JP2019071449A - 再充電可能エネルギ貯蔵を伴う高温用途のためのパワーシステム - Google Patents
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Abstract
Description
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
前記エネルギ貯蔵は、約0.01ジュールと約100メガジュールの間のエネルギを貯蔵し、少なくとも充電−放電の2周期の間に約0.10ワットと約100メガワットの間のピーク電力を供給するように構成されている。
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、前記エネルギ貯蔵から電力を供給することと、前記エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含むパワーシステムを含む、ロギング器具を選択するステップと、
ダウンホールのロギング器具により、パワーシステムからロギング器具へ電力を供給するステップと
を含む。
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、前記エネルギ貯蔵から電力を供給することと、前記エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を選択するステップと、
ロギング器具内に組み合わせるようにエネルギ貯蔵を構成するステップと
を含む。
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
回路は、エネルギ貯蔵内のバッテリのデパッシベートのためのサブシステムを含む。
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
回路は、エネルギ供給の電気出力をシミュレートするためのサブシステムを含む。
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
回路は、エネルギ貯蔵の充電状態をモニタするためのサブシステムを含む。
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
回路は、エネルギの少なくとも二つのエネルギのソース間でスイッチするためのサブシステムを含む。
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
回路は、パワーシステムの電力出力を自動的に調整するためのサブシステムを含む。
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
回路は、動作のモード間でスイッチするためのサブシステムを含む。
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
回路は、環境因子に従って動作を調整するためのサブシステムを含む。
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
回路は、低電力動作を誘導するためのサブシステムを含む。
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
回路は、データをロギングするためのサブシステムを含む。
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
回路は、パワーサプライのパフォーマンスを管理するためのサブシステムを含む。
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
回路は、パワーシステムのシステムヘルスをモニタリングするためのサブシステムを含む。
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
回路は、冗長素子にアクセスするためのサブシステムを含む。
少なくとも一つのウルトラキャパシタを含むパワーサプライを選択するステップと、
約−40℃と210℃の間の温度範囲内で、少なくとも1時間ウルトラキャパシタ上で約0.1ボルトと約4ボルトの間の電圧を維持しつつ、パワーサプライを動作するステップと
を含み、
上記時間の終わりに、ウルトラキャパシタは、動作温度の範囲に亘って、リットルの体積毎に1000mアンペアより小さいリーク電流を示す。
高温動作のために構成された再充電可能エネルギ貯蔵を高温動作のために構成された電子回路と結合するステップと、
パワーシステムの出力からパワーパルスを引き出すことによりパワーシステムを動作するステップと
を含み、
個々のパルスは、少なくとも0.01Vのピーク値と、少なくとも0.01Jの全体の電力と時間の積(エネルギ)を含む。
[数1]
Ibatt=Vsense/Rsense (1)
電流は、他の技術によっても感知され得る。例えば、或る実施形態では、ホール効果センサ若しくは誘導センサにより、感知され得る。
2・・・陸地、
3・・・層、
4・・・掘削流体、
5・・・ハイドロカーボン、
7・・・トップサイド装備、
8・・・ワイヤライン、
9・・・サービストラック、
10・・・ロギング器具、
11・・・ドリルストリング、
12・・・ドリルパイプ、
13・・・ダウンホール電子機器、
14・・・ドリルビット、
15・・・サーベイコンポーネント、
16・・・パワーシステム、
19・・・ウエルヘッド、
21・・・ケーシング。
Claims (219)
- 高温環境で電力を供給するように調整されたパワーシステムであって、
約−40℃と約210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
前記エネルギ貯蔵は、約0.01ジュールと約100メガジュールの間のエネルギを貯蔵し、少なくとも充電−放電の2周期の間に約0.10ワットと約100メガワットの間のピーク電力を供給するように構成されている、パワーシステム。 - 温度範囲が約70℃と約200℃の間である、請求項1に記載のパワーシステム。
- 温度範囲が約70℃と約150℃の間である、請求項1に記載のパワーシステム。
- 温度範囲が約70℃と約175℃の間である、請求項1に記載のパワーシステム。
- 温度範囲が約70℃と約125℃の間である、請求項1に記載のパワーシステム。
- 温度範囲が約80℃と約210℃の間である、請求項1に記載のパワーシステム。
- 温度範囲が約90℃と約210℃の間である、請求項1に記載のパワーシステム。
- 温度範囲が約100℃と約210℃の間である、請求項1に記載のパワーシステム。
- 温度範囲が約125℃と約210℃の間である、請求項1に記載のパワーシステム。
- 温度範囲が約126℃と約210℃の間である、請求項1に記載のパワーシステム。
- 温度範囲が約150℃と約210℃の間である、請求項1に記載のパワーシステム。
- 前記エネルギ貯蔵は、約0.1ジュールと約100メガジュールの間のエネルギを貯蔵するように構成されている、請求項1に記載のパワーシステム。
- 前記エネルギ貯蔵は、約1ジュールと約100メガジュールの間のエネルギを貯蔵するように構成されている、請求項1に記載のパワーシステム。
- 前記エネルギ貯蔵は、約10ジュールと約100メガジュールの間のエネルギを貯蔵するように構成されている、請求項1に記載のパワーシステム。
- 前記エネルギ貯蔵は、約100ジュールと約100メガジュールの間のエネルギを貯蔵するように構成されている、請求項1に記載のパワーシステム。
- 前記エネルギ貯蔵は、約1000ジュールと約100メガジュールの間のエネルギを貯蔵するように構成されている、請求項1に記載のパワーシステム。
- 前記エネルギ貯蔵は、約0.01ジュールと約10メガジュールの間のエネルギを貯蔵するように構成されている、請求項1に記載のパワーシステム。
- 前記エネルギ貯蔵は、約0.01ジュールと約1メガジュールの間のエネルギを貯蔵するように構成されている、請求項1に記載のパワーシステム。
- 前記エネルギ貯蔵は、約0.01ジュールと約100000ジュールの間のエネルギを貯蔵するように構成されている、請求項1に記載のパワーシステム。
- 前記エネルギ貯蔵は、約0.01ジュールと約10000ジュールの間のエネルギを貯蔵するように構成されている、請求項1に記載のパワーシステム。
- 前記エネルギ貯蔵は、約0.10ワットと約100メガワットの間のピーク電力を供給するように構成されている、請求項1に記載のパワーシステム。
- 前記エネルギ貯蔵は、約1ワットと約100メガワットの間のピーク電力を供給するように構成されている、請求項1に記載のパワーシステム。
- 前記エネルギ貯蔵は、約10ワットと約100メガワットの間のピーク電力を供給するように構成されている、請求項1に記載のパワーシステム。
- 前記エネルギ貯蔵は、約100ワットと約100メガワットの間のピーク電力を供給するように構成されている、請求項1に記載のパワーシステム。
- 前記エネルギ貯蔵は、約0.10ワットと約10メガワットの間のピーク電力を供給するように構成されている、請求項1に記載のパワーシステム。
- 前記エネルギ貯蔵は、約0.10ワットと約1メガワットの間のピーク電力を供給するように構成されている、請求項1に記載のパワーシステム。
- 前記エネルギ貯蔵は、約0.10ワットと約500000ワットの間のピーク電力を供給するように構成されている、請求項1に記載のパワーシステム。
- 前記エネルギ貯蔵は、約0.10ワットと約100000ワットの間のピーク電力を供給するように構成されている、請求項1に記載のパワーシステム。
- 前記エネルギ貯蔵は、約0.10ワットと約10000ワットの間のピーク電力を供給するように構成されている、パワーシステム。
- 前記エネルギ貯蔵は、少なくとも10周期の間、充電し放電するように構成されている、請求項1に記載のパワーシステム。
- 前記エネルギ貯蔵は、少なくとも100周期の間、充電し放電するように構成されている、請求項1に記載のパワーシステム。
- 前記エネルギ貯蔵は、少なくとも1000周期の間、充電し放電するように構成されている、請求項1に記載のパワーシステム。
- 前記エネルギ貯蔵は、少なくとも10000周期の間、充電し放電するように構成されている、請求項1に記載のパワーシステム。
- 前記エネルギ貯蔵は、バッテリとウルトラキャパシタのうちの少なくとも一つを含む、請求項1に記載のパワーシステム。
- ウルトラキャパシタは、カーボンエネルギ貯蔵媒体を含む少なくとも一つ電極を含む、電気化学二重層キャパシタである、請求項34に記載のパワーシステム。
- 前記エネルギ貯蔵は、円筒、環状、リング形状、平坦、角柱、積層、箱状、及び平坦角柱のうちの一つの外観を含む、請求項1に記載のパワーシステム。
- 前記パワーシステムは、ロギング器具に電力を供給するように構成されている、請求項1に記載のパワーシステム。
- 前記ロギング器具は、コアリングツール、シャットインツール、核磁気共鳴画像(NMR)ツール、電磁気(EM)テレメトリツール、泥パルサテレメトリツール、抵抗計測ツール、ガンマ検知ツール、圧力センサツール、音響センサツール、地震探査ツール、原子核ツール、パルス中性子ツール、層サンプリングツール、及び誘導ツールのうちの少なくとも一つを含む、請求項37に記載のパワーシステム。
- 負荷は、電子回路、変圧器、増幅器、サーボ、プロセッサ、データストレージ、ポンプ、モータ、センサ、熱同調センサ、光学センサ、トランスデューサ、光源、シンチレータ、パルサ、油圧アクチュエータ、アンテナ、シングルチャネルアナライザ、マルチチャネルアナライザ、放射線検出器、加速度計、及び磁力計のうちの、少なくとも一つを含む、請求項1に記載のパワーシステム。
- 前記回路は、プロセッサ、パワーコンバータ、トランジスタ、インダクタ、キャパシタ、スイッチ、データストレージ、及びバス少なくとも一つを含む、請求項1に記載のパワーシステム。
- 更に、プロセッサにより実行する、データストレージ内に格納される機械実行可能命令を更に含む、請求項40に記載のパワーシステム。
- 更に、外部エネルギ供給に連結するインターフェースを含む、請求項1に記載のパワーシステム。
- 外部エネルギ供給は、ワイヤラインを介して設けられる接続、ジェネレータ、及びウルトラキャパシタのうちの、少なくとも一つを含む、請求項42に記載のパワーシステム。
- 回路は更に、複数のタイプのエネルギ貯蔵デバイスから電力を引き出すように構成されている、請求項1に記載のパワーシステム。
- 回路は、電気信号をシミュレートすること、エネルギ貯蔵の充電状態をモニタリングすること、第1のタイプのエネルギ貯蔵から第2のタイプのエネルギ貯蔵への切替を管理すること、動作のモードを変更すること、システムヘルスをモニタリングすること、データを貯蔵し検索すること、出力電圧を自動的に調整すること、スリープモードにエンタすること、低電力状態の動作にエンタすること、及び、パワーシステムの少なくとも一つのコンポーネントをバイパスすることのうちの、少なくとも一つのための回路を含む、請求項1に記載のパワーシステム。
- 回路は更に、温度、振動、ショック、電圧及び電流のうちの少なくとも一つをモニタするように構成されている、請求項1に記載のパワーシステム。
- 回路は、少なくとも一つの冗長コンポーネントを含む、請求項1に記載のパワーシステム。
- ダウンホールのロギング器具へ電力を供給する方法であって、
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、前記エネルギ貯蔵から電力を供給することと、前記エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含むパワーシステムを含む、ロギング器具を選択するステップと、
ダウンホールのロギング器具により、パワーシステムからロギング器具へ電力を供給するステップと
を含む、方法。 - 更に、外部エネルギ供給からのエネルギでパワーシステムを充電するステップを含む、請求項48に記載の方法。
- 充電するステップは、パワーシステムを連続して充電するステップと、パワーシステムを周期的に充電するステップとのうちの少なくとも一つを含む、請求項49に記載の方法。
- 更に、
パワーシステムのコンポーネントに対する機能不全状態を判定するステップと、
機能不全コンポーネント周りでエネルギ貯蔵から電力をルート付けするステップと
を含む、請求項48に記載の方法。 - 更に、ツールのデューティサイクルを限定するように、供給するステップをコントロールするステップを含む、請求項48に記載の方法。
- 更に、ロギング器具に供給される電圧と電流のうちの少なくとも一つを調整するステップを含む、請求項48に記載の方法。
- エネルギ貯蔵内の少なくとも一つのバッテリをデパッシベートするステップを含む、請求項48に記載の方法。
- 電力を供給するステップは、エネルギ貯蔵から電力を引き出すステップと、別のタイプのエネルギ貯蔵の信号をシミュレートするステップと
を含む、請求項48に記載の方法。 - 電力を供給するステップは、エネルギ貯蔵の充電状態をモニタリングするステップを含む、請求項48に記載の方法。
- 電力を供給するステップは、複数のタイプのエネルギ貯蔵の間で変更するステップを含む、請求項48に記載の方法。
- 電力を供給するステップは、パワーシステムの少なくとも一つの形態をモニタリングし、エネルギ貯蔵の出力を自動的に調整するステップを含む、請求項48に記載の方法。
- 電力を供給するステップは、パワーシステムの少なくとも一つの形態をモニタリングするステップと、パワーシステムのコンポーネントをアクティブ化することと該コンポーネントを非アクティブ化することのうちの少なくとも一つのステップと
を含む、請求項48に記載の方法。 - 更に、
パワーシステムの少なくとも一つの形態に対するデータをモニタリングし、メモリ内にデータをログ化するステップを含む、請求項48に記載の方法。 - 更に、データをトップサイド装備に通信するステップを含む、請求項60に記載の方法。
- ロギング器具のためのパワーシステムを製造する方法であって、
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、前記エネルギ貯蔵から電力を供給することと、前記エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を選択するステップと、
ロギング器具内に組み合わせるようにエネルギ貯蔵を構成するステップと
を含む、方法。 - 更に、複数の貯蔵セルからエネルギ貯蔵をアセンブルするステップと含む、請求項62に記載の方法。
- 少なくとも一つの絶縁体が、複数の貯蔵セルの間に配置される、請求項63に記載の方法。
- エネルギ貯蔵内の少なくとも一つの貯蔵セルは、少なくとも一部、ラッパにラップされる、請求項63に記載の方法。
- 更に、ロギング器具内に組み合わせるように回路を構成するステップを含む、請求項62に記載の方法。
- 回路は、動作の間に被る応力と歪みのうちの少なくとも一つを減少するように、回路を方向付けするステップと含む、請求項66に記載の方法。
- 回路を構成するステップは、複数の回路モジュールをアセンブルするステップを含む、請求項66に記載の方法。
- アセンブルするステップは、個々のモジュールに与えられた少なくとも一つの特性に従って、モジュールの各々を選択するステップを含む、請求項68に記載の方法。
- アセンブルするステップは、モジュールの各々をバスに連結するステップを含む、請求項68に記載の方法。
- アセンブルするステップは、モジュールの各々の間にスタンドオフサポートを配置するステップを含む、請求項68に記載の方法。
- アセンブルするステップは、第1のモジュールのコネクタを第2のモジュールのつがい可能コネクタと連結するステップを含む、請求項68に記載の方法。
- 更に、カプセル材料でパワーシステム内部のコンポーネントをカプセル化するステップを含む、請求項62に記載の方法。
- 回路は、パワーコンバータ、電圧調整回路、低電圧消費回路、バイパス回路、バッテリ調整回路、及び電流制限回路のうちの、少なくとも一つを含む、請求項62に記載の方法。
- 高温環境で電力を供給するように調整されたパワーシステムであって、
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、ウルトラキャパシタから電力を供給することと、ウルトラキャパシタに充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、少なくとも一つのウルトラキャパシタを含む、
パワーシステム。 - ウルトラキャパシタは、カーボンベースのエネルギ貯蔵媒体を含む少なくとも一つの電極を含む、請求項75に記載の方法。
- カーボンベースのエネルギ貯蔵媒体は、活性炭、カーボンファイバ、レーヨン、グラフェン、エアロジェル、カーボンクロス、カーボンナノチューブ、及び、別のカーボンナノフォームのうちの、少なくとも一つを含む、請求項76に記載の方法。
- ウルトラキャパシタは電解質を含む、請求項75に記載の方法。
- 電解質は、500ppmより小さい湿気、1000ppmより小さいハロゲン化合物の全体濃度、並びに、Br、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、K、Li、Mo、Na、Ni、Pb、及びZnのうちの少なくとも一つを含む金属種、それら金属種の少なくとも一つの合金、及びそれら金属種の少なくとも一つの酸化物の、2000ppmより小さい全体濃度のうちの、一つを含む、請求項78に記載の方法。
- ウルトラキャパシタは、温度範囲に亘って、1000mA/リットル以下のリーク電流を示すことを特徴とする、請求項79に記載の方法。
- 電解質は複数のカチオンを含み、カチオンは、1−(3−シアノプロピル)−3−メチルイミダゾリウム、1,2−ジメチル−3−プロピルイミダゾリウム、1,3−ビス(3−シアノプロピル)イミダゾリウム、1,3−ジエキトシイミダゾリウム、1−ブチル−1−メチルパイパイジニウム、1−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾリウム、1−ブチル−3−メチルピロルイジニウム、1−ブチル−4−メチルピリジニウム、1−ブチルピリジニウム、1−デシル−3−メチルイミダゾリウム、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム、及び、3−メチル−1−プロピルピリジニウムのうちの、少なくとも一つを含む、請求項78に記載の方法。
- ウルトラキャパシタは電解質を含み、電解質は複数のアニオンを含み、アニオンは、ビス(トリフルオロメタンスルホン酸)イミド、トリス(トリフルオロメタンスルホン酸)メチド、ジジアンアミド、テトラフルオロホウ酸塩、六フッ化リン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ビス(ペンタフルオロエタンスルホン酸)イミド、チオシアン酸塩、及び、トリフロロ(トリフロロメチル)ホウ酸塩のうちの、少なくとも一つを含む、請求項75に記載の方法。
- ウルトラキャパシタは電解質を含み、電解質は溶液を含み、溶液は、アセトニトリル、アミド、ベンゾニトリル、ブチロラクトン、環状エーテル、炭酸ジブチル、炭酸ジエチル、ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、炭酸ジメチル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホン、ジオキサン、ジオキソラン、ギ酸エチル、炭酸エチレン、炭酸エチルメチル、ラクトン、直鎖エーテル、ギ酸メチル、プロピオ酸メチル、メチルテトラヒドロフラン、ニトリル、ニトロベンゼン、ニトロメタン、n−メチルピロリドン、炭酸プロピレン、スルホラン、スルホン、テトラヒドロフラン、テトラメチレンスルホン、チオフェン、エチレングリコール、ジエチルグリコール、トリエチルグリコール、ポリエチレングリコール、炭酸エステル、γ−ブチロラクトン、ニトリル、及び、トリシアンヘキサンのうちの、少なくとも一つを含む、請求項75に記載の方法。
- ウルトラキャパシタは、密閉シールコンテナ内部に含まれる、請求項75に記載の方法。
- 密閉シールコンテナはアルミニウムを含む、請求項84に記載の方法。
- 高温環境で電力を供給するように調整されたパワーシステムであって、
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
回路は、エネルギ貯蔵内のバッテリのデパッシベートのためのサブシステムを含む、
パワーシステム。 - エネルギ貯蔵は、約0.01ジュールと約100メガジュールの間のエネルギを貯蔵し、少なくとも充電−放電の2周期の間に約0.10ワットと約100メガワットの間のピーク電力を供給するように構成されている、請求項86に記載の方法。
- サブシステムは、1周期間バッテリから一定の負荷を引き出すように構成されている、請求項86に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、デパッシベーションの必要を評価する計測装置を含む、請求項86に記載のパワーシステム。
- 計測装置は、電圧センサと電流センサのうちの少なくとも一つを含む、請求項89に記載のパワーシステム。
- 計測装置は、予め定められたデパッシベート負荷電流を引き出し、電圧が予め定められたレベルに上昇するまでバッテリの電圧をモニタするように構成されている、請求項89に記載のパワーシステム。
- 計測装置は、予め定められたデパッシベート負荷電流を引き出し、電圧が予め定められたレベルに上昇するまでバッテリの電圧をモニタするように構成されている、請求項91に記載のパワーシステム。
- 高温環境で電力を供給するように調整されたパワーシステムであって、
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
回路は、パワーシステムのコンポーネントをバイパスするためのサブシステムを含む、
パワーシステム。 - エネルギ貯蔵は、約0.01ジュールと約100メガジュールの間のエネルギを貯蔵し、少なくとも充電−放電の2周期の間に約0.10ワットと約100メガワットの間のピーク電力を供給するように構成されている、請求項93に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、コンポーネントの機能不全状態を自動的に判定し、エネルギ貯蔵から負荷への別途の電流経路を特定するように構成されている、請求項93に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、バイパスを被るコンポーネントの固有の機能により無効にされる、請求項93に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、少なくとも一つの半導体ドライブを含む、請求項93に記載のパワーシステム。
- 半導体ドライブがJFETである、請求項93に記載のパワーシステム。
- サブシステムはリレーを含む、請求項93に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、独立パワーコンバータと冗長パワーコンバータのうちの少なくとも一つを含む、請求項93に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、バイパスされるコンポーネント内への電流フローと、バイパスされるコンポーネントから出る電流フローとのうちの、少なくとも一つをブロックするスイッチネットワークを含む、請求項93に記載のパワーシステム。
- スイッチネットワークは、ダイオードとトランジスタのうちの少なくとも一つを含む、請求項101に記載のパワーシステム。
- 高温環境で電力を供給するように調整されたパワーシステムであって、
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
回路は、エネルギ供給の電気出力をシミュレートするためのサブシステムを含む、
パワーシステム。 - エネルギ貯蔵は、約0.01ジュールと約100メガジュールの間のエネルギを貯蔵し、少なくとも充電−放電の2周期の間に約0.10ワットと約100メガワットの間のピーク電力を供給するように構成されている、請求項103に記載のパワーシステム。
- サブシステムが、シミュレータマップを含む、請求項103に記載のパワーシステム。
- シミュレータマップは、デジタルドメインとアナログドメインのうちの少なくとも一つで実装される、請求項105に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、フィードバックコントローラを含む、請求項103に記載のパワーシステム。
- フィードバックコントローラは、デジタルドメインとアナログドメインのうちの少なくとも一つで実装される、請求項107に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、負荷と並列で接続するように構成されている、請求項103に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、負荷と直列で接続するように構成されている、請求項103に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、バックコンバータ、ブーストコンバータ、バック−ブーストコンバータ、Cuk、フライバックコンバータ、及び、フォワードコンバータのうちの、少なくとも一つを含む、請求項103に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、電力の双方向の流れをサポートする、請求項103に記載のパワーシステム。
- シミュレータの出力は、電圧、電流、電力、及びインピーダンスのうちの、少なくとも一つを含む、請求項103に記載のパワーシステム。
- シミュレータへの入力は、電圧、電流、電力、及びインピーダンスのうちの、少なくとも一つを含む、請求項103に記載のパワーシステム。
- 高温環境で電力を供給するように調整されたパワーシステムであって、
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
回路は、エネルギ貯蔵の充電状態をモニタするためのサブシステムを含む、
パワーシステム。 - エネルギ貯蔵は、約0.01ジュールと約100メガジュールの間のエネルギを貯蔵し、少なくとも充電−放電の2周期の間に約0.10ワットと約100メガワットの間のピーク電力を供給するように構成されている、請求項115に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、電流を電圧に変換するためのセンスレジスタを含む、請求項115に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、ホール効果センサを含む、請求項115に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、誘導電流センサを含む、請求項115に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、アナログ−デジタルコンバータを含む、請求項115に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、マイクロプロセッサを含む、請求項115に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、メモリを含む、請求項115に記載のパワーシステム。
- メモリ内の変数は、充電状態を反映するように更新される、請求項122に記載のパワーシステム。
- 高温環境で電力を供給するように調整されたパワーシステムであって、
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
回路は、エネルギの少なくとも二つのエネルギのソース間でスイッチするためのサブシステムを含む、
パワーシステム。 - エネルギ貯蔵は、約0.01ジュールと約100メガジュールの間のエネルギを貯蔵し、少なくとも充電−放電の2周期の間に約0.10ワットと約100メガワットの間のピーク電力を供給するように構成されている、請求項124に記載のパワーシステム。
- エネルギソースの少なくとも一つは、少なくとも一つのバッテリを含む、請求項124に記載のパワーシステム。
- エネルギソースの少なくとも一つは、遠隔パワーサプライに連結するワイヤラインを含む、請求項124に記載のパワーシステム。
- エネルギソースの少なくとも一つは、ジェネレータを含む、請求項124に記載のパワーシステム。
- エネルギソースの少なくとも二つは、実質的に同じタイプのエネルギソースである、請求項124に記載のパワーシステム。
- エネルギソースの少なくとも二つは、実質的に類似しないタイプのエネルギソースである、請求項124に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、一つのエネルギソースから一時に電力を引き出すように構成されている、請求項124に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、少なくとも一つのエネルギソースから同時に電力を引き出すように構成されている、請求項124に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、少なくとも一つのトランジスタを含む、請求項124に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、リレーを含む、請求項124に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、レベルシフト回路を含む、請求項124に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、時間平均凝集挙動を達成するように、エネルギソース間で変調する、請求項124に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、デジタル切替コントロール信号を供給するように構成されている、請求項124に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、アナログ切替コントロール信号を供給するように構成されている、請求項124に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、エネルギソースの充電状態、エネルギソースにより示される電圧、エネルギソースにより示されるインピーダンス、大気温度、振動、及び遠隔位置から受信される信号のうちの、少なくとも一つを解釈し、対応する切替コントロール信号を供給するように構成されている、請求項124に記載のパワーシステム。
- 高温環境で電力を供給するように調整されたパワーシステムであって、
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
回路は、パワーシステムの電力出力を自動的に調整するためのサブシステムを含む、
パワーシステム。 - エネルギ貯蔵は、約0.01ジュールと約100メガジュールの間のエネルギを貯蔵し、少なくとも充電−放電の2周期の間に約0.10ワットと約100メガワットの間のピーク電力を供給するように構成されている、請求項140に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、温度に従って電圧出力をコントロールするように構成されている、請求項141に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、可変電圧セットポイントを設けることにより電圧出力をコントロールするように構成されている、請求項141に記載のパワーシステム。
- 高温環境で電力を供給するように調整されたパワーシステムであって、
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
回路は、動作のモード間でスイッチするためのサブシステムを含む、
パワーシステム。 - エネルギ貯蔵は、約0.01ジュールと約100メガジュールの間のエネルギを貯蔵し、少なくとも充電−放電の2周期の間に約1ワットと約1メガワットの間のピーク電力を供給するように構成されている、請求項144に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、少なくとも二つの動作のモードを設けるように構成されている、請求項144に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、パワーシステムからの電圧出力のコントロールを提供するように構成されている、請求項144に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、パワーシステムからの電流出力のコントロールを提供するように構成されている、請求項144に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、パワーシステムからの最大電流出力のコントロールを提供するように構成されている、請求項144に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、パワーシステムへの電圧入力のコントロールを提供するように構成されている、請求項144に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、パワーシステムへの電流入力のコントロールを提供するように構成されている、請求項144に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、パワーシステムへの最大電流入力のコントロールを提供するように構成されている、請求項144に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、ある回路の非アクティブ化を提供するように構成されている、請求項144に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、自動動作を提供するように構成されている、請求項144に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、遠隔信号により構成されるように配置されている、請求項144に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、ユーザ生成信号により構成されるように配置されている、請求項144に記載のパワーシステム
- 動作のモード間でスイッチするためのサブシステムは、温度に従うように構成されている、請求項144に記載のパワーシステム。
- 動作のモード間でスイッチするためのサブシステムは、受動コンポーネントをスイッチするための、トランジスタとリレーのうちの少なくとも一つを含む、請求項144に記載のパワーシステム。
- 動作のモード間でスイッチするためのサブシステムは、デジタルコントローラ内のパラメータに適合する、請求項144に記載のパワーシステム。
- 高温環境で電力を供給するように調整されたパワーシステムであって、
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
回路は、環境因子に従って動作を調整するためのサブシステムを含む、
パワーシステム。 - エネルギ貯蔵は、約0.01ジュールと約100メガジュールの間のエネルギを貯蔵し、少なくとも充電−放電の2周期の間に約0.10ワットと約100メガワットの間のピーク電力を供給するように構成されている、請求項160に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、パワーシステムへの電流入力を制限することを提供するように構成されている、請求項160に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、パワーシステムからの電流出力を制限することを提供するように構成されている、請求項160に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、パワーシステムからの電圧出力を制限することを提供するように構成されている、請求項160に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、温度に従ってコントロールすることを提供するように構成されている、請求項160に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、振動に従ってコントロールすることを提供するように構成されている、請求項160に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、圧力に従ってコントロールすることを提供するように構成されている、請求項160に記載のパワーシステム。
- 高温環境で電力を供給するように調整されたパワーシステムであって、
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
回路は、低電力動作を誘導するためのサブシステムを含む、
パワーシステム。 - エネルギ貯蔵は、約0.01ジュールと約100メガジュールの間のエネルギを貯蔵し、少なくとも充電−放電の2周期の間に約0.10ワットと約100メガワットの間のピーク電力を供給するように構成されている、請求項168に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、貯蔵と輸送のうちの少なくとも一つに対する準備の間に起動されるように構成されている、請求項168に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、カバーの設置により起動されるように構成されている、請求項168に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、デジタルコントローラとアナログコントローラのうちの一つの、少なくとも二つのピンに亘って、短絡を起こすように構成されている、請求項171に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、レジスタを含むカバーの設置により起動されるように構成されている、請求項168に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、バッテリを含むカバーの設置により起動されるように構成されている、請求項168に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、ダイオードを含むカバーの設置により起動されるように構成されている、請求項168に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、回転可能コネクタを伴うダストキャップを含む、請求項168に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、非動作の検出により起動されるように構成されている、請求項168に記載のパワーシステム。
- 非動作の検出は、低電流出力の周期により示される、請求項177に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、少なくとも一つのコンポーネントの無効化を提供するように構成されている、請求項168に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、電圧出力をコントロールすることを提供するように構成されている、請求項168に記載のパワーシステム。
- 高温環境で電力を供給するように調整されたパワーシステムであって、
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
回路は、データをロギングするためのサブシステムを含む、
パワーシステム。 - エネルギ貯蔵は、約0.01ジュールと約100メガジュールの間のエネルギを貯蔵し、少なくとも充電−放電の2周期の間に約0.10ワットと約100メガワットの間のピーク電力を供給するように構成されている、請求項181に記載のパワーシステム。
- データをロギングするためのサブシステムは、メモリを含む、請求項181に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、システム動作をコントロールすること、ステータスを遠隔位置に送信すること、及び動作後のパワーシステムを評価することのうちの、少なくとも一つを提供するように構成されている、請求項181に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、バッテリ電圧、バッテリ電流、バッテリ充電状態、温度、振動、ショックイベント、及びロジックイベントのうちの、少なくとも一つを記録するように構成されている、請求項181に記載のパワーシステム。
- ロジックイベントは、流体フロー、泥パルス作動、及び切替状態のうちの、少なくとも一つの表示を含む、請求項185に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、メモリからデータを検索するように構成されている、請求項181に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、データを通信するように構成されている、請求項181に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、リードオンリメモリ(読み取り専用メモリ)を含む、請求項181に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、ランダムアクセスメモリを含む、請求項181に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、複数のメモリチップを含む、請求項181に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、RAM内のロケーションからPOM内のロケーションに格納されたデータをアーカイブすることを提供するように構成されている、請求項181に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、パラメータ化されたデータを格納することを提供するように構成されている、請求項181に記載のパワーシステム。
- 高温環境で電力を供給するように調整されたパワーシステムであって、
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
回路は、パワーサプライのパフォーマンスを管理するためのサブシステムを含む、
パワーシステム。 - エネルギ貯蔵は、約0.01ジュールと約100メガジュールの間のエネルギを貯蔵し、少なくとも充電−放電の2周期の間に約0.10ワットと約100メガワットの間のピーク電力を供給するように構成されている、請求項194に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、ランタイム調整を提供するように構成されている、請求項194に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、周期的調整を提供するように構成されている、請求項194に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、ユーザによる調整を提供するように構成されている、請求項194に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、遠隔信号によりアクティブ化される調整を提供するように構成されている、請求項194に記載のパワーシステム。
- パワー損失を最小限にすることは、見積もりされたパワー損失の第1の計算、少なくとも一つの電気的パラメータの計測、反復する摂動と観察のステップ、及び反復の計算のうち、少なくとも一つにより補助される、請求項194に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、スタンバイパワー損失、自己放電パワー損失、トランジスタのスイッチングによる及びゲートによる損失、導通損失、及び磁心損失のうちの、少なくとも一つを最小限にすることを提供するように構成されている、請求項194に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、負荷内のパワー損失を最小限にすることを提供するように構成されている、請求項194に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、パワーシステムからの電圧出力、パワーシステムからの電流出力、及びパワーシステムからの電力出力のうち、少なくとも一つをコントロールするように構成されている、請求項194に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、コントロール信号を調整するように構成されている、請求項194に記載のパワーシステム。
- 高温環境で電力を供給するように調整されたパワーシステムであって、
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
回路は、パワーシステムのシステムヘルスをモニタリングするためのサブシステムを含む、
パワーシステム。 - エネルギ貯蔵は、約0.01ジュールと約100メガジュールの間のエネルギを貯蔵し、少なくとも充電−放電の2周期の間に約0.10ワットと約100メガワットの間のピーク電力を供給するように構成されている、請求項205に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、メモリを含む、請求項205に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、温度計測デバイス及び加速度計測デバイスのうちの少なくとも一つを含む、請求項205に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、温度、振動、及びショックのうちの、少なくとも一つの計測から、システムヘルスの見積もりを導出するように構成されている、請求項205に記載のパワーシステム。
- 高温環境で電力を供給するように調整されたパワーシステムであって、
約−40℃と210℃の間の温度範囲で動作し、再充電可能エネルギ貯蔵から電力を供給することと、再充電可能エネルギ貯蔵に充電することのうちの少なくとも一つのための回路に連結する、再充電可能エネルギ貯蔵を含み、
回路は、冗長素子にアクセスするためのサブシステムを含む、
パワーシステム。 - エネルギ貯蔵は、約0.01ジュールと約100メガジュールの間のエネルギを貯蔵し、少なくとも充電−放電の2周期の間に約0.10ワットと約100メガワットの間のピーク電力を供給するように構成されている、請求項210に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、少なくとも一つのスタンバイ再充電可能エネルギ貯蔵デバイスを含む、請求項210に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、少なくとも一つのスタンバイ回路を含む、請求項210に記載のパワーシステム。
- スタンバイ回路はパワーコンバータを含む、請求項213に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、電圧出力計測から機能不全を特定するように構成されている、請求項210に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、再充電可能エネルギ貯蔵に対する電圧出力計測と、再充電可能エネルギ貯蔵を介する電流とから、機能不全を特定するように構成されている、請求項210に記載のパワーシステム。
- サブシステムは、複数の再充電可能エネルギ貯蔵デバイスに結合する複数のレジスタ分割器と、アナログ−デジタルコンバータとを含む、請求項210に記載のパワーシステム。
- パワーサプライを用いる方法であって、
少なくとも一つのウルトラキャパシタを含むパワーサプライを選択するステップと、
約−40℃と210℃の間の温度範囲内で、少なくとも1時間ウルトラキャパシタ上で約0.1ボルトと約4ボルトの間の電圧を維持しつつ、パワーサプライを動作するステップと
を含み、
上記時間の終わりに、ウルトラキャパシタは、動作温度の範囲に亘って、リットルの体積毎に1000mアンペアより小さいリーク電流を示す、方法。 - パワーシステムを用いる方法であって、
高温動作のために構成された再充電可能エネルギ貯蔵を高温動作のために構成された電子回路と結合するステップと、
パワーシステムの出力からパワーパルスを引き出すことによりパワーシステムを動作するステップと
を含み、
個々のパルスは、少なくとも0.01Vのピーク値と、少なくとも0.01Jの全体の電力と時間の積(エネルギ)を含む、方法。
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