисленная или сохраненная история использования заданную контрольную точку (операция s130), и когда определено, что история использования не превышает заданную контрольную точку, контроллер 200 повторяет вычисление истории использования в соответствии с использованием устройства 1 для генерирования аэрозоля без дополнительного управления (операция s120). Если контроллер 200 определяет, что рассчитанная или сохраненная история использования превышает заданную контрольную точку в операции s130, контроллер определяет и устанавливает новое напряжение отсечки системы на основе истории использования (операция s140). После этого контроллер 200 возвращается к вычислению истории использования (s120) и повторяет, по меньшей мере, часть способа управления, описанного выше. Предпочтительно, контроллер 200 определяет контрольную точку и новое напряжение отсечки системы таким образом, чтобы напряжение отсечки системы постепенно увеличивалось по мере увеличения расчетной истории использования устройства 1 для генерирования аэрозоля посредством повторения способа управления по настоящему варианту осуществления.

Здесь история использования, вычисляемая контроллером 200, представляет собой величину, которая увеличивается пропорционально количеству раз, когда используется устройство 1 для генерирования аэрозоля. Таким образом, история использования имеет тенденцию увеличиваться по мере того, как пользователь использует устройство. Очевидно, что история использования содержащейся в нем аккумулятора 500 увеличивается в зависимости от количества раз использования устройства 1 для генерирования аэрозоля. Соответственно, история использования, вычисленная контроллером 200, может рассматриваться как история использования внутренней аккумулятора 500. Например, история использования, вычисляемая контроллером 200, может представлять собой накопленное пользователем количество затяжек. Накопленное количество затяжек может быть вычислено контроллером 200, непрерывно накапливающим количество затяжек пользователя, обнаруженных датчиком 400 затяжек. Альтернативно, история использования, вычисляемая контроллером 200, может представлять собой количество замен аэрозолеобразующей подложки, вставленной в устройство 1 для генерирования аэрозоля. Аэрозолеобразующий субстрат необходимо непрерывно заменять в соответствии с использованием устройства 1 для генерирования аэрозоля, и контроллер 200 может накапливать и вычислять, производится ли такая замена. В другом варианте, история использования, вычисляемая контроллером 200, может представлять собой количество циклов использования аккумулятора 500. Цикл использования аккумулятора 500 может быть рассчитан различными способами, но, в общем, использование 100% объема заряда аккумулятора путем расчета накопленного использования может быть рассчитано как одно использование (один цикл). Вычисление накопленного расхода аккумулятора 500 может выполняться контроллером 200 или может выполняться микросхемой управления аккумулятором (не показана), которая может быть включена как часть аккумулятора 500, и контроллер 200 может получать соответствующий результат. Кроме того, история использования, вычисляемая контроллером 200, может представлять собой значение, полученное путем объединения любых двух или более из накопленного количества затяжек пользователем, количества замен аэрозолеобразующего субстрата или количества циклов использования аккумулятора.

Контрольная точка, которая является пороговым значением, при котором контроллер 200 изменяет напряжение отсечки системы, может изменяться в зависимости от аккумулятора 500 и может быть установлена на заранее определенное значение путем эксперимента. Контроллер 200 может учитывать установленное в данный момент напряжение отсечки системы при определении нового напряжения отсечки системы в операции s140.

Внутренние элементы аккумулятора 500 могут быть дополнительно защищены путем определения нового напряжения отсечки системы в соответствии с историей использования, то есть количеством раз, когда используется устройство 1 для генерирования аэрозоля. Увеличение истории использования устройства 1 для генерирования аэрозоля означает, что степень старения, такого как необратимый износ, внутренних элементов аккумулятора 500 увеличивается. Следовательно, например, когда контроллер 200 постепенно увеличивает напряжение отсечки системы в соответствии с увеличением истории использования устройства 1 для генерирования аэрозоля, срок службы аккумулятора 500 может эффективно увеличиваться за счет увеличения запаса защиты элемента по мере увеличения степени старения внутреннего элемента аккумулятора 500.

ФИГ. 4 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ управления согласно второму варианту осуществления, относящийся к зарядке аккумулятора 500, выполняемой контроллером 200 устройства 1 для генерирования аэрозоля по варианту осуществления фиг. 1. Во втором варианте осуществления контроллер 200 определяет максимальное напряжение заряда на основе истории использования устройства 1 для генерирования аэрозоля. Когда устройство 1 для генерирования аэрозоля используется в первый раз, контроллер 200 устанавливает максимальное напряжение заряда на заданное начальное значение, например, 4 В (операция s210). Впоследствии, когда используется устройство 1 для генерирования аэрозоля, контроллер 200 вычисляет и сохраняет историю его использования (операция s220). Кроме того, контроллер 200 определяет, превышает ли вычисленная или сохраненная история использования заданную контрольную точку (операция s230). Когда определено, что рассчитанная или сохраненная история использования не превышает заданную контрольную точку, контроллер 200 повторяет расчет истории использования в соответствии с использованием устройства 1 для генерирования аэрозоля без дополнительного управления (операция s220). Если определено, что рассчитанная или сохраненная история использования превышает заданную контрольную точку в операции s230, контроллер 200 определяет и устанавливает новое максимальное напряжение заряда на основе истории использования (операция s240). После этого контроллер 200 возвращается к вычислению истории использования (S220) и повторяет, по меньшей мере, часть способа управления, описанного выше. Предпочтительно, контроллер 200 определяет контрольную точку и новое максимальное напряжение заряда таким образом, чтобы максимальное напряжение заряда постепенно увеличивалось по мере увеличения расчетной истории использования устройства 1 для генерирования аэрозоля путем повторения способа управления по настоящему варианту осуществления.

Описание истории использования, вычисленное контроллером 200 во втором варианте осуществления, может быть заменено описанием истории использования в первом варианте осуществления, описанном выше. Опорная точка, которая является пороговым значением, при котором контроллер 200 изменяет максимальное напряжение заряда, может также использовать описание опорной точки первого варианта осуществления.

Определяя новое максимальное напряжение заряда в соответствии с историей использования, то есть количество раз, когда используется устройство 1 для генерирования аэрозоля, доступная емкость аккумулятора 500 может быть сохранена. По мере увеличения срока использования устройства 1 для генерирования аэрозоля внутренние элементы аккумулятора 500 могут изнашиваться, и общее количество заряда, которое фактически может храниться в батарее 500, может постепенно уменьшаться. Альтернативно, общее количество заряда, которое может храниться в батарее 500, может постепенно уменьшаться по мере увеличения напряжения отсечки системы в соответствии с историей использования устройства 1 для генерирования аэрозоля по первому варианту осуществления. В этом случае начальное максимальное напряжение заряда (например, 4 В) может быть первоначально установлено с запасом прочности, и контроллер 200 может постепенно увеличивать максимальное напряжение заряда в соответствии с историей использования устройства 1 для генерирования аэрозоля, тем самым, по существу, сохраняя полезный диапазон напряжений или полезный объем заряда аккумулятор 500.

ФИГ. 5 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ управления согласно третьему варианту осуществления, относящийся к зарядке и разрядке аккумулятора 500, выполняемой контроллером 200 устройства 1 для генерирования аэрозоля по варианту осуществления фиг. 1. В третьем варианте осуществления контроллер 200 определяет напряжение отсечки системы и максимальное напряжение зарядки на основе истории использования устройства 1 для генерирования аэрозоля. Когда устройство 1 для генерирования аэрозоля используется в первый раз, контроллер 200 устанавливает напряжение отсечки системы и максимальное напряжение заряда на заданные начальные значения, например, 3 В и 4 В соответственно (операции s310 и s320, соответственно). После этого, когда используется устройство 1 для генерирования аэрозоля, контроллер 200 вычисляет и сохраняет историю использования (операция s330). Далее, контроллер 200 определяет, превышает ли рассчитанная или сохраненная история использования заданные контрольные точки для изменения напряжения отсечки системы и максимального напряжения зарядки (операция s340). Когда определяется, что рассчитанная или сохраненная история использования не превышает заданную контрольную точку, контроллер повторяет расчет истории использования в соответствии с использованием устройства 1 для генерирования аэрозоля без дополнительного управления (операция s330). Когда определяется, что рассчитанная или сохраненная история использования превышает заданную контрольную точку для изменения напряжения отсечки системы, контроллер 200 определяет и устанавливает новое напряжение отсечки системы на основе истории использования (операция s350). Кроме того, когда определяется, что вычисленная или сохраненная история использования, вычисленная или сохраненная в операции s340, превышает заданную контрольную точку для изменения максимального напряжения заряда, контроллер 200 определяет и устанавливает новое максимальное напряжение заряда на основе истории использования (операция s360). После этого контроллер 200 возвращается к вычислению истории использования (S330) и повторяет, по меньшей мере, часть способа управления, описанного выше. Предпочтительно, контроллер 200 определяет контрольную точку, новое напряжение отсечки системы и новое максимальное напряжение заряда таким образом, чтобы напряжение отсечки системы и максимальное напряжение заряда постепенно увеличивались по мере увеличения расчетной истории использования устройства 1 для генерирования аэрозоля путем повторения способа управления по настоящему варианту осуществления.

ФИГ. 6 представляет собой таблицу, иллюстрирующую значения изменения напряжения отсечки системы и максимального напряжения заряда для объяснения способов управления в первом, втором и третьем вариантах осуществления, описанных выше. В этом примере напряжение отсечки системы, первоначально установленное контроллером 200, составляет 3 В, а максимальное напряжение заряда, первоначально установленное, равно 4 В. Контроллер 200 вычисляет историю использования в операциях s120, s220 и s330 и определяет, достигает ли история использования заданной контрольной точки для изменения напряжения отсечки системы или максимального напряжение заряда в режимах s130, s230 и s340. Когда история использования достигает первой контрольной точки для изменения напряжения отсечки системы (первый этап), контроллер 200 увеличивает напряжение отсечки системы до 3,1 В. Кроме того, контроллер 200 повторяет расчет истории использования и определение того, достигнута ли контрольная точка, и когда история использования достигает второй контрольной точки (второй этап), контроллер 200 увеличивает напряжение отсечки системы до 3. Это управление повторяется, и напряжение отсечки системы, вновь установленное контроллером 200, может продолжать увеличиваться, но предпочтительно не превышает заранее заданного предела безопасности (3,5 В в настоящем варианте осуществления). В настоящем варианте осуществления напряжение отсечки системы линейно увеличивается каждый раз, когда достигается контрольная точка каждой ступени, но это пример, и напряжение отсечки системы может увеличиваться на основе заранее определенной таблицы, определенной экспериментально.

Также, когда история использования достигает первой контрольной точки для изменения максимального напряжения заряда (первый этап), контроллер 200 увеличивает максимальное напряжение заряда до 4,04 В. Кроме того, контроллер 200 повторяет расчет истории использования и определение достижения контрольной точки, и когда история использования достигает второй контрольной точки (второй этап), контроллер увеличивает максимальное напряжение заряда до 4.08 В. Хотя этот контроль повторяется и максимальное напряжение заряда, вновь установленное контроллером 200, может продолжать увеличиваться, предпочтительно, чтобы максимальное напряжение заряда не превышало заранее заданного запаса прочности (4,2 В в настоящем варианте осуществления). В настоящем варианте осуществления максимальное напряжение заряда линейно увеличивается каждый раз, когда достигается контрольная точка каждой ступени, но это только пример, и максимальное напряжение заряда может увеличиваться на основе заранее определенной таблицы, определенной экспериментально.

В таблице на фиг. 6 напряжение отсечки системы постепенно увеличивается с начальных 3 В до максимального значения 3,5 В по мере увеличения срока эксплуатации устройства 1 для генерирования аэрозоля и предотвращает необратимое повреждение внутренних элементов аккумулятора 500 из-за чрезмерного разряда. Соответственно, по мере увеличения срока использования устройства 1 для генерирования аэрозоля максимальное напряжение заряда может быть увеличено с начальных 4 В до максимального значения 4,2 В, так что доступный диапазон напряжений может быть дополнен, чтобы быть менее уменьшенным.

ФИГ. 7 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ управления согласно четвертому варианту осуществления, относящийся к зарядке и разрядке аккумулятора 500, выполняемой контроллером 200 устройства 1 для генерирования аэрозоля по варианту осуществления фиг. 1. Настоящий вариант осуществления аналогичен третьему варианту осуществления, за исключением того, что зарядкой и разрядкой аккумулятора 500 управляют на основе величины внутреннего заряда аккумулятора 500. Контроллер 200 может определять, достигает ли величина внутреннего заряда аккумулятора 500 определенной величины заряда отсечки системы или максимальной величины заряда для зарядки, основываясь на величине внутреннего заряда, измеренной или оцененной датчиком 700 величины заряда. То есть, когда величина внутреннего заряда, измеряемая датчиком 700 величины заряда, достигает величины заряда отсечки системы, контроллер 200 прекращает дальнейший разряд, отключая питание устройства 1 для генерирования аэрозоля или подобного. Кроме того, когда величина внутреннего заряда, измеренная датчиком 700 величины заряда, достигает максимальной величины заряда для зарядки, когда аккумулятор 500 подключен к внешнему источнику питания, подлежащему зарядке, контроллер 200 останавливает состояние зарядки, чтобы прекратить дальнейшую зарядку.

Когда устройство 1 для генерирования аэрозоля используется в первый раз, контроллер 200 устанавливает величину заряда отсечки и максимальную величину заряда для зарядки на заранее определенные начальные значения (операции s410 и s420, соответственно). После этого, когда используется устройство 1 для генерирования аэрозоля, контроллер 200 вычисляет и сохраняет историю его использования (операция s430). Кроме того, контроллер 200 определяет, превышает ли рассчитанная или сохраненная история использования заранее определенные контрольные точки для изменения величины заряда отсечки системы и максимальной величины заряда для зарядки (операция s440). Когда определено, что рассчитанная или сохраненная история использования не превышает заданную контрольную точку, контроллер 200 повторяет расчет истории использования в соответствии с использованием устройства 1 для генерирования аэрозоля без дополнительного управления (операция s430). Когда определено, что рассчитанная или сохраненная история использования превышает заданную контрольную точку для изменения величины заряда отсечки системы в операции s440, контроллер может определить и установить новую величину заряда отсечки системы на основе истории использования (операция s450). Кроме того, когда определяется, что рассчитанная или сохраненная история использования превышает заданную контрольную точку для изменения максимального значения заряда для зарядки в операции s440, контроллер 200 определяет и устанавливает новое максимальное значение заряда для зарядки на основе истории использования (операция s460). После этого контроллер 200 возвращается к вычислению истории использования (S430) и повторяет, по меньшей мере, часть способа управления, описанного выше. Предпочтительно, контроллер 200 определяет контрольную точку, новую величину заряда отсечки системы и новую максимальную величину заряда для зарядки таким образом, что величина заряда отсечки системы и максимальная величина заряда для зарядки постепенно увеличиваются по мере увеличения расчетной истории использования устройства 1 для генерирования аэрозоля путем повторения способа управления настоящего варианта осуществления. Такое управление на основе величины заряда может обеспечить эффект продления срока службы аккумулятора 500, аналогичный управлению напряжением, описанному выше.

Хотя несколько аспектов настоящего изобретения были показаны и описаны, специалистам в данной области техники было бы понятно, что в эти аспекты могут быть внесены изменения без отступления от принципов и духа изобретения, объем которых определен в формуле изобретения и их эквивалентах.

Изобретение относится к устройству для генерирования аэрозоля для продления срока службы батареи, в частности к устройству для генерирования аэрозоля, способному продлевать цикл использования батареи путем изменения напряжения отсечки и напряжения полной зарядки в зависимости от цикла использования батареи. Устройство для генерирования аэрозоля является портативным и генерирует аэрозоль путем нагревания аэрозолеобразующей подложки, включает в себя нагреватель аэрозолеобразующей подложки, батарею, подающую питание, и контроллер, управляющий, по меньшей мере, зарядкой и разрядкой батареи, причем контроллер определяет напряжение отсечки системы на основе истории использования устройства для генерирования аэрозоля. При этом контроллер выполнен с возможностью определения одного или более из напряжения отсечки системы и максимального напряжения заряда или величины заряда отсечки системы и максимальной величины заряда на основе истории использования устройства для генерирования аэрозоля, а также контроллер выполнен с возможностью увеличения одного или более из напряжения отсечки системы и максимального напряжения заряда или величины заряда отсечки системы и максимальной величины заряда для зарядки по мере увеличения истории использования устройства для генерирования аэрозоля. Изобретение позволяет увеличивать срок службы батареи путем предотвращения чрезмерного разряда путем постепенного увеличения напряжения отсечки в зависимости от количества раз, когда устройство используется. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для генерирования аэрозоля, которое является портативным и генерирует аэрозоль путем нагревания аэрозолеобразующей подложки, причем устройство для генерирования аэрозоля содержит:

нагреватель, предназначенный для нагревания аэрозолеобразующей подложки;

аккумулятор для подачи питания; и

контроллер, предназначенный для управления по меньшей мере зарядкой и разрядкой аккумулятора,

в котором контроллер выполнен с возможностью определения одного или более из напряжения отсечки системы и максимального напряжения заряда или величины заряда отсечки системы и максимальной величины заряда на основе истории использования устройства для генерирования аэрозоля,

в котором контроллер выполнен с возможностью увеличения одного или более из напряжения отсечки системы и максимального напряжения заряда или величины заряда отсечки системы и максимальной величины заряда для зарядки по мере увеличения истории использования устройства для генерирования аэрозоля.

2. Устройство для генерирования аэрозоля по п. 1, в котором

имеется датчик величины заряда, определяющий величину заряда для зарядки аккумулятора.

3. Устройство для генерирования аэрозоля по п. 1, в котором контроллер выполнен с возможностью определения одного или более из напряжения отсечки системы и максимального напряжения заряда или величины заряда отсечки системы и максимальной величины заряда для зарядки, когда история использования превышает заданные контрольные точки.

4. Устройство для генерирования аэрозоля по п. 1, в котором история использования устройства для генерирования аэрозоля представляет собой любое из накопленных пользователем количества затяжек, количества замен аэрозолеобразующей подложки или количества циклов использования аккумулятора.