本申請要求2014年4月7日提交的美國臨時申請序列號61/976,205的優(yōu)先權，其全部內(nèi)容通過引用并入于此。

技術領域

本發(fā)明總體涉及移動電子領域，且更具體地涉及用于在移動電子領域?qū)崿F(xiàn)模塊化移動電子設備的電力管理的新型且有用的系統(tǒng)。

背景技術：

移動電子設備設計的當前方法創(chuàng)建就功能和設計兩者來說均為靜態(tài)的設備。各個公司嘗試通過產(chǎn)生具有不同功能和不同設計的寬范圍的設備來解決該問題。作為結(jié)果，這樣的設備的用戶被迫做出折衷：他們?nèi)鄙俣ㄖ扑麄兊囊苿釉O備的功能和設計以真正滿足他們的需要和偏好的能力。模塊化移動電子設備可以充當滿足用戶需求和偏好的作用。與所有的移動電子設備類似，模塊化移動電子設備必須有效地利用電力否則將由于它們的巨大電池和/或頻繁充電而阻礙其有用性。對于模塊化移動電子設備，由于電力消費和可用電力兩者高度依賴于模塊化移動電子設備的配置，管理電力尤其困難。因此，在移動電子領域，對創(chuàng)建用于管理模塊化移動電子設備的電力的系統(tǒng)和方法存在需求。本發(fā)明提供了這樣的新型且有用的系統(tǒng)和方法。

附圖說明

圖1是優(yōu)選實施例的系統(tǒng)的簡圖視圖。

圖2是基于優(yōu)選實施例的系統(tǒng)的模塊化電子設備的簡圖視圖。

圖3A和3B是基于優(yōu)選實施例的系統(tǒng)的示例模塊化電子設備的圖像視圖。

圖4是優(yōu)選實施例的系統(tǒng)的模塊電力網(wǎng)絡電池的簡圖視圖。

圖5是優(yōu)選實施例的方法的圖表視圖。

圖6是優(yōu)選實施例的系統(tǒng)的模塊電力網(wǎng)絡的簡圖視圖。

圖7是優(yōu)選實施例的方法的圖表視圖。

圖8是優(yōu)選實施例的系統(tǒng)的模塊通信網(wǎng)絡的簡圖視圖。

圖9是優(yōu)選實施例的方法的圖表視圖。

圖10是優(yōu)選實施例的系統(tǒng)的模塊通信網(wǎng)絡的簡圖視圖。

圖11是優(yōu)選實施例的方法的圖表視圖。

具體實施方式

下述對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的描述并非旨在將本發(fā)明限制到這些優(yōu)選實施例，而是使得任意本領域技術人員能夠制造和使用本發(fā)明。

1.用于模塊化移動電子設備的電力管理的系統(tǒng)

如圖1所示，用于模塊化移動電子設備的電力管理的系統(tǒng)100包括模塊電力網(wǎng)絡(MPN)110、電力控制器120、以及多個模塊接口130。

系統(tǒng)100功能為實現(xiàn)對模塊化移動電子設備的電力管理。對于所有移動電子設備而言，電力管理很重要：移動電子設備必須有效利用電力否則將由于巨大電池和/或頻繁充電而被阻礙其有用性。對模塊化移動電子設備而言，由于電力消費和可用電力兩者很大地依賴于模塊化移動電子設備的配置，電力管理尤為重要。該依賴意味著移動電子設備的電力管理系統(tǒng)應有效地針對各種各樣的模塊化移動電子設備配置管理電力資源和電力消費。

系統(tǒng)100的模塊化移動電子設備優(yōu)選地是美國臨時申請61/976,173的模塊化移動電子設備，其全部內(nèi)容通過引用并入于此，但附加或替選地，可以是任意合適的模塊化移動電子設備。

如圖2所示，模塊化移動電子設備優(yōu)選地包括模塊通信網(wǎng)絡210、多個模塊220、和系統(tǒng)100。優(yōu)選地，通過使用用戶可移除模塊的創(chuàng)建和/或修改模塊化移動電子設備。模塊優(yōu)選地使用模塊通信網(wǎng)絡彼此通信，且使用系統(tǒng)100的模塊電力網(wǎng)絡110從彼此接收電力或向彼此發(fā)送電力。電力控制器120優(yōu)選地管理模塊電力網(wǎng)絡110，但也可以附加或替選地管理所述模塊。當多個模塊被連接到模塊通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)100時，聯(lián)盟的模塊被優(yōu)選地啟用以充當移動電子設備。由這樣的聯(lián)盟創(chuàng)建的移動電子設備優(yōu)選地通過聯(lián)盟模塊以及聯(lián)盟的參數(shù)來表征，參數(shù)通過模塊通信網(wǎng)絡、系統(tǒng)100和聯(lián)盟的模塊來優(yōu)選地確定。如圖3A中所示，被配置為充當智能電話的模塊化移動電子設備是由系統(tǒng)100實現(xiàn)的可能的移動電子設備的示例?？赡艿哪K化移動電子設備的其它示例包括被配置為充當平板計算機、膝上型計算機、媒體播放器、相機、測量設備、游戲設備、汽車計算設備、機頂盒、和電視的那些模塊化移動電子設備。

優(yōu)選地，連接到模塊化移動電子設備的模塊是用戶可移除和可替換的，使得用戶能夠創(chuàng)建具有高度不同的形式和功能的移動電子設備。作為示例，如圖3B所示，用戶可以連接相機模塊、閃存模塊、處理器模塊、電池模塊和觸摸屏LCD模塊以創(chuàng)建小型且重量輕的相機。用戶可以隨后添加蜂窩電話無線電模塊和麥克風/揚聲器模塊以創(chuàng)建相機電話。模塊優(yōu)選地遵循開放和自由的標準，使得幾乎每個人能夠是模塊開發(fā)者。

被模塊聯(lián)盟提供的靈活性優(yōu)選地允許若干有利的結(jié)果。用戶可以僅購買對他們的需求必要的模塊，以降低成本。用戶也可以隨后選擇替換模塊或添加附加的模塊。合并地，這兩個結(jié)果可以幫助增加全世界對移動電子設備(且在很多情況下，互聯(lián)網(wǎng))的訪問，尤其對智能電話或PC對他們而言當前不是好的價值定位的那些人。作為示例，用戶可以以低價點購買具有基本模塊集合的模塊化移動電子設備，且通過隨后添加模塊轉(zhuǎn)換為更高級的電話。這兩種結(jié)果也可以通過允許移動電子設備被升級或修改而不是被替換來幫助減緩產(chǎn)生電子浪費。進一步，由于模塊化移動電子設備與形式和功能高度不同的模塊兼容，且由于模塊優(yōu)選地基于開放標準，模塊聯(lián)盟可以允許小型或?qū)ｉT的公司在不設計完整的移動電子設備的情況下使得模塊發(fā)揮它們的力量。

系統(tǒng)100優(yōu)選地與大范圍的模塊類型兼容。模塊可以承擔任意功能或目的，只要它們能夠在模塊通信網(wǎng)絡上通信且連接到系統(tǒng)100。一些示例模塊類型包括傳感器模塊、處理器模塊、存儲模塊、通信模塊、顯示模塊和電力模塊。傳感器模塊的示例包括加速度計模塊、GPS模塊、相機模塊、深度成像模塊、指紋讀取模塊、生物計量模塊、麥克風模塊、數(shù)字/模擬輸入模塊、觸覺輸入模塊、紅外線閃光模塊、計步器模塊、氣壓計模塊、磁力計模塊、和陀螺儀模塊。處理器模塊的示例包括應用處理器模塊和圖形處理器模塊。存儲模塊的示例包括閃存模塊和RAM模塊。通信模塊的示例包括Wi-Fi無線電模塊、GSM/CDMA無線電模塊、HDMI連接器模塊、NFC模塊、藍牙無線電模塊、和USB連接器模塊。顯示模塊的示例包括觸摸屏LCD模塊、非觸摸圖形顯示模塊、和電子墨水(e-ink)顯示模塊。電力模塊的示例包括電池模塊、太陽能電池板模塊、和電池充電模塊。各種模塊優(yōu)選地充當提供輸入、輸出、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理、通信、電力、和計算機設備的其他合適方面的各種選項和組合的作用。注意這些示例模塊類型絕不是窮盡的或排他的；也即，模塊可以并入來自這些示例類型中的很多示例類型的功能，或不從任何示例類型中并入，且模塊可以附加或替選地并入未在此處描述的合適的功能。

模塊電力網(wǎng)絡110功能為向模塊化移動電子設備的模塊分配電力。模塊電力網(wǎng)絡110優(yōu)選地使得連接到系統(tǒng)100的任意模塊能夠向連接到系統(tǒng)100的任意其它模塊發(fā)送電力或從連接到系統(tǒng)100的任意其它模塊接收電力。模塊電力網(wǎng)絡110優(yōu)選地通過將每個模塊經(jīng)由模塊接口130連接到模塊電力網(wǎng)絡110的公共電力總線(例如，圖6的電力總線602)來實現(xiàn)模塊之間的電力傳輸，但可以附加地或替選地使用任意替選的連接架構(gòu)(例如，開關的電力架構(gòu))來實現(xiàn)模塊之間的直接電力傳輸。模塊電力網(wǎng)絡110優(yōu)選地經(jīng)由導線連接到模塊接口130，但可以附加或替選地經(jīng)由任意合適的連接方法電連接到模塊接口130。

具體地，模塊電力網(wǎng)絡110優(yōu)選地支持三種模塊類型(注意，一些模塊可以支持多于一種類型)：電力消耗模塊(例如，相機、顯示器)、電力產(chǎn)生模塊(例如，充電器、太陽能電池板)、和電力存儲模塊(例如，電池、電容器)。模塊電力網(wǎng)絡110優(yōu)選地支持熱交換模塊，包括電池模塊。

模塊電力網(wǎng)絡110優(yōu)選地在單個未調(diào)節(jié)的DC電壓上操作，DC電壓部分地被連接到模塊電力網(wǎng)絡110的電源設置。更優(yōu)選地，模塊電力網(wǎng)絡110被設計為以3.3V至4.8VDC的總線電壓操作。在該場景中，模塊電力網(wǎng)絡110電壓被電力總線上的最高電壓電源設置。這允許電池(其電壓隨著使用/時間改變)在不承受雙倍轉(zhuǎn)換損耗的情況下被直接使用。附加地或替選地，模塊電力網(wǎng)絡110可以在單個調(diào)節(jié)的DC電壓、多個(調(diào)節(jié)的或未調(diào)節(jié)的)DC電壓、AC電壓、或其任意組合上操作。

模塊電力網(wǎng)絡110優(yōu)選地包括電力監(jiān)視器/控制單元(在下文中，PMC)(例如，圖6的PMC 111)和更優(yōu)選地針對每個模塊接口130包括一個PMC 111。PMC 111功能為監(jiān)視和/或控制去往或來自模塊接口130的電力。為了按照每模塊測量電力消費且為了以每模塊為基礎應用電力狀態(tài)設置，針對每個模塊接口130具有一個PMC 111允許模塊接口130被獨立地接通或斷開。PMC 111優(yōu)選地被電力控制器120控制，但可以附加或替選地被任意其他合適的資源控制。每個PMC 111優(yōu)選地包括接口電壓監(jiān)視器、和接口電壓限制器、接口電流監(jiān)視器、接口電流限制器、和接口開關。接口電壓和電流監(jiān)視器優(yōu)選地監(jiān)視位于接口處的電壓和流經(jīng)接口的電流。接口電流限制器優(yōu)選地阻止接口由于短路或模塊操作而消耗(draw)太多電流，且接口開關優(yōu)選地控制接口是否連接到模塊電力網(wǎng)絡110。附加地或替選地，接口電流限制器可以采用任意方式和為了任意目的限制電流。作為示例，可以使用接口電流限制器以在模塊啟動期間(在該點之后模塊可以能夠訪問更高的電流值)限制模塊電流消耗。類似地，接口電壓限制器可以采用任意方式和為了任意目的限制電壓。PMC 111可以附加地或替選地包括使得模塊電力網(wǎng)絡110能夠在模塊電力網(wǎng)絡110上實現(xiàn)電力監(jiān)視、控制、和/或路由的任意硬件。

連接到模塊電力網(wǎng)絡110的模塊優(yōu)選地能夠以由電力總線供應的在操作范圍內(nèi)的任意電壓在電力總線上操作。如果由于某些原因，模塊需要某個調(diào)節(jié)的電壓(且不包括開關電力轉(zhuǎn)換器)，模塊電力網(wǎng)絡110可以附加地包括一個或多個開關電力轉(zhuǎn)換器112。開關電力轉(zhuǎn)換器112功能為調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)換電力總線的電壓到其它的電壓；例如，將電力總線的3.3-4.8VDC的電壓轉(zhuǎn)換到調(diào)節(jié)的3.3V和1.2V線路。

模塊電力網(wǎng)絡(MPN)110可以附加地包括模塊電力網(wǎng)絡電池113。模塊電力網(wǎng)絡電池113功能為確保電力控制器120具有電力(例如，啟用電池模塊的熱交換)，即使未連接電力模塊時。模塊網(wǎng)絡電池113可以附加地向其它模塊提供電力(例如，當一個電池模塊正與另一個熱交換時)。模塊網(wǎng)絡電池113可以是任意類型的電力存儲設備(例如，鋰離子電池、超級電容器、壓縮流體存儲)。如在圖4中所示出的，模塊電力網(wǎng)絡電池113優(yōu)選地包括充電電路，充電電路包括充電控制器、充電開關、和理想二極管控制器。優(yōu)選地，當電池未正在充電時，充電電路阻止電流流入模塊電力網(wǎng)絡電池113的電池(經(jīng)由理想二極管控制器)，且當電池正充電時還管理充電的速率和方法(經(jīng)由充電控制器)。

電力控制器120功能為監(jiān)視、管理、和/或控制模塊電力網(wǎng)絡110。電力控制器120可以附加地或替選地監(jiān)視、管理、和/或控制模塊化移動電子設備的模塊。電力控制器120優(yōu)選地經(jīng)由模塊通信網(wǎng)絡與模塊化移動電子設備的模塊通信，但可以附加地或替選地以任意合適的方式與所述模塊通信，包括經(jīng)由模塊電力網(wǎng)絡110。電力控制器120優(yōu)選地包括微處理器或微控制器、以及存儲(例如，閃存、EEPROM)。電力控制器120優(yōu)選地直接連接到模塊電力網(wǎng)絡110的組件，但可以附加地或替選地以任意合適的方式監(jiān)視和/或控制電力。

電力控制器120優(yōu)選地包括電力狀態(tài)的集合，其功能為實現(xiàn)在多個電力模式下操作的能力。電力狀態(tài)的集合優(yōu)選地至少包括睡眠狀態(tài)和活動狀態(tài)。在睡眠狀態(tài)，電力控制器120優(yōu)選地僅消耗少量電力，但在必要時能夠迅速被喚醒。當沒有模塊連接到系統(tǒng)100時或當模塊不需要向其他連接到系統(tǒng)100的模塊發(fā)送電力或從其他模塊接收電力時，可以使用睡眠狀態(tài)。

電力控制器120優(yōu)選地以三種主要的方式管理模塊電力網(wǎng)絡110：通過PMC 111、通過模塊電力網(wǎng)絡電池113(如果存在)、和通過與模塊通信；但可以附加或替選地以任意合適的方式管理模塊電力網(wǎng)絡110。作為示例，如果模塊電力網(wǎng)絡110包括開關電力轉(zhuǎn)換器112，電力控制器120也可以經(jīng)由開關電力轉(zhuǎn)換器112的控制來管理模塊電力網(wǎng)絡110。

電力控制器120優(yōu)選地通過監(jiān)視和/或控制流經(jīng)每個PMC 111的電力，來經(jīng)由PMC 111管理模塊電力網(wǎng)絡110。監(jiān)視PMC 111處的電流和電壓優(yōu)選地允許電力控制器120確保模塊在特定的參數(shù)內(nèi)操作(例如，不消耗太多電流或向模塊電力網(wǎng)絡110提供過高的電壓)。通過PMC111控制電力優(yōu)選地包括限制流經(jīng)PMC111的電流(以任一方向)。作為實例，電流限制可以幫助防止模塊接口130由于消耗太多電力而短路。經(jīng)由PMC 111控制電力可以附加地或替選地包括開關PMC 111，使得電流不再從其中流過；如果PMC 111直接面對模塊接口130，開關PMC 111本質(zhì)上是將模塊接口130從模塊電力網(wǎng)絡110上斷開。

電力控制器120優(yōu)選地通過與電池通信和/或直接控制模塊電力網(wǎng)絡電池113電路來經(jīng)由模塊電力網(wǎng)絡電池113管理模塊電力網(wǎng)絡110。具體地，電力控制器120優(yōu)選地控制模塊電力網(wǎng)絡電池113是否在充電模式(例如，模塊電力網(wǎng)絡電池113可以消耗來自模塊電力網(wǎng)絡110的電力)、供應模式(例如，模塊電力網(wǎng)絡電池113可以向模塊電力網(wǎng)絡110供電)、或斷開模式(例如，模塊電力網(wǎng)絡電池113與模塊電力網(wǎng)絡110隔絕)。可以通過向模塊電力網(wǎng)絡電池113發(fā)送控制信號，或通過直接改變連接到模塊電力網(wǎng)絡電池113的電路的狀態(tài)而對其進行控制。

電力控制器120優(yōu)選地通過在模塊通信網(wǎng)絡上與模塊通信而管理模塊電力網(wǎng)絡110，但也可以附加地或替選地以任意其他合適的方式與模塊通信。

電力控制器120優(yōu)選地通過管理模塊電力產(chǎn)生、管理模塊電力存儲、和管理模塊電力消費，經(jīng)由與模塊通信來管理模塊電力網(wǎng)絡110。

電力控制器120優(yōu)選地通過識別電力產(chǎn)生模塊、分析電力產(chǎn)生、和控制電力產(chǎn)生來管理模塊電力產(chǎn)生。

電力控制器120優(yōu)選地通過與模塊通信來識別電力產(chǎn)生模塊；模塊優(yōu)選地向電力控制器120提供指示其電力產(chǎn)生能力的識別數(shù)據(jù)。附加地或替選地，電力控制器120可以通過使用PMC 111測量從模塊到模塊電力網(wǎng)絡110的電流流動或通過任意其他合適的手段來識別電力產(chǎn)生模塊。

電力控制器120優(yōu)選地通過從模塊和/或PMC 111收集關于電力產(chǎn)生模塊的數(shù)據(jù)來分析電力產(chǎn)生模塊。該數(shù)據(jù)可以包括電力產(chǎn)生數(shù)據(jù)(輸出電壓、輸出電流、電壓/電流波形、工作周期等)、場境數(shù)據(jù)(電力產(chǎn)生模塊狀態(tài)、其他模塊的存在、其他模塊的狀態(tài)、系統(tǒng)100的狀態(tài))、以及與電力產(chǎn)生模塊相關的任意其它數(shù)據(jù)。電力控制器120優(yōu)選地關聯(lián)該數(shù)據(jù)以考慮時間、環(huán)境(例如，電力產(chǎn)生模塊的狀態(tài)……)、和其他相關的變量而針對每個電力產(chǎn)生模塊創(chuàng)建電力產(chǎn)生模型。這些模型被優(yōu)選地組合以創(chuàng)建模塊化移動電子設備的完整電力產(chǎn)生能力的模型。在一個示例中，針對給定的日時間、位置、設備定向、和天氣情況集合，太陽能模型產(chǎn)生某輸出電壓和電流。這些因素被優(yōu)選地考慮進太陽能電力模塊的電力產(chǎn)生模型中。在另一示例中，燃料電池模型針對特定的燃料電池大小、燃料類型、和操作溫度產(chǎn)生特定的輸出電壓和電流。相似地，這些因素被優(yōu)選地考慮進燃料電池模塊的電力產(chǎn)生模型中。

電力控制器120優(yōu)選地通過與電力產(chǎn)生模塊和/或PMC 111的通信控制電力產(chǎn)生。電力控制器120優(yōu)選地根據(jù)系統(tǒng)電力要求和/或電力產(chǎn)生模塊識別數(shù)據(jù)來控制電力產(chǎn)生。電力控制器120優(yōu)選地通過指導電力產(chǎn)生模塊根據(jù)被電力控制器120設置的電力產(chǎn)生狀態(tài)產(chǎn)生電力來控制電力產(chǎn)生。這些電力產(chǎn)生狀態(tài)優(yōu)選地包括電力產(chǎn)生模塊是否應正產(chǎn)生電力，和與電力產(chǎn)生模塊如何產(chǎn)生電力相關的任意設置(例如，輸出電壓、燃料燃燒率、輸出電流)。電力控制器120可以附加地或替選地通過使用PMC 111來控制電力產(chǎn)生(例如，當不被指導如此的時候，斷開繼續(xù)嘗試產(chǎn)生電力的模塊)。

根據(jù)系統(tǒng)電力要求和電力產(chǎn)生模塊識別數(shù)據(jù)的電力產(chǎn)生控制的一個示例如下：模塊化移動電子設備包括三個電力產(chǎn)生模塊(燃料電池模塊、太陽能電力模塊、和墻壁充電器模塊)。模塊化移動電子設備的模塊電力網(wǎng)絡110使用電力總線(例如，圖6的602)；模塊電壓調(diào)節(jié)和PMC 111允許電力產(chǎn)生模塊在總線上并行操作。燃料電池模塊能夠持續(xù)兩小時以5V DC產(chǎn)生5W(容量2000mAh)且不可充電。墻壁充電器能夠在無論何時插入墻壁充電器時，以5V DC產(chǎn)生10W。太陽能電力模塊包括升壓轉(zhuǎn)換器，且取決于光照以5V DC從0-1W在任意位置輸出。這些能力對電力控制器120已知(作為模塊識別數(shù)據(jù))。模塊電力網(wǎng)絡110指導墻壁充電器電力模塊和太陽能電力模塊在任何可能的時間產(chǎn)生電力，但指導燃料電池模塊僅在緊要情況下產(chǎn)生電力(由于燃料電池具有有限的產(chǎn)生容量)。

電力控制器120優(yōu)選地通過識別電力存儲模塊、分析電力存儲、創(chuàng)建場境感知電力預算、和控制電力存儲，來管理模塊電力存儲。

電力控制器120優(yōu)選地通過與模塊通信來識別電力存儲模塊；模塊優(yōu)選地向電力控制器120提供指示其電力存儲能力的識別數(shù)據(jù)。附加地或替選地，電力控制器120可以通過任意其他合適的手段來識別電力存儲模塊。

電力控制器120優(yōu)選地通過從模塊和/或PMC 111收集關于電力存儲模塊的數(shù)據(jù)來分析電力存儲模塊。該數(shù)據(jù)可以包括電力存儲數(shù)據(jù)(輸出電壓、輸出電流、電壓/電流波形、工作周期、充電率、容量等)、場境數(shù)據(jù)(電力存儲模塊的狀態(tài)、其他模塊的存在、其他模塊的狀態(tài)、系統(tǒng)100的狀態(tài))、以及與電力存儲模塊相關的任意其它數(shù)據(jù)。電力控制器120優(yōu)選地關聯(lián)該數(shù)據(jù)以考慮時間、環(huán)境(例如，電力存儲模塊的狀態(tài)……)、和其他相關變量來為每個電力存儲模塊創(chuàng)建電力存儲模型。這些模型被優(yōu)選地組合以創(chuàng)建模塊化移動電子設備的完整電力存儲能力的模型。在一個示例中，對給定的溫度和充電百分比，電池模塊產(chǎn)生特定的輸出電壓和電流。這些因素被優(yōu)選地考慮進電池模塊的電力存儲的模型。

電力控制器120優(yōu)選地從電力產(chǎn)生模塊和電力存儲模塊的分析來創(chuàng)建場境感知電力預算。場境感知電力預算優(yōu)選地包括能從模塊電力網(wǎng)絡110消耗多少瞬時功率，和能從模塊電力網(wǎng)絡110消耗多少穩(wěn)定功率。場境感知電力預算因此依賴于模塊化移動電子設備的電力產(chǎn)生和存儲能力，包括電力產(chǎn)生模塊的電力產(chǎn)生能力和電力存儲模塊的電力存儲能力。該電力預算優(yōu)選地被質(zhì)量和安全參數(shù)限制。質(zhì)量和安全參數(shù)可以包括關于獨立模塊的參數(shù)和關于模塊電力網(wǎng)絡110的參數(shù)。獨立模塊質(zhì)量和安全參數(shù)優(yōu)選地被模塊傳送到電力控制器120，但也可以被系統(tǒng)100確定。一些示例獨立模塊質(zhì)量和安全參數(shù)可以包括最大模塊溫度、最大模塊穩(wěn)態(tài)電流消耗、或模塊輸入電力波形質(zhì)量閾值。一些示例模塊電力網(wǎng)絡110質(zhì)量和安全參數(shù)包括電力總線電壓閾值、連接的模塊數(shù)量閾值、和電力總線功率波形質(zhì)量閾值。

電力控制器120優(yōu)選地通過與電力存儲模塊和/或PMC 111通信來控制電力存儲。電力控制器120優(yōu)選地根據(jù)系統(tǒng)電力要求、系統(tǒng)電力供應、和/或電力存儲模塊識別數(shù)據(jù)來控制電力存儲。電力控制器120優(yōu)選地通過指導電力存儲模塊根據(jù)被電力控制器120設置的電力存儲狀態(tài)存儲/釋放電力來控制電力存儲。這些電力存儲狀態(tài)優(yōu)選地包括電力存儲模塊是否應正存儲電力、釋放電力、或從模塊電力網(wǎng)絡110斷開、以及與電力存儲模塊怎樣釋放和/或存儲電力相關的任意設置(例如，輸出電壓、輸入電壓、輸出電流、輸入電流)。電力控制器120可以附加地或替選地通過使用PMC 111控制電力存儲(例如，當被指導不要如此時，斷開繼續(xù)嘗試釋放電力的模塊)。

根據(jù)系統(tǒng)電力要求、系統(tǒng)電力供應、和電力存儲模塊識別數(shù)據(jù)的電力存儲控制的一個示例如下：模塊化移動電子設備包括兩個電力產(chǎn)生模塊(燃料電池模塊和墻壁充電器模塊)、兩個電力存儲模塊(快速放電電池模塊和慢速放電電池模塊)、和一個模塊電力網(wǎng)絡電池113。模塊化移動電子設備的模塊電力網(wǎng)絡110使用電力總線(例如，圖6的602)；模塊電壓調(diào)節(jié)和PMC 111允許電力產(chǎn)生模塊在總線上并行操作。燃料電池模塊能夠持續(xù)兩小時以5V DC產(chǎn)生5W(容量2000mAh)且不可充電。墻壁充電器能夠在插入墻壁充電器的任何時候，以5V DC產(chǎn)生10W。快速放電電池模塊能夠持續(xù)十五分鐘，以5V DC產(chǎn)生10W(容量500mAh)。慢速放電電池模塊能夠持續(xù)四小時，以5V DC產(chǎn)生5W(容量4000mAh)。模塊電力網(wǎng)絡電池113能夠持續(xù)一小時以5V DC產(chǎn)生5W(容量1000mAh)。這些能力對電力控制器120已知(作為模塊識別數(shù)據(jù))。模塊電力網(wǎng)絡110指導墻壁充電器電力模塊在任何可能的時間產(chǎn)生電力；無論何時墻壁充電器電力模塊產(chǎn)生電力時，三個電池優(yōu)選地由未被模塊化移動電子設備的其他系統(tǒng)使用的任意可用電力來充電。模塊電力網(wǎng)絡110指導燃料電池電力模塊僅為了關鍵應用且僅當兩個電池模塊沒有剩余容量且模塊電力網(wǎng)絡電池113電量小于25％時，才向電力總線提供電力(為模塊電力網(wǎng)絡電池保存足夠電量以在低電力狀態(tài)下操作該模塊化移動電子設備)。當沒有電力被產(chǎn)生時，模塊電力網(wǎng)絡110指導慢速放電電池先放電，而快速放電電池僅在需要高脈沖電流的情況下使用。在慢速放電電池被完全放電之后，模塊電力網(wǎng)絡110開始放電模塊電力網(wǎng)絡電池113，依然僅在高電流脈沖下使用快速放電電池。當模塊電力網(wǎng)絡電池113達到25％容量時，在最后回到模塊電力網(wǎng)絡電池113之前，模塊電力網(wǎng)絡110切換以釋放在快速放電電池中任何剩余的能量。

電力控制器120優(yōu)選地通過識別電力消費者模塊、分析電力消費、根據(jù)場境感知電力預算分配電力消費、且控制電力消費，來管理模塊電力消費。

電力控制器120優(yōu)選地通過與模塊通信來識別電力消費者模塊；模塊優(yōu)選地向電力控制器120提供指示其電力消費特性的識別數(shù)據(jù)。附加地或替選地，電力控制器120可以通過任意其他合適的手段來識別電力消費者模塊。

電力控制器120優(yōu)選地通過從模塊和/或PMC 111收集關于電力消費者模塊的數(shù)據(jù)來分析電力消費者模塊。數(shù)據(jù)可以包括電力消費數(shù)據(jù)(例如，電流消耗、電壓需求等)、場境數(shù)據(jù)(例如，電力消費者模塊的狀態(tài)、其他模塊的存在、其他模塊的狀態(tài)、系統(tǒng)100的狀態(tài))、以及與電力消費者模塊有關的任意其它數(shù)據(jù)。電力控制器120優(yōu)選地考慮時間、場境(例如，電力消費者模塊的狀態(tài)……)、和其他相關的變量，關聯(lián)該數(shù)據(jù)以為每個電力消費者模塊創(chuàng)建電力消費模型。這些模型被優(yōu)選地組合以創(chuàng)建模塊化移動電子設備的電力消費的模型。在一個示例中，對給定的電力狀態(tài)和給定的溫度，處理器模塊具有特定的電力消耗。這些因素被優(yōu)選地考慮進電池模塊的電力存儲的模型。

電力控制器120優(yōu)選地基于電力消費者模塊的識別數(shù)據(jù)和電力消費者模塊的分析數(shù)據(jù)，向電力消費者模塊分配場境感知電力預算。電力控制器120優(yōu)選地實時調(diào)整場境感知電力預算的分配，允許該分配滿足實時系統(tǒng)電力要求。

電力消費優(yōu)選地使用模塊優(yōu)先級得分分配場境感知電力預算。模塊優(yōu)先級得分優(yōu)選地基于模塊重要性矩陣指派模塊得分；模塊重要性矩陣優(yōu)選地是用戶體驗基準，但可以附加地或替選地是模塊重要性的任意度量。用戶體驗基準優(yōu)選地測量模塊的電力消耗多大程度地影響模塊化移動電子設備用戶的體驗。具體地，用戶體驗基準優(yōu)選地包括考慮到模塊化移動電子設備的電力存儲能力，模塊的電力消耗怎樣影響用戶的體驗。作為示例，500mA的模塊電力使用對具有1500mAh容量的設備比對9500mAh容量的設備影響大得多。

電力消費者模塊優(yōu)選地具有操作的多個電力狀態(tài)；因此，這些狀態(tài)可以具有不同的用戶體驗基準得分。相似地，電力消費者模塊優(yōu)先級得分可以不僅依賴于模塊，也依賴于模塊的電力狀態(tài)。

優(yōu)選地，將場境感知電力預算的部分分配給電力消費者模塊以便創(chuàng)建高的總用戶體驗得分，但附加地或替選地可以使用任意合適的方法分配電力。模塊控制器120可以分配電力的一個方式涉及通過其電力用量來對模塊/電力狀態(tài)組合的模塊優(yōu)先級進行加權，且為了更高的總得分進行優(yōu)化(其中總得分是加權得分的總和)。

當分配電力時，電力控制器120優(yōu)選地考慮模塊功能冗余。如果存在兩個能夠執(zhí)行相同任務的模塊，則電力控制器120可以基于場境感知電力預算將一個排在另一個的優(yōu)先級之前。作為示例，如果移動電子設備包括兩個處理器，低功率處理器和高功率處理器，則當不需要高功率處理器(這會反映在模塊優(yōu)先級得分中)時或當場境感知電力預算低時，電力控制器120可以僅操作低功率處理器。

電力控制器120優(yōu)選地根據(jù)場境感知電力預算通過與電力消費者模塊和/或PMC 111通信來控制電力消費。電力控制器120優(yōu)選地根據(jù)場境感知電力預算和/或電力消費者模塊識別數(shù)據(jù)控制電力消費。電力控制器120優(yōu)選地通過指導電力消費者模塊根據(jù)被電力控制器120設置的電力狀態(tài)操作來控制電力消費。這些電力狀態(tài)優(yōu)選地包括模塊操作指令，且被鏈接到特定電力消費水平。電力控制器120可以附加地或替選地通過使用PMC 111控制電力消費(例如，當不被指導如此時，斷開繼續(xù)嘗試消耗電力的模塊)。

電力控制器120優(yōu)選地附加地通過在模塊間協(xié)調(diào)電力消耗時機來控制電力消費。作為示例，如果電力控制器120檢測到移動電子設備的兩個分離的模塊具有持續(xù)時間短的定期高電流尖峰，則電力控制器120可以指導所述模塊在不同時間消耗這些高電流尖峰(以避免系統(tǒng)100過載)。

電力控制器120優(yōu)選地在其存儲器中存儲與模塊電力網(wǎng)絡110的操作有關的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)優(yōu)選地指令電力控制器120如何基于模塊化移動電子設備的狀態(tài)管理模塊電力網(wǎng)絡110和所述模塊。

在優(yōu)選實施例的變體中，電力控制器120其本身可以被連接到系統(tǒng)100的模塊或其他控制器管理或控制。例如，如果應用處理器模塊被連接到系統(tǒng)100，則該應用處理器可以能夠修改電力控制器120的操作，包括修改電力控制器120存儲的內(nèi)容和/或從電力控制器120奪取一些功能。

模塊接口130功能為實現(xiàn)模塊到系統(tǒng)100的連接。在一些實施方式中，模塊接口130相似于2014年8月19日提交的美國申請序列號14/462,849中描述的模塊接口，其全部內(nèi)容通過引用并入于此。

模塊接口130被優(yōu)選地使用導線連接到模塊電力網(wǎng)絡110，但如前文所述，可以附加地或替選地以任意合適的方式被連接到模塊電力網(wǎng)絡110。模塊接口130可以以任意合適的方式(例如，電地、光學地)將模塊連接到模塊電力網(wǎng)絡110。作為示例，模塊可以使用接觸方法(例如，經(jīng)由插頭和插座的導電接觸)和/或非接觸方法(例如，光學、電容性、和RF數(shù)據(jù)/電力傳輸方法)連接到模塊接口130。模塊接口130優(yōu)選地相同，允許任意兼容模塊連接到系統(tǒng)100的任意模塊接口130，但是可以替選地不相同(例如，針對不同的模塊類型是分別的接口類型)。

2.對模塊化移動電子設備的電力管理的方法

如圖5所示，用于模塊化移動電子設備的電力管理的方法200包括識別模塊(S210)，分析模塊電力特性(S220)，創(chuàng)建場境感知電力預算(S230)、和根據(jù)場境感知電力預算控制模塊電力流(S240)。

方法200功能為實現(xiàn)用于模塊化移動電子設備的電力管理。對于所有移動電子設備，電力管理很重要：移動電子設備必須有效利用電力否則將由于巨大電池和/或頻繁充電而阻礙其有用性。由于電力消費和可用電力兩者很大地依賴于模塊化移動電子設備的配置，針對模塊化移動電子設備而言電力管理甚至更重要。該依賴意味著移動電子設備的電力管理系統(tǒng)應有效地針對各種各樣的模塊化移動電子設備配置管理電力資源和電力消費。

步驟S210包括識別模塊。優(yōu)選地，從由模塊傳送的識別數(shù)據(jù)來識別模塊，但可以附加地或替選地使用在所述模塊外部的電力監(jiān)視單元或使用任意其他合適的手段來識別。識別模塊優(yōu)選地包括將模塊識別為電力消費者、電力存儲、和/或電力產(chǎn)生者(模塊可以是前述中的任意或所有)，且確定其電力消費/電力存儲/電力產(chǎn)生能力。優(yōu)選地，模塊在任何時候被添加到模塊化移動電子設備中時都會被識別?？梢愿郊拥卦谌我鈺r間識別或重識別模塊，包括在模塊化移動電子設備的啟動或喚醒過程之后，或在任意模塊或設備配置改變之后。

步驟S220包括分析模塊電力特性。優(yōu)選地，通過從所述模塊或從在所述模塊外部的電力監(jiān)視器收集關于模塊電力特性的數(shù)據(jù)來分析模塊。所收集的數(shù)據(jù)可以包括電力產(chǎn)生數(shù)據(jù)(例如，輸出電壓、輸出電流、電壓/電流波形、工作周期等)、電力存儲數(shù)據(jù)(例如，輸出電壓、輸出電流、電壓/電流波形、工作周期、充電率、容量等)、電力消費數(shù)據(jù)(例如，電流消耗、電壓需求等)、場境數(shù)據(jù)(例如，模塊狀態(tài)，其他模塊的存在、其他模塊的狀態(tài))、以及任意其他相關數(shù)據(jù)。

分析模塊電力特性S220優(yōu)選地包括創(chuàng)建模塊電力模型。模塊電力模型優(yōu)選地考慮時間、場境、和其他相關變量，且可以被用來基于這些變量預測模塊電力特性。在一個示例中，對于給定電力狀態(tài)和給定溫度，處理器模塊具有特定的電力消耗。優(yōu)選地，在處理器模塊的電力模型中考慮這些因素。在另一示例中，針對給定的日時間、位置、設備定向、和天氣情況集合，太陽能模型產(chǎn)生某輸出電壓和電流。這些因素被優(yōu)選地考慮進太陽能電力模塊的電力產(chǎn)生模型中。在第三個示例中，電池模塊針對給定的溫度和充電百分比產(chǎn)生特定輸出電壓和電流。優(yōu)選地，這些因素被考慮進電池模塊的電力模型中。電力模型可以使用來自任意合適的源的信息來形成，包括制造商信息和來源于模塊使用數(shù)據(jù)的(可以是眾包的)的信息。優(yōu)選地，電力模型是動態(tài)的且可以被新的信息改變，但替選地，可以是靜態(tài)的。

在一個實施方式中，分析模塊信息特性S220包括，在系統(tǒng)100的電子設備的操作期間：控制電力控制器120收集耦合到系統(tǒng)100的多個模塊的模塊電力特性數(shù)據(jù)，每個模塊經(jīng)由系統(tǒng)100的相應模塊接口(例如，130)耦合到系統(tǒng)100；以及控制電力控制器120以基于針對所述多個模塊中的至少一個模塊收集的模塊電力特性數(shù)據(jù)，來更新所述至少一個模塊的模塊電力模型。

分析模塊信息特性S220優(yōu)選地也包括基于模塊電力模型創(chuàng)建系統(tǒng)級電力模型。系統(tǒng)級電力模型優(yōu)選地能夠基于時間、場境、狀態(tài)、和其他相關的變量，預測模塊化移動電子設備的電力特性。

在一個實施方式中，分析模塊電力特性S220包括，在系統(tǒng)100的電子設備的操作期間：控制電力控制器120以響應于更新經(jīng)由模塊接口(例如，130)耦合到系統(tǒng)100的模塊的模塊電力模型，而更新系統(tǒng)級電力模型。

在一個實施方式中，分析模塊電力特性S220包括基于更新模塊電力模型控制電力控制器來更新系統(tǒng)100的場境感知電力預算。在一個實施方式中，分析模塊電力特性S220包括控制電力控制器來響應于更新系統(tǒng)級電力模型而更新系統(tǒng)100的場境感知電力預算，所述系統(tǒng)級電力模型響應于更新所述模塊電力模型而被更新。

步驟S230包括創(chuàng)建場境感知電力預算。創(chuàng)建場境感知電力預算S230優(yōu)選地包括確定通過模塊化移動電子設備可以供應多少瞬時功率和穩(wěn)態(tài)功率。功率確定優(yōu)選地基于系統(tǒng)級電力模型，但可以附加地或替選地基于任意合適的電力特性數(shù)據(jù)。場境感知電力預算優(yōu)選地取決于模塊化移動電子設備的電力產(chǎn)生和存儲能力，包括電力產(chǎn)生模塊的電力產(chǎn)生能力和電力存儲模塊的電力存儲能力。場境感知電力預算優(yōu)選地被質(zhì)量和安全參數(shù)限制。質(zhì)量和安全參數(shù)可以包括關于獨立模塊的參數(shù)或關于模塊化移動電子設備的參數(shù)。一些示例獨立模塊質(zhì)量和安全參數(shù)可以包括最大模塊溫度、最大模塊穩(wěn)態(tài)電流消耗、或模塊輸入功率波形質(zhì)量閾值。一些示例模塊化移動電子設備質(zhì)量和安全參數(shù)包括電力總線電壓閾值、連接的模塊數(shù)量閾值、和電力總線功率波形質(zhì)量閾值。

步驟S240包括根據(jù)場境感知電力預算來控制模塊電力流。模塊電力流(包括模塊電力存儲、模塊電力產(chǎn)生、和/或模塊電力消費)優(yōu)選地通過與模塊的通信來控制，但可以附加地或替選地使用電力監(jiān)視器或在模塊外部的控制器、或使用任意合適的手段來控制。優(yōu)選地，根據(jù)系統(tǒng)電力供應/要求、模塊識別數(shù)據(jù)、模塊電力模型、系統(tǒng)級電力模型、和/或場境感知電力預算來控制模塊電力流。優(yōu)選地，通過經(jīng)由與模塊的通信設置模塊電力狀態(tài)來控制模塊電力流，但也可以附加地或替選地以任意合適的手段來控制。模塊電力狀態(tài)優(yōu)選地包括模塊是否應該正產(chǎn)生/存儲/消費電力，以及與模塊如何產(chǎn)生電力(例如，輸出電壓、燃料燃燒率、輸出電流)、存儲電力(例如，輸出電壓、放電率、優(yōu)選的充電容量)、或消費電力(例如，電力消耗率、模塊配置、模塊操作指令)有關的任意設置。模塊電力流控制的示例可以在系統(tǒng)100的描述中找到。

根據(jù)場境感知電力預算控制模塊電力流S240優(yōu)選地包括基于電力消費模塊的識別數(shù)據(jù)和電力消費者模塊的分析數(shù)據(jù)，向電力消費者模塊分配場境感知電力預算。優(yōu)選地，實時調(diào)整場境感知電力預算的分配，允許該分配滿足實時的系統(tǒng)電力要求。

在一些實施方式中，根據(jù)場境感知電力預算來控制模塊電力流S240包括：基于場境感知電力預算的更新，控制電力控制器以調(diào)整系統(tǒng)100的電子設備的模塊電力流。在一些實施方式中，電力控制器基于耦合到系統(tǒng)100的模塊的模塊電力模型的更新來更新場境感知電力預算。在一些實施方式中，調(diào)整模塊電力流包括向經(jīng)由相應的模塊接口(例如，130)耦合到系統(tǒng)100的至少一個電力消費者模塊實時分配電力。

在一些實施方式中，調(diào)整模塊電力流包括通過以下至少一個來控制電力產(chǎn)生：控制經(jīng)由模塊接口耦合到系統(tǒng)100的至少一個電力產(chǎn)生模塊；和控制耦合到電力產(chǎn)生模塊的至少一個PMC 111。

在一些實施方式中，調(diào)整模塊電力流包括通過以下至少一個來控制電力存儲：控制經(jīng)由模塊接口耦合到系統(tǒng)100的至少一個電力存儲模塊；和控制耦合到電力存儲模塊的至少一個PMC 111。

在一些實施方式中，調(diào)整模塊電力流包括控制系統(tǒng)100的至少一個PMC 111以執(zhí)行以下至少一個：通過使用電流限制器，經(jīng)由耦合到PMC 111的模塊接口130限制電流消耗；以及通過使用接口130的接口開關，從系統(tǒng)100的電力網(wǎng)絡110解耦模塊接口130。

優(yōu)選地，使用模塊優(yōu)先級得分來分配場境感知電力預算。模塊優(yōu)先級得分優(yōu)選地基于模塊重要性矩陣來指派模塊得分；模塊重要性矩陣優(yōu)選地是用戶體驗基準，但可以附加地或替選地是模塊重要性的任意度量。用戶體驗基準優(yōu)選地測量模塊的電力消耗多大程度地影響模塊化移動電子設備用戶的體驗。具體地，用戶體驗基準優(yōu)選地包括考慮到模塊化移動電子設備的電力存儲能力，模塊的電力消耗怎樣影響用戶的體驗。作為示例，500mA的模塊電力使用對具有1500mAh容量的設備比對9500mAh容量的設備影響大得多。

電力消費者模塊優(yōu)選地具有操作的多個電力狀態(tài)；因此，這些狀態(tài)可以具有不同的用戶體驗基準得分。相似地，電力消費者模塊優(yōu)先級得分可以不僅依賴于模塊，也依賴于模塊的電力狀態(tài)。

優(yōu)選地，向電力消費者模塊分配場境感知電力預算的部分以便創(chuàng)建高的總用戶體驗得分，但附加地或替選地可以使用任意合適的方法分配電力。分配電力的一個方法可以涉及通過其電力用量來對模塊/電力狀態(tài)組合的模塊優(yōu)先級進行加權，且為了更高的總得分進行優(yōu)化(其中總得分是加權得分的總和)。

當分配電力時，優(yōu)選地考慮模塊功能冗余。如果存在兩個能夠執(zhí)行相同任務的模塊，則可以基于場境感知電力預算將一個排在另一個的優(yōu)先級之前。作為示例，如果移動電子設備包括兩個處理器，低功率處理器和高功率處理器，則當不需要高功率處理器(這會反映在模塊優(yōu)先級得分中)時或當場境感知電力預算低時，可以僅操作低功率處理器。

步驟S240可以附加地通過在模塊間協(xié)調(diào)電力消耗時機來控制電力消費。作為示例，如果檢測到移動電子設備的兩個分離的模塊具有持續(xù)時間短的定期高電流尖峰，則可以指導這些模塊在不同時間消耗這些高電流尖峰(以避免模塊化移動電子設備過載)。

優(yōu)選地，方法200由系統(tǒng)100來實現(xiàn)，但可以替選地由任意其他合適的手段來實現(xiàn)。

3.同時使用多個電源

如前述，系統(tǒng)100的模塊電力網(wǎng)絡110使用電力總線向模塊供電。在一個實施方式中，電力總線以單個未調(diào)節(jié)的DC電壓操作，所述DC電壓部分地被耦合到電力總線的電源模塊(例如，供應電源的電力產(chǎn)生模塊、供應電源的電力存儲模塊等)設置，且電力總線電壓被耦合到電力總線上的最高電壓電源設置。在未針對由電力總線提供給耦合到電力總線的模塊的電力執(zhí)行電力總線電壓調(diào)節(jié)的實施方式中，模塊電源調(diào)節(jié)是針對電源模塊提供給電力總線的電力而動態(tài)執(zhí)行的。通過對電源模塊執(zhí)行動態(tài)模塊電壓調(diào)節(jié)，在多個電源模塊并行向電力總線供電的情況下，電力效率可以提升。

更具體地，在多個電源模塊電耦合到電力總線以并行向電力總線供電的情況中，為具有供電電壓小于在向電力總線供電的電源模塊中的最高供電電壓的每個電源模塊啟用電壓調(diào)節(jié)。為電源模塊啟用電壓調(diào)節(jié)包括使得電壓調(diào)節(jié)器電耦合到該電源模塊，且控制該電壓調(diào)節(jié)器以將電源模塊的供電電壓增加到向電力總線供電的電源模塊中的最高供電電壓。在電源模塊被耦合到電力總線或從電力總線解耦合的情況下，電力控制器120確定在向電力總線供電的電源模塊中的最高供電電壓，且選擇性地使得電壓調(diào)節(jié)器電耦合到具有較低的供電電壓的電源模塊(以將該供電電壓增加到確定的最高電壓)。

作為示例，在第一模塊接口(例如，圖1和圖2的模塊接口130)電耦合到高電壓低容量電池，且第二接口電耦合到低電壓高容量電池的情況下，在兩個電池同時地向電力總線供電的時候，使用電壓調(diào)節(jié)以將低電壓高容量電池的電壓增加至高電壓低容量電池的電壓。通過執(zhí)行模塊電壓調(diào)節(jié)，使得通過電力總線從每個電源接收的電力處于同樣電壓，包括100的模塊化移動電子設備的電力效率將被提升。

在示例性布置中，其中能夠持續(xù)十五分鐘以5V DC產(chǎn)生10W的快速放電電池模塊(容量500mAh)和能夠持續(xù)四小時以3.3V DC產(chǎn)生3.3W的慢速放電電池模塊(容量4000mAh)同時向電力總線供電，使用電壓調(diào)節(jié)以將慢速放電電池模塊所供應的電壓增加(提高)到5V DC(例如，快速放電電池模塊的電壓)。在這樣的布置中，當快速放電電池模塊的容量降到閾值量以下時，電力控制器120禁用快速放電電池模塊(例如，通過控制耦合到快速放電電池模塊的PMC 111)，且禁用耦合到慢速放電電池模塊的電壓調(diào)節(jié)。換言之，當快速放電電池模塊接近耗竭時，快速放電電池模塊被禁用，且因為慢速放電電池模塊隨后提供最高的電壓(例如，它是唯一向電力總線供電的模塊)，對慢速放電電池模塊而言不再需要模塊電壓調(diào)節(jié)(且因此電力控制器120針對慢速放電電池模塊禁用電壓調(diào)節(jié)器)。

如圖6所示，電力總線602電耦合到PMC 111。在一些實施方式中，電力總線602電耦合到開關電力轉(zhuǎn)換器112。在一些實施方式中，電力總線602電耦合到電池113。在一些實施方式中，電力總線602經(jīng)由電力轉(zhuǎn)換器112電耦合到電池113。在一些實施方式中，PMC 111包括電壓調(diào)節(jié)器601。在一些實施方式中，接口130包括電壓調(diào)節(jié)器。在一些實施方式中，電力總線602包括針對每個接口130的電壓調(diào)節(jié)器。

電力控制器120被耦合到每個PMC 111。在一些實施方式中，電力控制器120被耦合到電壓調(diào)節(jié)器(例如，如圖6所示，PMC 111的電壓調(diào)節(jié)器601)。電力控制器120如上述控制電壓調(diào)節(jié)器(例如，電壓調(diào)節(jié)器601)。在一些實施方式中，電力控制器120控制電壓調(diào)節(jié)器以啟用和禁用電壓調(diào)節(jié)、以及設置調(diào)節(jié)的電壓。在一些實施方式中，電力控制器120控制PMC 111以控制電壓調(diào)節(jié)器來啟用和禁用電壓調(diào)節(jié)、以及設置調(diào)節(jié)的電壓。

如圖7所示，用于模塊化移動電子設備的電壓調(diào)節(jié)的方法700包括：確定用于向模塊化移動電子設備的電力總線供電的最高電源電壓(S701)；和對以低于確定的最高電源電壓的電壓向電力總線供電的電源啟用模塊電壓調(diào)節(jié)(S702)。

方法700功能為向電源模塊提供動態(tài)模塊電壓調(diào)節(jié)。通過為電源模塊執(zhí)行動態(tài)模塊電壓調(diào)節(jié)，在多個電源模塊并行向電力總線供電的情況下，可以提升電力效率。

在一些實施例中，電源模塊包括向電力總線(例如，圖6的602)供電的電力產(chǎn)生模塊(例如，燃料電池模塊、充電器模塊、太陽能板模塊)和電力存儲模塊(例如，電池模塊、電容器模塊)。在一些實施例中，電源模塊包括電力存儲模塊。

在一些實施方式中，確定向模塊化移動電子設備的電力總線供電的最高電源電壓(S701)包括：確定電源事件是否已發(fā)生，且響應于確定電源事件已發(fā)生而確定最高電源電壓。

在一些實施方式中，電源事件包括以下的至少一個：通過將至少一個電源模塊耦合到系統(tǒng)100來向模塊化移動電子設備添加電源模塊、從電子設備移除電源模塊(例如，將模塊從系統(tǒng)100解耦合)、禁用電源模塊、啟用電源模塊、縮減電源模塊的電力存儲容量到閾值值以下、縮減被電源模塊供應的電壓到閾值值以下、縮減被電源模塊供應的電流到閾值值以下、和縮減被電源模塊供應的功率到閾值值以下。在一些實施方式中，響應于系統(tǒng)100的電子設備被開啟電源而執(zhí)行確定最高電源電壓。

在一些實施方式中，電力控制器120執(zhí)行最高電源電壓的確定。在一些實施方式中，電力控制器120通過PMC 111執(zhí)行最高電源電壓的確定。在一些實施方式中，電力控制器120通過上文對圖5的S210而描述的識別模塊來執(zhí)行最高電源電壓的確定。在一些實施方式中，電力控制器120通過上文對圖5的S220所描述的分析電源特性來執(zhí)行最高電源電壓的確定。在一些實施方式中，電力控制器120通過上文對圖5的S210而描述的識別模塊和上文對圖5的S220所描述的分析電源特性來執(zhí)行最高電源電壓的確定。

在一些實施方式中，對以低于所確定的最高電源電壓的電壓向電力總線供電的電源啟用模塊電壓調(diào)節(jié)(S702)包括：對每個以低于所確定的最高電源電壓的電壓向電力總線供電的電源，啟用耦合到電源模塊的電壓調(diào)節(jié)器(例如，圖6的電壓調(diào)節(jié)器601之一)，且將電壓調(diào)節(jié)器的經(jīng)調(diào)節(jié)的輸入電壓設置為所確定的最高電源電壓。

在一些實施方式中，電力控制器120啟用模塊電壓調(diào)節(jié)。在一些實施方式中，電力控制器120通過控制PMC 111啟用模塊電壓調(diào)節(jié)。在一些實施方式中，電力控制器120通過控制電壓調(diào)節(jié)器601啟用模塊電壓調(diào)節(jié)。

4.模塊通信網(wǎng)絡開關旁路

如圖8所示，在一個實施方式中，模塊通信網(wǎng)絡(MCN)210包括模塊通信網(wǎng)絡(MCN)開關831。每個接口130經(jīng)由相應的模擬開關820被耦合到MCN開關831。附加地或替選地，每個接口(或接口子集的每個接口)經(jīng)由共享的模擬開關820被耦合到MCN開關831。在一些實施方式中，模擬開關是機械開關，諸如例如繼電器。在一些實施方式中，模擬開關是電氣開關電路。在一些實施方式中，電氣開關電路包括多路器、晶體管電路、集成電路(IC)開關等中的一個或多個。

接口801是相似于接口130的接口。接口801耦合到顯示開關821，且顯示開關821耦合到MCN開關831。顯示開關821相似于模擬開關820，但不同在于顯示開關耦合到每個模擬開關820。

電力控制器120耦合到MCN開關831、顯示開關821、和每個模擬開關820。在圖8的實施方式中，電力控制器120被構(gòu)造為控制MCN開關831、每個模擬開關820、和顯示開關821。

MCN開關831相似于2014年8月19日提交的美國申請序列號14/462,849中描述的MCN開關，其全部內(nèi)容通過引用并入于此。

MCN開關831功能為通過在模塊(MCN開關831優(yōu)選地可以修改、監(jiān)視、或控制該模塊)之間創(chuàng)建數(shù)據(jù)鏈路來實現(xiàn)模塊之間的直接通信。MCN開關831優(yōu)選地使用分組交換操作，但可以附加地或替選地以任意合適的方式操作。直接通信優(yōu)選地涉及不需要用于通信的主機或中間模塊的數(shù)據(jù)傳輸。作為示例，在MCN 210使用MCN開關831的情況下，優(yōu)選地，模塊能夠通過直接向MCN開關831發(fā)送分組而通信，分組隨后基于目的地址(被始發(fā)模塊設置)被直接發(fā)送到其他模塊。這與需要主機的架構(gòu)明顯不同；作為示例，連接到USB總線的外圍設備需要主設備以能夠在彼此之間傳遞信息。

如圖9所示，用于使用模塊通信網(wǎng)絡210模塊通信的方法900包括：識別與耦合到接口801的顯示模塊通信的模塊(例如，耦合到顯示開關821的接口)(S901)；以及在所識別的模塊和顯示模塊之間經(jīng)由旁路MCN開關831的直接鏈路路由通信(S902)。

在一個實施方式中，識別與耦合到與顯示開關相耦合的接口的顯示模塊通信的模塊(S901)包括：電力控制器120使用MCN開關831和PMC 111中的至少一個來識別與顯示模塊通信的模塊。

在一個實施方式中，在所識別的模塊和顯示模塊之間經(jīng)由旁路MCN開關831的直接鏈路路由通信(S902)包括：電力控制器120控制耦合到所識別的模塊的模擬開關820斷開在所識別的模塊和MCN開關831之間提供通信的電氣電路；電力控制器120控制耦合到所識別的模塊的模擬開關820，以閉合在所識別的模塊和顯示開關821之間提供通信的電氣電路；電力控制器120控制顯示開關821，以斷開在顯示模塊和MCN開關831之間提供通信的電氣電路；以及電力控制器120控制顯示開關821，以閉合在顯示模塊和所識別的模塊的模擬開關820之間提供通信的電氣電路。以這種方式，通過閉合顯示開關821和所識別的模塊的模擬開關820之間的電氣電路來提供在識別的模塊和顯示模塊之間的通信，使得該通信旁路MCN開關831。在一個實施方式中，在電力控制器120確定(例如，經(jīng)由與MCN開關831的通信)耦合到接口130的模塊未正經(jīng)由MCN開關831彼此通信的情況下，電力控制器120關閉MCN開關831或MCN開關831的開關連接的子集。附加地或替選地，MCN開關831可以保持活動，但在模塊之間的大部分(或全部)通信可以通過直接連接來路由。在一個實施方式中，在其中電力控制器120決定啟用電子設備(例如，系統(tǒng)100的電子設備)的節(jié)電模式的情況下，電力控制器120在控制顯示開關821和模擬開關820旁路MCN開關831之后，關閉MCN開關831。

盡管前文的部分描述了通過電力控制器120控制模擬開關，模擬開關可以附加地或替選地由MCN開關831來控制。

在一些實施方式中，在模塊通信網(wǎng)絡210內(nèi)的通信被光學連接提供，且顯示開關821和開關820是光學開關。

在一些實施方式中，響應于確定系統(tǒng)100的狀態(tài)改變到節(jié)電狀態(tài)，控制電力控制器120執(zhí)行圖9的方法。

如圖10所示，在一個實施方式中，模塊通信網(wǎng)絡210包括MCN開關1031和顯示開關1020。MCN開關1031相似于圖8的MCN開關831。

每個接口130被耦合到MCN開關1031。接口1001經(jīng)由顯示開關1020耦合到MCN開關1031。在一些實施方式中，顯示開關是模擬開關。在一些實施方式中，顯示開關是機械開關，諸如例如繼電器。在一些實施方式中，顯示開關是電氣開關電路。在一些實施方式中，電氣開關電路包括多路器、晶體管電路、集成電路(IC)開關等中的一個或多個。

接口1001是相似于接口130的接口。接口1001耦合到顯示開關1020，且顯示開關1020耦合到MCN開關1031。顯示開關1020耦合到每個接口130。

電力控制器120被耦合到MCN開關1031和顯示開關1020。在圖10的實施方式中，電力控制器120被構(gòu)造以控制MCN開關1031和顯示開關1020。

如圖11所示，用于通過使用模塊通信網(wǎng)絡210的模塊通信的方法1100，響應于系統(tǒng)100將狀態(tài)改變?yōu)楣?jié)電狀態(tài)，包括：識別與耦合到接口1001(例如，耦合到顯示開關1020的接口)的顯示模塊通信的模塊(S1101)；關閉MCN開關1031(S1102)；以及在識別的模塊和顯示模塊之間經(jīng)由旁路MCN開關1031的直接鏈路路由通信(S1103)。

在一個實施方式中，識別耦合到與顯示開關相耦合的接口的顯示模塊通信的模塊(S1101)，類似于圖9的過程S901。

在一些實施方式中，經(jīng)由旁路MCN開關的直接鏈路在所識別的模塊和顯示模塊之間路由通信(S1103)包括：電力控制器120控制顯示開關1020以閉合在顯示模塊和所識別的模塊的接口1030之間提供通信的電氣電路。以這種方式，在所識別的模塊和顯示模塊之間的通信由在顯示開關1020和識別的模塊的接口1030之間的閉合電氣電路來提供，而MCN開關被旁路。

在一些實施方式中，在模塊通信網(wǎng)絡210之間的通信由光學連接來提供，且顯示開關1020是光學開關。

5.用于模塊化移動電子設備的實時電力管理的方法

此處公開的方法包括：在模塊化移動電子設備的操作期間，使用電子設備的系統(tǒng)(例如，系統(tǒng)100)的電力控制器(例如，120)，以：收集耦合到該系統(tǒng)的多個模塊的模塊電力特性數(shù)據(jù)，每個模塊經(jīng)由所述系統(tǒng)的相應的模塊接口(例如，130)耦合到所述系統(tǒng)；基于針對所述多個模塊中的至少一個模塊收集的模塊電力特性數(shù)據(jù)，更新所述至少一個模塊的模塊電力模型；基于所述至少一個模塊的所述模塊電力模型的更新，更新所述電子設備的場境感知電力預算；以及基于對所述場境感知電力預算的更新，調(diào)整所述電子設備的模塊電力流，其中調(diào)整模塊電力流包括實時調(diào)整對經(jīng)由相應的模塊接口耦合到所述系統(tǒng)的至少一個電力消費者模塊的電力分配。

替選實施例優(yōu)選地在存儲計算機可讀指令的計算機可讀介質(zhì)中實現(xiàn)上述方法。優(yōu)選地，指令被計算機可執(zhí)行組件執(zhí)行，計算機可執(zhí)行組件優(yōu)選地集成在由多個模塊和模塊電力控制器組成的系統(tǒng)中。計算機可讀介質(zhì)可以被存儲在任意合適的計算機可讀介質(zhì)，諸如RAM、ROM、閃存、EEPROM、光學設備(CD或DVD)、硬盤驅(qū)動、軟盤驅(qū)動、或任意合適的設備中。計算機可執(zhí)行組件優(yōu)選地是處理器，但指令也可以附加地或替選地被任意合適的專用硬件設備執(zhí)行。如本領域技術人員將從前文詳細描述和從附圖和權利要求中所意識到的，在不背離在下述權利要求中定義的本發(fā)明的范圍的情況下，可以對優(yōu)選的實施例做出修改和改動。