JP2020529108A - バッテリ動作データを利用するシステムおよび方法 - Google Patents

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Abstract

本明細書において説明するのは、バッテリについてのバッテリ動作データを利用し、複数の他のバッテリについてのバッテリ動作データを利用することによって、バッテリの動作を評価するシステムおよび方法である。この方法は、バッテリの温度およびバッテリの電圧をバッテリ動作データとして検知するステップと、それぞれのバッテリについてのバッテリ動作データをリモート・デバイスにワイヤレスで送信するステップと、リモート・デバイスにおいて、各バッテリについての設計特性または動作特性を受信するステップと、リモート・デバイスによって、各バッテリ監視回路から受信したバッテリ動作データを記録するステップと、リモート・デバイスによって、第1バッテリのバッテリ動作データを複数のバッテリにおける他のバッテリのバッテリ動作データと比較することによって、複数のバッテリにおける第1バッテリの状態を、第1バッテリのバッテリ動作データの関数として評価するステップとを含むことができる。【選択図】図4B

Description

関連出願に対する相互引用
[001] 本願は、2017年7月28日に出願され、“ENERGY STORAGE DEVICE, SYSTEMS AND METHODS FOR MONITORING AND PERFORMING DIAGNOSTICS ON POWER DOMAINS”(電力ドメインにおいて監視し診断を行うエネルギ蓄積デバイス、システム、および方法)と題する米国仮特許出願第62/538,622号、2018年4月19日に出願され、“SYSTEMS AND METHODS FOR MONITORING BATTERY PERFORMANCE”(バッテリ性能を監視するシステムおよび方法)と題する米国仮特許出願第62/659,929号、2018年4月19日に出願され、“SYSTEMS AND METHODS FOR ANALYSIS OF MONITORED TRANSPORTATION BATTERY DATA”(被監視輸送バッテリ・データの分析システムおよび方法)と題する米国仮特許出願第62/660,157号、および2018年6月1日に出願され、“DETERMINING THE STATE OF CHARGE OF A DISCONNECTED BATTERY”(切断されたバッテリの充電状態の判定)と題する米国仮特許出願第62/679,648号の優先権ならびに権利を主張する。以上の出願をここで引用したことにより、各々の内容があらゆる目的に対して、本願にも含まれるものとする(あらゆる主題の免責事項および否認を除き、更に、本願に含まれるものとした資料(material)が本明細書における明白な開示と一致しない場合を除く。その場合、本開示における文言が規制する)。
技術分野
[002] 本開示は、一般には、エネルギ蓄積デバイスの監視に関し、特に、バッテリ動作データの利用に関する。
従来技術
[003] 鉛酸エネルギ貯蔵デバイス(lead acid energy storage devices)が普及しており、100年をはるかに超える間種々の用途に使用されてきた。場合によっては、エネルギ蓄積デバイスの状態を評価するために、これらのエネルギ蓄積デバイスを監視することもあった。しかしながら、これら先行技術の監視技法は、通例非常に複雑で高価であるため、その使用が限られ、特に、度数が少ない遠隔地での使用(low value remote applications)では得られるデータの量が少ない。例えば、通常、特定のエネルギ蓄積デバイスの製品寿命(the life of its application)にわたる履歴について十分なデータがない。更に、エネルギ蓄積システムについてのデータを収集するために、少ない数の場合、エネルギ蓄積デバイスがセンサに結合されることがあるが、大多数のデバイスおよび/または地理的に分散されたシステムでは、通例行われない。多くの場合、先行技術の監視によって得られる限られたデータでは、分析、行動、通知、および判定をサポートするには不十分であるが、十分に得られるのであれば(otherwise)そうすることが望まれるのはもっともである。同様の限界が非鉛酸エネルギ蓄積デバイスにも存在する。具体的には、これらのバッテリは、それらの高いエネルギおよびパワーのために、種々の新たな移動体用途に導入されているが、従前からの監視システムには適していない。したがって、例えば、様々なおよび/または離れた地理的位置における管理を含む、1つ以上のエネルギ蓄積デバイスの管理において新たな機会を与えるために、エネルギ蓄積デバイス(具体的には、バッテリ)を監視する新たなデバイス、システム、および方法が求められ続けている。
[004] 実施形態例では、バッテリの動作を評価する方法を提供する。この方法は、バッテリについてのバッテリ動作データを利用し、複数の他のバッテリについてのバッテリ動作データを利用する。この方法は、複数のバッテリにおけるバッテリ毎に、当該バッテリの温度および当該バッテリの電圧(纏めて、バッテリ毎の「バッテリ動作データ」)を検知するステップであって、各バッテリがその内部に埋め込まれたまたはそれに取り付けられたそれぞれのバッテリ監視回路を有し、バッテリ毎のバッテリ動作データの検知がそれぞれのバッテリ監視回路によって行われる、ステップと、各バッテリ監視回路から、それぞれのバッテリについてのバッテリ動作データをリモート・デバイスにワイヤレスで送信するステップと、リモート・デバイスにおいて、複数のバッテリにおけるバッテリ毎に設計特性または動作特性を受信するステップと、リモート・デバイスによって、複数のバッテリにおける2つ以上のバッテリまたはバッテリの集合体間で同時期に得られたバッテリ動作データおよび/または履歴バッテリ動作データの比較を可能にするフォーマットで、各バッテリ監視回路から受信したバッテリ動作データを記録する(log)ステップと、リモート・デバイスによって、第1バッテリのバッテリ動作データを複数のバッテリにおける他のバッテリのバッテリ動作データと比較することによって、複数のバッテリにおける第1バッテリの状態を、第1バッテリのバッテリ動作データの関数として評価するステップとを含むことができる。
[005] 実施形態例では、第1バッテリ集合体の動作を評価する方法を提供する。この方法は、第1バッテリ集合体における各バッテリについてのバッテリ動作データを利用し、更に第2バッテリ集合体における各バッテリについてのバッテリ動作データを利用する。この方法は、第1集合体および第2集合体におけるバッテリ毎に、このバッテリの温度およびこのバッテリの電圧(纏めて、各バッテリについての「バッテリ動作データ」)を検知するステップであって、各バッテリがその内部に埋め込まれたまたはそれに取り付けられたそれぞれのバッテリ監視回路を有し、バッテリ毎のバッテリ動作データの検知がそれぞれのバッテリ監視回路によって行われる、ステップと、各バッテリ監視回路から、それぞれのバッテリについてのバッテリ動作データをリモート・デバイスにワイヤレスで送信するステップと、リモート・デバイスにおいて、第1バッテリ集合体および第2バッテリ集合体におけるバッテリ毎に設計特性を受信するステップと、リモート・デバイスによって、第1バッテリ集合体と第2バッテリ集合体との間で同時期に得られたバッテリ動作データおよび/または履歴バッテリ動作データの比較を可能にするフォーマットで、各バッテリ監視回路から受信したバッテリ動作データを記録する(log)ステップと、リモート・デバイスによって、第1バッテリ集合体のバッテリ動作データを第2バッテリ集合体のバッテリ動作データと比較することによって、第1バッテリ集合体の性能を評価するステップとを含むことができる。
[006] 実施形態例では、第1バッテリの動作を評価するシステムを提供する。このシステムは、第1バッテリの端子に接続可能なバッテリ監視回路と、バッテリ監視回路と通信接続するリモート・デバイスとを備えることができ、バッテリ監視回路は、第1バッテリについての温度および電圧情報を測定し、温度および電圧情報をリモート・デバイスにワイヤレスで送信し、リモート・デバイスは、複数の他のバッテリに関連する温度および電圧情報を受信し、リモート・デバイスは、(i)第1バッテリの温度および電圧情報、ならびに(ii)複数の他のバッテリの温度および電圧情報の関数として、第1バッテリの状態を評価する。
[007] この章の内容は、開示に対する単純化した導入であることを意図しており、いずれの請求項の範囲をも限定することは意図していない。
図1Aは、種々の実施形態による、バッテリ監視回路が内部に配置されているモノブロックを示す。 図1Bは、種々の実施形態による、バッテリ監視回路が結合されているモノブロックを示す。 図2Aは、種々の実施形態による、複数のモノブロックを備え、各モノブロックが内部にバッテリ監視回路が配置されているバッテリを示す。 図2Bは、種々の実施形態による、複数のモノブロックを備え、バッテリ監視回路に結合されているバッテリを示す。 図3は、種々の実施形態にしたがって、バッテリを監視する方法を示す。 図4Aは、種々の実施形態によるバッテリ監視システムを示す。 図4Bは、種々の実施形態によるバッテリ監視システムを示す。 図4Cは、種々の実施形態によるバッテリ動作履歴行列を示し、列がある範囲の電圧測定値を表し、行がある範囲の温度測定値を表す。 図4Dは、種々の実施形態によるバッテリを示し、このバッテリは、内部に配置されたまたはこれに結合されたバッテリ監視回路を有し、負荷および/または電源に結合され、種々のローカルおよび/またはリモート電子システムと通信接続する。 図5は、種々の実施形態にしたがって、バッテリ動作データおよび外生データを利用して、バッテリの動作を評価する方法を示す。 図6は、種々の実施形態にしたがって、バッテリ動作データおよび外生データを利用して複数のバッテリの動作を評価する方法を示す。 図7は、種々の実施形態にしたがってバッテリの動作を評価する方法を示す。
[0020] 詳細な説明は、例示として、最良の態様を含む実施形態を示す。これらの実施形態について、当業者が本開示の原理を実用化することを可能にする程度に十分詳細に説明するが、他の実施形態も実現できること、そして本開示の原理の主旨および範囲から逸脱することなく、論理的、機械的、化学的、および/または電気的変更が行われてもよいことは理解されてしかるべきである。したがって、本明細書における詳細な説明は、例示のためのみに提示されるのであって、限定のためではない。例えば、方法の説明では、そのいずれにおいて列挙されるステップも、任意の適した順序で実行することができ、提示される順序に限定されるのではない。
[0021] 更に、簡潔さのために、個々のコンポーネントの特定のサブコンポーネント、およびシステムの他の態様については、本明細書では詳細に説明しない場合もある。尚、多くの代わりのまたは追加の機能関係あるいは物理的結合が、実際のシステム、例えば、バッテリ監視システムに存在してもよいことは注記してしかるべきである。このような機能ブロックは、指定された機能を実行するように構成された任意の数の適したコンポーネントによって実現することができる。
[0022] 本開示の原理は、例えば、バッテリの電荷を時ならず漏洩させる可能性がある電流センサのような、監視コンポーネントを除外することによって、バッテリの動作を改善する。更に、バッテリ耐用期間の初日から再利用または廃棄されるまで、バッテリを監視し、関連するデータを格納/送信することができるように、 製造時にバッテリ内部にバッテリ監視回路を埋め込むことができる。更に、本開示の原理は、移動体通信デバイスおよび/またはバッテリ監視回路のような、種々のコンピューティング・デバイスの動作を、多くの方法で改善する。例えば、新規の行列状データベースにバッテリ履歴情報を密集して格納することによって、バッテリ監視回路によって利用されるメモリを減らし、こうして製造費用を削減し、動作電流の引き出しを減少させ、バッテリ監視回路の動作寿命を延長させる。1つの移動体通信デバイスにより複数のモノブロックの監視および/または制御を容易にして、効率およびスループットを向上させる。1つ以上のバッテリおよびリモート・デバイスをリンクするネットワークを通じて送信されるデータ量を減らし、こうしてネットワークを解放して他の送信データを搬送し、および/または関連データを一層素早く搬送し、更に通信コストを著しく削減する。
[0023] 加えて、本開示の原理は、バッテリに結合されたおよび/または関連付けられたデバイス、例えば、セルラ無線基地局、電気フォークリフト、電動自転車等のデバイスの動作を改善する。
[0024] 更にまた、本開示の原理の応用により、実世界における物体(objects)を変形および変更する。例えば、アルゴリズム例の一部として、充電電流の印加によって、鉛酸モノブロックにおける硫酸鉛を、鉛、二酸化鉛、および硫酸に変換させ、こうして部分的に枯渇した鉛蓄電池(lead-acid battery)を、完全に充電された蓄電池に変換する。更に、他のアルゴリズム例の一部として、倉庫において種々のモノブロックを物理的に配置し直し、再充電し、工場から除去または交換することもでき、こうして工場においてモノブロックの新たな全体的構成を作成する。
[0025] 尚、エネルギ蓄積デバイスの監視、保守、および/または使用のために、種々の他の手法が存在することは認められよう。したがって、本明細書において特許請求するシステムおよび方法は、このような分野や技法の全てを先取りするのではなく、むしろ技術的改善、時間およびコストの節約、環境的利益、バッテリの長寿命化(improved battery life)等を提供する種々の具体的な前進を表す。加えて、本明細書において開示する種々のシステムおよび方法は、このような望ましい利益を提供しつつ、同時に、以前の監視システムにおいてよく見かける、費用がかかり電力を漏洩させるコンポーネント、即ち、電流センサを排除することが認められよう。言い換えると、種々のシステム例および方法例は、ほぼ全ての以前の手法とは全く対照的に、電流センサおよび/またはそこから得られる情報を利用せず、これらを用いずに構成される。
[0026] 例示的な実施形態では、バッテリ監視回路を開示する。このバッテリ監視回路は、バッテリからのおよび/またはバッテリについての特定の情報、例えば、バッテリからの日時、電圧、および温度情報を検知、記録、および/または有線もしくはワイヤレスで伝達するように構成することができる。
[0027] 例示的な実施形態では、モノブロックは、少なくとも1つの電気化学セル、通例では、複数の電気化学セルを備えるエネルギ蓄積デバイスである。本明細書において使用する場合、「バッテリ」という用語は、1つのモノブロックを意味することができ、あるいは直列および/または並列に電気的に接続された複数のモノブロックを意味することができる。直列および/または並列に電気的に接続された複数のモノブロックを備える「バッテリ」は、他の文献では「バッテリ・パック」と呼ばれる場合もある。バッテリは、正端子および負端子を備えることができる。更に、種々の例示的な実施形態では、バッテリが複数の正および負端子を備えてもよい。例示的な実施形態では、バッテリ監視回路はバッテリ内部に配置され、例えば、バッテリ筐体の内側に位置付けられまたは埋め込まれ、有線接続を通じてバッテリ端子に接続される。他の例示的な実施形態では、バッテリ監視回路は、バッテリに接続され、例えば、バッテリの筐体の外部側に結合され、有線接続を通じてバッテリの端子に接続される。
[0028] 実施形態では、バッテリ監視回路は、種々の電気コンポーネント、例えば、電圧センサ、温度センサ、命令を実行するプロセッサ、データおよび/または命令を格納するメモリ、アンテナ、ならびに送信機/受信機/送受信機を備える。ある例示的な実施形態では、バッテリ監視回路は、クロック、例えば、リアル・タイム・クロックも含んでもよい。更に、バッテリ監視回路は、測位コンポーネント、例えば、汎地球測位システム(GPS)受信回路も含んでもよい。
[0029] 特定の実施形態例では、バッテリ監視回路は、バッテリの正端子と負端子(複数の端子)間の電圧を監視するために、バッテリへの有線電気接続が構成された電圧センサを備えてもよい。更に、バッテリ監視回路は、バッテリの温度(および/またはバッテリに関連付けられた温度)を監視する温度センサを備えてもよい。バッテリ監視回路は、電圧センサからの監視電圧信号を受け、温度センサから監視温度センサを受け、監視電圧信号および監視温度センサを処理し、監視電圧信号および監視温度信号に基づいて、電圧データおよび温度データを生成し、他の機能および命令を実行するプロセッサを備えてもよい。
[0030] 種々の実施形態例では、バッテリ監視回路は、データ、例えば、バッテリからの(および/またはバッテリに関連付けられた)電圧データおよび温度データを格納するメモリを備える。更に、メモリは、プロセッサによる実行のための命令、外部デバイスから受けるデータおよび/または命令等も格納することができる。例示的な実施形態では、電圧データはバッテリの両端子間の電圧を表し、温度データは、バッテリ上および/またはバッテリ内における特定の位置で測定された温度を表す。更にまた、バッテリ監視回路は、例えば、電圧データおよび温度データというようなデータをリモート・デバイスにワイヤレスで伝達し、更にデータおよび/または命令を受信するアンテナならびに送受信機を備えてもよい。あるいは、バッテリ監視回路は、例えば、電圧データおよび温度データをリモート・デバイスに有線接続を通じて伝達するため、および/またはデータおよび/または命令を受信するために、バッテリおよび/またはリモート・デバイスへの有線接続を含んでもよい。例示的な一実施形態では、バッテリ監視回路は電圧データおよび温度データをワイヤレスでアンテナを通じてリモート・デバイスに送信する。他の例示的な実施形態では、バッテリ監視回路は、電圧データおよび温度データを、有線接続を通じて、リモート・デバイスに送信する。例示的な実施形態では、バッテリ監視回路は、バッテリの外部に配置され、バッテリに電気的に配線されるように構成される。
[0031] バッテリ監視回路は、例示的な一実施形態では、種々のコンポーネントを回路ボードに結合することによって形成されてもよい。例示的な実施形態では、バッテリ監視回路は、更に、リアル・タイム・クロックを内蔵する。リアル・タイム・クロックは、例えば、バッテリについての電圧および温度データの収集時点を正確に決めるために使用することができる。本明細書において説明するように、バッテリ監視回路をバッテリ内部に位置付けて、バッテリの内部温度を検知するように構成されてもよい。あるいは、バッテリ監視回路は、バッテリの外部に位置付けられ、バッテリの外部温度を検知するように構成されてもよい。他の例示的な実施形態では、バッテリ監視回路は、モノブロック内部に位置付けられ、モノブロックの内部温度を検知する。更に他の例示的な実施形態では、バッテリ監視回路は、モノブロックに結合され、モノブロックの外部温度を検知する。バッテリ監視回路の有線および/またはワイヤレス信号は、本明細書において更に説明するように、種々の有用なアクションおよび判断の基礎になることができる。
[0032] これより図1Aおよび図1Bを参照すると、例示的な実施形態において、バッテリ100はモノブロックを構成することができる。このモノブロックは、例示的な実施形態では、エネルギ蓄積デバイスとして定められてもよい。このモノブロックは、少なくとも1つの電気化学セル(図示せず)を含む。種々の実施形態例では、モノブロックは、例えば、所望の電圧および/または電流供給能力(capability)をモノブロックに装備する(configure)ために、複数の電気化学セルを含む。種々の例示的な実施形態では、電気化学セル(1つまたは複数)は、鉛型電気化学セルである。任意の適した鉛電気化学セルを使用すればよいが、例示的な一実施形態では、電気化学セルはグラスマット吸収式(AGM: absorbent glass mat)設計である。他の例示的な実施形態では、鉛酸電気化学セルはゲル式設計である。他の例示的な実施形態では、鉛酸電気化学セルは満液(半密閉)式設計である。しかしながら、本開示の種々の原理は、ニッケル−カドミウム(NiCd)、ニッケル水素(NiMH: nickel metal hydride)、リチウム・イオン、コバルト酸リチウム、燐酸鉄リチウム、マンガン酸リチウム・イオン(lithium ion manganese oxide)、コバルト酸リチウム・ニッケル・マンガン(lithium nickel manganese cobalt oxide)、アルミニウム酸リチウム・ニッケル・コバルト、チタン酸リチウム、リチウム硫黄、再充電可能アルカリ等を含むがこれらに限定されない、種々のバッテリ化学に適用可能であり、したがって、鉛蓄電池(lead-acid batteries)を対象とする本明細書における論述は、一例とて提示されるのであって、限定としてではないことは認められよう。
[0033] バッテリ100は筐体110を有してもよい。例えば、バッテリ100には、耐久性のある材料で作られた、密閉式モノブロック鉛エネルギ蓄積ケースを装備してもよい。バッテリ100は、更に、正端子101および負端子102を含むことができる。この密閉ケースは開口を有するとよく、この開口を、正端子101および負端子102が挿通する。
[0034] これより図2Aおよび図2Bを参照すると、バッテリ200は、複数の電気的に接続されたモノブロック、例えば、バッテリ100を含むことができる。バッテリ200におけるモノブロックは、並列および/または直列に電気的に接続することができる。例示的な実施形態では、バッテリ200は、少なくとも1列の(one string)モノブロックを含むことができる。例示的な実施形態では、第1列は、直列に電気的に接続された複数のモノブロックを含んでもよい。他の例示的な実施形態では、第2列が直列に電気的に接続された複数のモノブロックを含んでもよい。1列よりも多いモノブロックがバッテリ内にある場合、第1、第2、および/または追加の列を並列に電気的に接続することができる。モノブロックの直列/並列接続は、例えば、バッテリ200に所望の電圧および/または電流特性あるいは供給能力を達成するために、最終的に、バッテリ200の正端子201および負端子202に接続することができる。したがって、例示的な実施形態では、バッテリ200は1つよりも多いモノブロックを含む。また、バッテリ200を本明細書ではパワー・ドメイン(power domain)と呼ぶこともある。
[0035] バッテリ200は、キャビネットまたは筐体210を有してもよい。例えば、バッテリ200は、バッテリを保護し、その動作に適した環境を得るために、熱および機械的構造を含んでもよい。
[0036] これより図1A、図1B、図2A、および図2Bを参照すると、用途例において、バッテリ100/200は、バックアップ・パワー(無停電電源即ちUPSとしても知られている)のために使用することもできる。更に、バッテリ100/200は、セルラ無線基地局の用途において使用することもでき、パワー・グリッドに(例えば、整流器/反転器を介して交流に、DCマイクログリッドに等)接続することもできる。他の例示的な実施形態では、バッテリ100/200は、ACパワー・グリッドに接続され、ピーク・シェービング(peak shaving)、要求管理、電力規制、周波数応答、および/または無効電力供給(reactive power supply)というような用途に使用される。他の例示的な実施形態では、バッテリ100/200は、原動力を種々の車両(自転車のような)に供給する駆動システム、工業用機器(フォークリフトのような)、ならびに路上の小型、中型、および大型車両に接続される。他の用途例では、バッテリ100/200は、短期または長期的にエネルギ蓄積が望まれる、任意の適した用途に使用することができる。バッテリ100/200は、単独商品として商用に出荷されてもよく、(多くの他のモノブロックと共にパレット上でというように)、他のモノブロックと共に商用に出荷されてもよく、またはバッテリの一部(例えば、バッテリ200を形成する複数のバッテリ100)として他のモノブロックと共に商用に出荷されてもよい。
[0037] 例示的な実施形態では、バッテリ監視回路120は、バッテリ100内部に配置され内部で接続されてもよい。あるいは、バッテリ監視回路120は、バッテリ100/200に結合され、外部で接続されてもよい。例示的な実施形態では、図1Aに示すように、1つのバッテリ監視回路120が1つのモノブロック(バッテリ100参照)内部に配置され、これと関連付けられてもよい。他の例示的な実施形態では、図1Bに示すように、1つのバッテリ監視回路120が1つのモノブロック(バッテリ100参照)に結合され、これと関連付けられてもよい。他の例示的な実施形態では、図2Aに示すように、各々バッテリ監視回路120が内部に配置されている複数のバッテリ100が、1つのバッテリ200内部に配置され、その一部を構成してもよい。他の例示的な実施形態では、図2Bに示すように、1つのバッテリ監視回路120が外部で1つのバッテリ200に結合され、これと関連付けられてもよい。更に他の例示的な実施形態では、1つよりも多いバッテリ監視回路120が、1つのバッテリの内部に配置され、その1つ以上の部分に接続される。例えば、第1バッテリ監視回路をバッテリの第1モノブロック内部に配置し、これに接続することができ、第2バッテリ監視回路をバッテリの第2モノブロック内部に配置し、これに接続することができる。バッテリに外部で結合された複数のバッテリ監視回路120を関連付けるためには、同様の手法が採用されてもよい。
[0038] バッテリ監視回路120は、電圧センサ130、温度センサ140、プロセッサ150、送受信機160、アンテナ170、および記憶媒体またはメモリ(図には示されていない)を含むことができる。例示的な実施形態では、バッテリ監視回路120は、モノブロックまたはバッテリ100/200に関連する電圧および温度を検知し、検知した電圧および温度をメモリ内に、これらの読み取り値の関連時刻と共に格納し、電圧および温度データを(それらの関連する時刻と共に)バッテリ監視回路120から1つ以上の外部位置に送信するように構成される。
[0039] 例示的な実施形態では、電圧センサ130は、ワイヤによってバッテリ100/200の正端子101/201に、そしてワイヤによってバッテリ100/200の負端子102/202に電気的に接続することができる。例示的な実施形態では、電圧センサ130は、バッテリ100/200の電圧を検知するように構成される。例えば、電圧センサ130は、正端子101/102と負端子102/202との間の電圧を検知するように構成されてもよい。例示的な実施形態では、電圧センサ130は、アナログ/ディジタル変換器を含む。しかしながら、バッテリ100/200の電圧を検知するのに適したデバイスであれば、任意のものを使用することができる。
[0040] 例示的な実施形態では、温度センサ140はバッテリ100/200の温度測定値を検知するように構成される。例示的な一実施形態では、温度センサ140は、バッテリ100/200のある位置または内部の温度測定値を検知するように構成されてもよい。温度測定値を取り込む位置は、温度測定値が、バッテリ100/200を構成する電気化学セルの温度を反映するように、選択することができる。他の例示的な実施形態では、温度センサ140は、バッテリ100/200上または外側の位置において温度測定値を検知するように構成されてもよい。温度測定値を取り込む位置は、温度測定値が主にバッテリ100/200自体を構成する電気化学セルの温度を反映し、近隣のバッテリまたは環境温度によって間接的にのみ影響を受ける、二次的にのみ影響を受ける、またはさほど影響を受けないように選択することができる。種々の実施形態では、バッテリ監視回路120は、バッテリ100/200の内側に配置されるように構成される。更に、種々の例示的な実施形態では、バッテリ100/200の内部にバッテリ監視回路120が存在することは、バッテリ100/200の外部目視検査によって、目視可能または検出可能でなくてもよい。他の例示的な実施形態では、バッテリ監視回路120は、バッテリ100/200の外側に配置されるように構成され、例えば、バッテリ100/200に取り付けられるように、バッテリ100/200にワイヤによって電気的に接続されるように構成され、および/またはバッテリ100/200の正および負端子に電気的に接続されたままになるように、バッテリ100/200と共に移動するように構成される。
[0041] 例示的な実施形態では、温度センサ140は、バッテリ100/200上または外側の位置において温度測定値を検知するように構成されてもよい。温度測定値を取り込む位置は、温度測定値が主にバッテリ100/200自体の温度を反映し、近隣のモノブロックまたは環境温度によって間接的にのみ影響を受ける、二次的にのみ影響を受ける、またはさほど影響を受けないように選択することができる。例示的な実施形態では、温度センサ140は、熱電対、サーミスタ、温度検知集積回路等を含む。特定の例示的な実施形態では、温度センサ140は、バッテリ100/200の正または負端子へのバッテリ監視回路120の接続に埋め込まれる。
[0042] 例示的な実施形態では、バッテリ監視回路120は、電圧センサ、温度センサ、プロセッサ、記憶媒体、送受信機、アンテナ、および/または他の適したコンポーネントを支持し電気的に結合するために印刷回路ボードを含む。他の例示的な実施形態では、バッテリ監視回路120は筐体(図示せず)を含む。筐体は、バッテリ監視回路120内にある電子部品を保護するのに適した任意の材料、例えば、耐久性プラスチックで作ることができる。筐体は、任意の適した形状またはフォーム・ファクタで作ることができる。例示的な実施形態では、バッテリ監視回路120の筐体は、バッテリ100/200の外部に取り付けられるまたはバッテリ100/200の内側に配置されるように構成され、例えば、接着材、注封材料、ボルト、螺旋、クランプ等によって固定することができる。更に、バッテリ100/200上、その近く、および/またはその内部において、バッテリ監視回路120を所望の位置および/または向きに保持するために、任意の取り付けデバイスまたは方法を使用することができる。このように、バッテリ100/200を輸送する、設置する、利用する等の際に、バッテリ監視回路120はその内部に固定して配置され、および/またはそれに結合され続け、こうしてバッテリと共に動作可能であり続ける。例えば、バッテリ監視回路120は、バッテリ100/200に直接取り付けられなくてもよいが、バッテリと共に移動するように、それに隣接して配置されればよい。例えば、バッテリ100/200を内蔵する工業用フォークリフトのフレームまたは本体に、バッテリ監視回路120が結合されてもよい。
[0043] 例示的な実施形態では、バッテリ監視回路120は、更に、インターネットのような公衆ネットワークを通じてアクセス可能な時間信号のような、外部時間標準に対するあらゆる接続(有線またはワイヤレス)と独立した、協定世界時(UTC)のような、標準時間に引用される時間を維持することができる、リアル・タイム・クロックを含む。このクロックは、現在の日時(または相対時刻)をプロセッサ150に供給するように構成される。例示的な実施形態では、プロセッサ150は、電圧および温度測定値を受け、記憶媒体内に、データが検知/格納された時刻と関連付けて、電圧および温度データを格納するように構成される。例示的な実施形態では、電圧、温度、および時間データは、データベース、フラット・ファイル、二進のブロブ、あるいは任意の他の適したフォーマットまたは構造の形態で記憶媒体に格納することができる。更に、プロセッサ150は、追加のデータを記憶媒体にログの形態で格納するように構成されてもよい。例えば、プロセッサは、設定可能な量だけ電圧および/または温度が変化したとき毎に、記録してもよい。例示的な実施形態では、プロセッサ150は、最後に測定したデータを、最新の測定データと比較し、最新の測定データが最後の測定データから少なくともこの設定可能な量だけ変動した場合にのみ、最新の測定データを記録する。この比較は、任意の適した間隔で、例えば、毎秒、5秒毎、10秒毎、30秒毎、毎分、10分毎等に行うことができる。記憶媒体は、バッテリ監視回路120上に配置されてもよく、または離れていてもよい。プロセッサ150は、更に、追加の分析、報告、および/または措置(action)のために、記録した温度/電圧データをリモート・デバイスに(ワイヤレスでまたは有線接続によって)で送信するように構成することもできる。例示的な実施形態では、リモート・デバイスは、送信されたデータ・ログを、以前に送信されたログと共に編成し(stitch)、時間的に連続するログを形成するように構成することができる。このように、バッテリ監視回路120上におけるログのサイズ(そして、それを格納するために必要なメモリ)を最小にすることができる。プロセッサ150は、更に、リモート・デバイスから命令を受信するように構成することもできる。またプロセッサ150は、データを信号に入れて送受信機160に供給することによって、時間、温度、および電圧データをバッテリ監視回路120から送信するように構成することもできる。
[0044] 他の例示的な実施形態では、バッテリ監視回路120は、リアル・タイム・クロックを用いずに構成される。代わりに、プロセッサ150によって制御される一定時間間隔でデータをサンプリングする。各間隔には、一意にそれを識別できるように、連続番号が順次付番される。サンプリングされたデータは全て記録することができる。代わりに、設定可能な量よりも多く変化したデータのみを記録してもよい。周期的に、バッテリ監視回路120が、インターネットを通じてアクセス可能なネットワーク時間信号のような、時間標準に接続されるときに、プロセッサ時間を、時間標準によって表されるリアル・タイムと同期させる。しかしながら、双方の場合において、データがサンプリングされた間隔の連続番号も、データと共に記録される。すると、これにより、データ・サンプル間の時間間隔が固定され、バッテリ監視回路120上にリアル・タイム・クロックを設ける必要がなくなる。データ・ログをリモート・デバイスに送信するとき、間隔をリモート・デバイス(本明細書において更に説明する)と同期させる。リモート・デバイスは、例えば、インターネット接続を通じて同期されたリアル・タイム(例えば、UTC)を維持する。このように、リモート・デバイスは、バッテリ監視回路120およびプロセッサ150との同期を通じて、タイミングを得る(provide time)ように構成される。バッテリ監視回路120またはリモート・デバイスに格納されたデータは、モノブロックが特定の温度および/または電圧において費やした累計時間量を含んでもよい。また、プロセッサ150は、データを信号に入れて送受信機160に供給することによって、累計時間、温度、および電圧データをバッテリ監視回路120から送信するように構成することもできる。
[0045] 例示的な実施形態では、バッテリについての時間、温度、および電圧データをファイル、データベース、または行列に格納することができ、例えば、1つの軸上にある範囲の電圧、第2軸上にある範囲の温度を示す。この表のセルは、バッテリが特定の電圧/温度状態で費やした時間量を表すために、各セルにおいてカウンタを増分するように構成される(即ち、バッテリ動作履歴行列を形成するため)。バッテリ動作履歴行列は、バッテリ監視回路120のメモリおよび/またはリモート・デバイスに格納することができる。例えば、そして図4Bを端的に参照すると、バッテリ動作履歴行列の一例450は、列460を含み、各列は特定の電圧またはある範囲の電圧測定値を表す。例えば、第1列が0ボルトから1ボルトまでの電圧範囲を表すのでもよく、第2列が1ボルトから9ボルトまでの電圧範囲を表すのでもよく、第3列が9ボルトから10ボルトまでの電圧範囲を表すのでもよい等である。更に、バッテリ動作履歴行列450は、行470も含むことができ、各行は、特定の温度(+/−)またはある範囲の温度測定値を表す。例えば、第1行が10°C未満の温度を表してもよく、第2行が10°Cから20°Cまでの範囲の温度を表してもよく、第3行が20°Cから30°Cまでの範囲の温度を表してもよい等である。任意の適した列/行の規模および数を使用することができる。例示的な実施形態では、バッテリ動作履歴行列450は、バッテリが各指定電圧/温度状態にあった時間量の累積履歴を格納する。言い換えると、バッテリ動作履歴行列450は、バッテリが特定の電圧/温度範囲にあった時間量を集計する(または相関付ける)。具体的には、このようなシステムは、記録するデータの長さに関係なく、記憶サイズが増大しない(または僅かな量だけ増大する)ので、特に有利である。バッテリ動作履歴行列450によって占有されるメモリは、多くの場合、電圧/温度データを集計し始める最初の日のサイズが、数年後またはバッテリの寿命に近いときと同じサイズである。尚、この技法を使用しない実施態様と比較して、この技法は、このデータを格納するために必要とされるメモリのサイズおよび電力を削減し、こうしてバッテリ監視回路120のコンピューティング・デバイスの動作を大幅に改良することは認められよう。更に、バッテリ電圧/温度データを周期的にリモート・デバイスに送信することもできる。これは効果的にデータを振り分け(gate)、振り分けしない技法と比較すると、データを格納しデータを送信するために必要とされる電力を削減し、メモリのサイズを縮小し、データ送信時間を短縮する。
[0046] 例示的な実施形態では、送受信機160は任意の適した送信機および/または受信機であってもよい。例えば、送受信機160は、信号をアンテナ170を通じて送信しおよび/または信号をアンテナ170から受信するために信号をアップコンバートし、信号をダウンコンバートしてそれをプロセッサ150に供給するように構成することができる。例示的な実施形態では、送受信機160および/またはアンテナ170は、バッテリ監視回路120とリモート・デバイスとの間で信号をワイヤレスで送信および受信するように構成することができる。ワイヤレス送信は、無線周波数通信、Wi−Fi、Bluetooth(登録商標)、Bluetooth Low Energy(BLE)、Bluetooth Low Power(IPv6/6LoWPAN)、セルラ無線通信規格(2G、3G、4G、LTE、5G等)等のような、任意の適した通信規格を使用して行うことができる。例示的な実施形態では、バッテリ監視回路によって引き出される電力を低く抑えるために、ワイヤレス通信は、低電力、短距離信号を使用して行われる。例示的な一実施形態では、プロセッサ150は、電力消費を最小に抑えるまたは低減するのに適したスケジュールで、起動し、ワイヤレスで通信し、休止状態に戻るように構成される。これは、バッテリ監視回路120によってバッテリの監視がバッテリを時ならずに漏洩させるのを防止するためには望ましい。起動/休止およびデータ振り分け機能というような、バッテリ監視回路120の機能は、バッテリ100/200を漏洩させることなく、温度および電圧データを精度高く検知し報告するのに役立つ。種々の例示的な実施形態では、バッテリ監視回路120は、それが内部に配置されている、および/または監視のために結合されているバッテリによって給電される。他の例示的な実施形態では、バッテリ監視回路120は、グリッドまたは他の電源、例えば、ローカル電源、ソラー・パネル、燃料電池、誘導性RF環境発電回路等によって給電される。
[0047] ある例示的な実施形態では、Bluetoothプロトコルの使用により、1つのリモート・デバイスが、複数のバッテリ(各々、バッテリ監視回路120が装備されている)と相関付けられた複数の信号を受信し処理し易くなり、信号の干渉なくそのようにする。このリモート・デバイスと、各々バッテリ監視回路120が装備された、複数のバッテリとの間における1対多数の関係は、貯蔵および出荷チャネルにおけるバッテリの監視には、格別に有利である。
[0048] 例示的な実施形態では、バッテリ監視回路120はバッテリ内部に配置される。例えば、バッテリ監視回路120は、バッテリ100の筐体の内部に配置されてもよい。種々の実施形態では、バッテリ監視回路120は、モノブロックまたはバッテリの内部に配置される。バッテリ監視回路120は、視野から隠れてもよく、バッテリ100の外側から接近できなくてもよい。これは、ユーザによる改竄を防止し、したがって行われる報告の信頼性を高めることができる。バッテリ監視回路120は、バッテリ100の蓋の真下、相互接続ストラップ(リード相互接続バー)に近接して等に位置付けてもよい。このように、電気化学セルおよび相互接続ストラップの出力の熱によるモノブロックの温度を精度高く測定することができる。
[0049] 他の例示的な実施形態では、バッテリ監視回路120は、バッテリの外部に配置される。例えば、バッテリ監視回路120は、バッテリ100/200の外側に取り付けられてもよい。他の例では、バッテリ監視回路120は、バッテリ100/200に近接して配置され、電圧センサ130はバッテリ100/200の正および負端子に配線される。他の例示的な実施形態では、バッテリ監視回路120は、バッテリ100/200と共に移動するように、バッテリ100/200に接続することができる。例えば、バッテリ監視回路120が車両のフレームに接続され、バッテリ100/200が車両のフレームに接続されている場合、双方は一緒に移動し、電圧および温度監視回路130および140は、車両が移動するに連れて、これらの適正な機能を実行し続けることができる。
[0050] 例示的な実施形態では、温度センサ140は、モノブロックの端子の内1つの温度を検知するように構成されてもよい。他の例示的な実施形態では、温度センサ140は、バッテリ内にある2つのモノブロック間の位置または空間における温度、あるいは複数のモノブロックを内蔵するバッテリにおける空気温度、モノブロックの壁の概略的に中央部に配置位置おける温度等を測定するように構成されてもよい。このように、バッテリ監視回路120によって検知された温度は、バッテリ100/200および/またはその中にある電気化学セルの温度を一層良く表すことができる。更に、温度センサ140は、モノブロックまたはバッテリに関連付けられた温度を検知するために、モノブロックまたはバッテリの内側における任意の適した位置に配置されてもよい。あるいは、温度センサ140は、モノブロックまたはバッテリに関連する温度を検知するために、モノブロックまたはバッテリの外側における任意の適した位置に配置されてもよい。
[0051] 一例として、これより図3を参照すると、少なくとも1つの電気化学セルを含むバッテリ100/200を監視する例示的な方法300は、バッテリ端子に配線された電圧センサ130によってバッテリ100/200の電圧を検知するステップ(ステップ302)と、この電圧と、電圧を検知した時刻とを記憶媒体に記録するステップ(ステップ304)と、バッテリ100/200内部および/またはバッテリ100/200上に配置された温度センサ140によって、バッテリ100/200に関連する温度を検知するステップ(ステップ306)と、この温度と、温度を検知した時刻とを記憶媒体に記録するステップ(ステップ308)と、記憶媒体に記録された電圧、温度、および時間データをリモート・デバイスに有線またはワイヤレスで送信するステップ(ステップ310)とを含む。電圧、温度、および時間データは、他の関連データと共に、評価、分析、処理され、および/または種々のコンピューティング・システム、リソース、および/またはアプリケーションへの入力として利用することができる(ステップ312)。この例示的な方法では、電圧センサ130、温度センサ140、および記憶媒体は、バッテリ監視回路120上で、バッテリ100の内側に配置される。他の例示的な方法では、電圧センサ130、温度センサ140、および記憶媒体は、バッテリ監視回路120上において、バッテリ100/200の外側に配置される。更に、方法300は、電圧、温度、および/または時間データに応答して、種々の措置を講ずるステップ(ステップ314)を含んでもよく、例えば、バッテリを充電する、バッテリを放電する、バッテリを倉庫から搬出する(remove) 、バッテリを新しいバッテリと交換する等を含む。
[0052] これより図4Aおよび図4Bを参照すると、例示的な実施形態では、バッテリ監視回路120は、データをリモート・デバイスと通信するように構成される。リモート・デバイスは、複数のバッテリからデータを受信するように構成することができ、各バッテリにはバッテリ監視回路120が装備される。例えば、リモート・デバイスは、各々バッテリ監視回路120に接続されている、個々のバッテリ100からデータを受信するのでもよい。更に、他の例示的な実施形態では、リモート・デバイスが個々のバッテリ200からデータを受信するのでもよく、各バッテリ200はバッテリ監視回路120に接続される。
[0053] 各バッテリ100/200に関連するデータを収集し使用するシステム例400を開示する。一般に、リモート・デバイスとは、物理的にバッテリ100/200またはバッテリ監視回路120の一部ではない電子デバイスである。システム400は、ローカル部分410および/またはリモート部分420を含んでもよい。ローカル部分410は、1つまたは複数のバッテリ100/200に比較的近くに位置するコンポーネントを含む。「比較的近い」とは、例示的な一実施形態では、バッテリ監視回路のアンテナのワイヤレス信号範囲内を意味する。他の実施形態例では、「比較的近い」とは、Bluetooth範囲、同じキャビネット内、同じ室内等を意味する。ローカル部分410は、例えば、1つ以上のバッテリ100/200、バッテリ監視回路120、および随意でローカル部分410に位置するローカル配置リモート・デバイス(locally located remote device)414を含んでもよい。更に、ローカル部分は、例えば、ゲートウェイも含んでもよい。ゲートウェイは、各バッテリ100/200からデータを受信するように構成することができる。また、ゲートウェイは、命令を各バッテリ100/200に送信するように構成することもできる。実施形態例では、ゲートウェイは、ゲートウェイにおいてワイヤレスで送信/受信するため、および/またはローカル配置リモート・デバイス414と通信するためのアンテナを含む。ローカル配置リモート・デバイス414は、例示的な実施形態では、スマートフォン、タブレット、または他の電子移動体デバイスである。他の例示的な実施形態では、ローカル配置リモート・デバイス414は、コンピュータ、ネットワーク、サーバ等である。更に他の例示的な実施形態では、ローカル配置リモート・デバイス414は、車載電子システムである。更にまた、ある実施形態では、ゲートウェイがローカル配置リモート・デバイス414として機能してもよい。例えば、ゲートウェイとローカル配置リモート・デバイス414との間における例示的な通信は、任意の適した有線またはワイヤレス手法によって、例えば、Bluetoothプロトコルによって行うことができる。
[0054] ある例示的な実施形態では、リモート・デバイスは、ローカル部分410には位置せず、リモート部分420に位置する。リモート・デバイス420は、任意の適したバックエンド・システムを含んでもよい。例えば、リモート部分420内にあるリモート・デバイスは、コンピュータ424(例えば、デスクトップ・コンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、サーバ、移動体デバイス、あるいは本明細書において説明するようにデータを使用または処理する任意の適したデバイス)を含んでもよい。更に、リモート部分は、クラウド・ベースのコンピューティングおよび/または記憶サービス、オンデマンド・コンピューティング・リソース、あるいは任意の適した同様のコンポーネントを含んでもよい。このように、リモート・デバイスは、種々の例示的な実施形態では、コンピュータ424、サーバ、バックエンド・システム、デスクトップ、クラウド・システム等であってもよい。
[0055] 例示的な実施形態では、バッテリ監視回路120は、バッテリ監視回路120とローカル配置リモート・デバイス414との間でデータを直接伝達するように構成されてもよい。例示的な実施形態では、バッテリ監視回路120とローカル配置リモート・デバイス414との間の通信は、Bluetooth送信を通じてというように、ワイヤレス送信にすることができる。更に、任意の適したワイヤレス・プロトコルを使用することができる。ある実施形態では、バッテリ監視回路120がバッテリ100/200の外部にある場合、通信は、配線によって、例えば、 イーサネット・ケーブル、USBケーブル、撚り線対、および/または任意の他の適した配線および対応する有線通信プロトコルによって行うことができる。
[0056] 例示的な実施形態では、バッテリ監視回路120は、更に、セルラ・ネットワーク418、およびインターネットのような他のネットワークを通じて、リモート・デバイスと通信するためにセルラ・モデムを含む。例えば、コンピュータ424と、または セルラ・ネットワーク418を通じてローカル配置リモート・デバイス414と、データと共有することができる。このように、バッテリ監視回路120は、温度および電圧データをリモート・デバイスに送り、インターネット接続世界におけるあらゆる場所への分散のために、リモート・デバイスからの通信を、セルラ・ネットワーク418からインターネットのような他のネットワークを通じて受信するように構成することもできる。
[0057] 種々の例示的な実施形態では、ローカル部分410からのデータはリモート部分420に伝達される。例えば、バッテリ監視回路120からのデータおよび/または命令を、リモート部分420内にあるリモート・デバイスに伝達することができる。例示的な実施形態では、ローカル配置リモート・デバイス414は、リモート部分420内にあるコンピュータ424と、データおよび/または命令を通信する。例示的な実施形態では、これらの通信はインターネットを通じて送られる。通信は、そのセキュリティを保存するために、望まれる通りに、安全を確保するおよび/または暗号化することができる。
[0058] 例示的な実施形態では、これらの通信は、任意の適した通信プロトコルを使用して、例えば、TCP/IP、WLANによって、イーサネット、WiFi、セルラ無線等を通じて送ることができる。例示的な一実施形態では、ローカル配置リモート・デバイス414は、ローカル・ネットワークを通じてワイヤによってインターネットに接続され、これによって任意の望ましいリモート配置リモート・デバイスに接続される。他の例示的な実施形態では、リモート配置リモート・デバイス414は、セルラ・ネットワーク、例えば、セルラ・ネットワーク418を通じて、インターネットに接続され、これによって任意の望ましいローカル配置リモート・デバイスに接続される。
[0059] 例示的な実施形態では、このデータは、サーバにおいて受信され、コンピュータ424において受信され、クラウド・ベース記憶システム、サーバ、データベース等に格納されてもよい。例示的な実施形態では、このデータは、バッテリ監視回路120、ローカル配置リモート・デバイス414、コンピュータ424、および/または任意の適したリモート・デバイスによって処理されてもよい。このように、バッテリ監視回路120において行われるものとして説明する処理および分析は、バッテリ監視回路120、ローカル配置リモート・デバイス414、コンピュータ424、および/または任意の他のリモート・デバイスにおいても完全にまたは部分的に行うことができることは認められよう。
[0060] リモート部分420は、例えば、多くのバッテリ100/200に関する情報を表示、処理、利用する、またはこの情報に応答して措置を講ずるように構成することができる。バッテリ100/200は、互いに地理的に分散され、および/または多様なまたは異なる種類、グループ、および/またはセットのバッテリ100/200を含む。リモート部分420は、特定の個々のバッテリ温度および/または電圧についての情報を表示し、または特定の個々のバッテリ温度および/または電圧に基づいて情報を表示することができる。このように、システムは、互いに遠距離に位置するバッテリ100/200の大きな集合体を監視することができるが、個々のバッテリ・レベルでこのように監視することができる。
[0061] リモート部分420のデバイスは、これが世界中のどこからでもアクセス可能になるように、ネットワーク接続することもできる。ユーザは、彼らが所有するバッテリまたは彼らが操作するバッテリに関連するデータにのみ彼らのアクセスを許可するために、アクセス資格証明書を発行することができる。ある実施形態では、アクセス制御は、連番をリモート・デバイスに割り当て、バッテリ所有者または操作者がログインするために、この番号を秘密に供給することによって、行われてもよい。
[0062] クラウド・ベース・システムに格納されている電圧、温度、および時間データは、バッテリのステータス、その状態、その動作要件(1つまたは複数)、通常でない状態即ち異常状態等についての情報を伝えるために、種々のディスプレイに提示されるとよい。一実施形態では、バッテリまたはバッテリの集合体からのデータを分析して追加情報を提供することができ、他のバッテリやバッテリの集合体からのデータ、または外因性条件と相関付けて追加情報を提供することもできる。
[0063] 本明細書において開示するシステムおよび方法は、セルラ無線またはインターネット接続世界におけるどこに位置するバッテリであっても、その性能および健全性を監視するための経済的な手段を提供する。バッテリ監視回路120は、これらの機能を実行する(またはその実行を可能にする)ために、電圧、温度、および時間データだけを拠り所にするので、コストは、バッテリ電流も監視しなければならない種々の先行技術システムよりも遙かに少ない。更に、複数のバッテリにおける各バッテリでこれらの機能を実行するのではなく、複数のバッテリに接続された複数の監視回路から電圧、温度、および時間データを受信することができるリモート・デバイスにおいて計算および分析を実行することにより、いずれの1つのバッテリを監視し、その性能および健全性を分析し、このような分析の結果を表示するためのバッテリ当たりのコストが最小に抑えられる。これによって、効果的なバッテリの監視が可能になる。これは、種々の動作にとって非常に重要であるが、有効な遠隔監視システムが入手できなかったため、および/またはバッテリをローカルで監視し手作業でデータを収集するコストが法外であったため、これまで監視されなかった。システム例は、以下のような用途例、工業用原動力(フォークリフト、テーブル・リフト、トラクタ、ポンプおよび照明等)、低速電気車両(近隣電気車両、電気ゴルフ・カート、電動自転車、スクータ、スケートボード等)、グリッド・パワー・バックアップ電力供給(コンピュータ、緊急時照明、遠隔地に配置された重要な負荷)、海洋用途(エンジン始動バッテリ、内蔵電源)、自動車両の用途、および/または他の用途例(例えば、エンジン始動バッテリ、長距離トラックおよび娯楽車両車載電源等)において、バッテリの総合的な遠隔監視を可能にする。同様の用途および/または異なる用途における同様のバッテリおよび/または異なるバッテリのこの総合的遠隔監視によって、これまで可能でなかった、バッテリ性能および健全性(例えば、バッテリの充電状態、バッテリの保存時間、バッテリの動作モード、不利な熱条件等)の分析が可能になる。同時期に得られた電圧および温度データ、格納されている電圧および温度データ、および/またはバッテリおよび用途特定パラメータ(しかし、バッテリ100/200の電流に関するデータを除く)を使用することにより、電圧および/または温度の短期変化、電圧および/または温度の長期変化、電圧および/または温度に対する閾値を単独でまたは組み合わせて使用し、バッテリ監視回路120、ローカル配置リモート・デバイス414、コンピュータ424、および/または任意の適したデバイスにおけるというように、模範となる分析を行うことができる。これらの分析の結果、それに応答して講じられる措置は、バッテリの性能を向上させ、バッテリの安全性を高め、バッテリの動作コストを低減することができる。
[0064] 本明細書における実施形態の多くは、鉛酸式電気化学セルである電気化学セル(1つまたは複数)を中心に据えたが、他の実施形態では、電気化学セルは、リチウム、ニッケル、カドミウム、ナトリウム、および亜鉛を含むがこれらに限定しない種々の化学物質(chemistries)のものであってもよい。このような実施形態では、バッテリ監視回路および/またはリモート・デバイスは、その特定のバッテリ化学物質に関連する計算および分析を実行するように構成することができる。
[0065] ある実施形態例では、本開示の原理の応用によって、異常なバッテリを識別することができ、バッテリ監視回路120および/またはリモート・デバイスによって、バッテリを維持し安全を確保するための措置を促すための警告または通知を出すことができる。バッテリ100/200は、異なる製造業者によって作られてもよく、異なる型式の構造または異なる種類のセルを使用して作られてもよい。しかしながら、複数のバッテリ100/200が同様に組み立てられ、同様の環境条件に置かれる場合、本システムは、外れのバッテリ、例えば、異なるおよび/または疑わしい温度および/または電圧データを返しているバッテリを識別するように構成することもできる。外れデータは、故障したバッテリを識別し、または局所的条件(高負荷等)を識別し、このようなバッテリを維持し安全を確保するために警告または通知を出すために使用することができる。同様に、異なる用途におけるバッテリ100/200、または異なる製造業者からのバッテリ100/200を比較して、どのバッテリの種類および/または製造業者の製品が、任意の特定の用途において最良の性能を発揮するか判定することができる。
[0066] 例示的な実施形態では、バッテリ監視回路120および/またはリモート・デバイスは、データを分析して措置を講じ、通知を送り、データに基づいて判定を行うように構成することができる。バッテリ監視回路120および/またはリモート・デバイスは、バッテリ100/200毎に現在の温度、および/またはバッテリ100/200毎に現在の電圧を示すように構成されてもよい。更に、この情報は、温度または電圧範囲によって纏められた個々の測定値と共に示し、例えば、所定の範囲(1つまたは複数)の外側にあるまたはこのような範囲の外側に近いバッテリの通知を出すことによって、保守および安全対策を促すことができる。
[0067] 更に、バッテリ監視回路120および/またはリモート・デバイスは、バッテリの在庫管理を行うため、またはバッテリの安全性を確保するために、各バッテリ100/200の物理的位置(バッテリ監視回路120によって判定される)を表示することができる。例示的な一実施形態では、物理位置情報は、セルラ・ネットワークを使用して、バッテリ監視回路120によって判定される。あるいは、この情報は、バッテリ監視回路120内に設置された汎地球測位システム(GPS)によって、GPS受信機を用いて提供することができる。この位置情報は、電圧、温度、および時間データと共に格納することができる。他の例示的な実施形態では、位置データは、リモート・デバイスとワイヤレスで共有され、リモート・デバイスは位置データを格納するように構成される。位置データを時間と共に格納し、モノブロックまたはバッテリが時間の経過とともにどこにあったかを反映する、モノブロックの移動履歴(位置履歴)を作成することもできる。
[0068] 更に、リモート・デバイスは、データに基づいて通知を作成するおよび/または送るように構成することができる。例えば、バッテリ監視回路および/またはリモート・デバイスにおける分析に基づいて、特定のモノブロックが過電圧である場合に、通知を表示することができ、この通知は過電圧である特定のモノブロックを識別することができ、システムは維持対策を促すことができる。通知は、任意の適したシステムまたは手段によって、例えば、電子メール、SMSメッセージ、通話、アプリケーション内プロンプト(in-application prompt)等によって送られてもよい。
[0069] 例示的な実施形態では、バッテリ監視回路120がバッテリ100/200内部に配置され(または外部に結合され)、バッテリ100/200に接続されている場合、システムはバッテリ100/200のために在庫および保守サービスを提供する。例えば、システムは、モノブロックまたはバッテリに接触することなく、保管または輸送中のモノブロックあるいはバッテリの存在を検出するように構成することができる。バッテリ監視回路120は、例示的な実施形態では、倉庫における在庫追跡のために構成することができる。例示的な一実施形態では、バッテリ監視回路120は、ローカル配置リモート・デバイス414および/またはリモート配置リモート・デバイス、ならびに特定のバッテリ100/200が、例えば、いつ倉庫またはトラックを予期せずに離れたか識別するように構成されたバックエンド・システムに、位置データを送信する。これを検出できるのは、例えば、バッテリ100に関連付けられたバッテリ監視回路120が電圧および/または温度データをローカル配置リモート・デバイス414および/またはバックエンド・システムと通信するのを中止したとき、バッテリ位置がもはや位置データベース内に記されたところではないとき、あるいはそれ以外では、モノブロックまたはバッテリとバッテリ監視回路120との間の有線接続が切断されたときである。リモート・バックエンド・システムは、例示的な実施形態では、バッテリが盗まれたかもしれないという警告を発する(trigger)ように構成される。リモート・バックエンド・システムは、例えば、バッテリ内の連続するモノブロックが通信を停止した(または失った)とき、または電圧および温度情報を報告するのを停止したときに、バッテリが盗まれる最中であるという警告を発するように構成されてもよい。例示的な実施形態では、リモート・バックエンド・システムは、バッテリ100/200が予期せずに倉庫から離れたか否か識別し、その場合、警報、警告、または通知を送るように構成することもできる。他の実施形態では、バッテリ監視回路120がセルラ・ネットワークを通じてリモート・デバイスと通信する場合、バッテリの実際の位置を追跡し、バッテリが既定のジオフェンス・エリアの外側に移動した場合通知を生成することができる。盗難防止および在庫追跡のこれら種々の実施形態は、従来の手法と比較すると独特である。何故なら、例えば、個々の物体のRFID型問い合わせよりも長い距離で行うことができるからであり、したがって、RFIDが同様の機能を提供することができない場合、容易に観察できない物体(例えば、棚またはパレット上で複数の層に重ねられている在庫品)の存在を反映することができる。
[0070] ある例示的な実施形態では、リモート・デバイス(例えば、ローカル配置リモート・デバイス414)は、各バッテリ100/200の電圧および温度に関するデータを離れたところで受信するように構成される。例示的な実施形態では、リモート・デバイスは、複数のバッテリの内各バッテリ100/200に関連付けられた各バッテリ監視回路120から電圧、温度、および時間データを離れたところで受信するように構成される。これらのバッテリは、例えば、インナクティブ、即ち、非動作状態であってもよい。例えば、これらのバッテリは未だ用途に組み込まれていない、負荷に接続されていない、または供用されていなくてもよい。システムは、どのバッテリが再充電する必要があるか判定するように構成することができる。これらのバッテリは、出荷用パッケージ内に収容されても、されなくてもよい。しかしながら、データが受信されて離れたところで判定が行われるので、このデータを受信するためまたは判定を行うために、梱包されているバッテリを開梱する必要はない。バッテリ監視回路120がこれらのバッテリ内部に配置され(または外部に結合され)これらに接続されている限り、これらのバッテリは、倉庫内、保管施設内、棚の上、またはパレットの上に置かれていてもよいが、開梱することも、取降ろしすることも、複数のバッテリのいずれも接触することも、移動させることもなく、データを受信することができ、判定を行うことができる。これらのバッテリは、トラック上または出荷用コンテナ内でというように、移動中であってもよく、このような移動中にデータを受信し、判定を行うことができる。その後、しかるべき時点において、例えば、パレットを開梱するときに、再充電を必要とする1つまたは複数のバッテリを特定し、充電することができる。
[0071] 更に他の例示的な実施形態では、バッテリを「チェックする」プロセスを、ここでは、バッテリに関連する電圧データおよび温度データ(ならびに、潜在的に、時間データ)を受信し、このデータに基づいて情報をユーザに提示し、提示された情報は、バッテリについて判定または評価を行うのに有用であるというように説明することができる。例示的な実施形態では、リモート・デバイスは、バッテリ監視回路120が装備された複数のバッテリの各バッテリ100/200を離れたところで「チェックする」ように構成される。この例示的な実施形態では、リモート・デバイスはワイヤレス信号を複数のバッテリ100/200の各々から受信し、各バッテリ100/200の電圧および温度をチェックすることができる。このように、これらの例示的な実施形態では、リモート・デバイスは、出荷を待っているバッテリのパレットに素早く質問して、いずれかのバッテリを再充電する必要があるか否か、いつまでに特定のバッテリを再充電する必要があるか、または特定のバッテリにおいて健全性問題のいずれかの状態が現れているか否か判定するために使用することができ、バッテリのパレットを開梱することも、そうでなければ接触することも全く必要ない。このチェック動作は、例えば、梱包またはバッテリをスキャン、ピング(pinging)、移動、または個別に質問することなく、代わりに、各バッテリ100/200に関連付けられたバッテリ監視回路120がワイヤレスでデータをリモート・デバイスに報告することに基づいて行うことができる(例えば、414/424)。
[0072] 例示的な実施形態では、バッテリ100/200は電子的にそれ自体を識別するように構成される。例えば、バッテリ100/200は、一意の電子識別子(一意の連番等)をバッテリ監視回路120からリモート・デバイスに、セルラ・ネットワーク418に、またはローカル配置リモート・デバイス414に伝達するように構成されてもよい。この連番を、バッテリの外側で見える、またはバッテリの集合体において1つのバッテリを識別することができるリーダによって電子的に見える、可視バッテリ識別子(例えば、ラベル、バーコード、QRコード(登録商標)、連番等)と相関付けることもできる。したがって、システム400は、特定のバッテリからのバッテリ・データを、その特定のバッテリの一意の識別子と関連付けるように構成することができる。更に、モノブロック、例えば、バッテリ100をバッテリ200内に設置する間に、システム400に関連付けられたデータベースに、インストーラがモノブロックについての種々の情報、例えば、相対的位置(例えば、どのバッテリ、どの列、棚の上のどの位置、キャビネットの向き等)を入力してもよい。同様の情報を、バッテリ100/200に関するデータベースに入力してもよい。
[0073] このように、データが対象のバッテリ(例えば、標準を下回る性能しか出せない、過熱している、放電した等)を示す場合、何らかのしかるべき措置のために、この特定のバッテリを選別することができる。言い方を変えると、ユーザは特定のバッテリについての情報を受け(一意の電子識別子によって識別された)、直接そのバッテリ(可視バッテリ識別子によって識別された)の所に向かい、あらゆる必要性に応える(「保守」を行う)ことができる。例えば、この保守は、識別されたバッテリをサービスから除外し、識別されたバッテリを修繕し、識別されたバッテリを充電する等を含んでもよい。例示的な特定実施形態では、バッテリ100/200に、再充電を必要とするというように注記してもよく、倉庫の従業員が倉庫内の棚の上にあるバッテリをスキャンして(例えば、各バッテリ100/200上のQRコードをスキャンする)、対象のバッテリを発見しそれを再充電することができる。他の例示的な実施形態では、バッテリを出荷するために移動させ、バッテリを収容したパッケージがコンベヤに沿って移動してリーダを通過すると、ローカル配置リモート・デバイス414が、一意の電子識別子、電圧、および温度を含むその特定のバッテリについてのデータを引き出し、それに関して何らかの措置を講ずる必要がある場合(例えば、出荷の前に、バッテリを再充電する必要がある場合)に警告するように構成することができる。
[0074] 例示的な実施形態では、バッテリ監視回路120自体、リモート・デバイス、および/または任意の適した記憶デバイスが、個々のバッテリ100/200のバッテリ動作履歴を、バッテリの寿命における1つよりも多いフェーズを通して、格納するように構成することができる。例示的な実施形態では、バッテリの履歴を記録することができる。例示的な実施形態では、バッテリが製品に統合された後または供用された後(単独で、またはバッテリ内に)、バッテリは更にデータを記録することもできる。バッテリは、それが廃用になった後、転用先の用途において(in a second life application)再使用された後、および/または最終的にリサイクルまたは廃棄されるまで、データを記録することもできる。
[0075] 本明細書では、このデータをバッテリ監視回路120上に格納するというように説明することもあったが、例示的な特定実施形態では、履歴データはバッテリ監視回路120から離れたところに格納される。例えば、本明細書において説明したデータを、バッテリ監視回路120から離れた1つ以上のデータベース(例えば、クラウド・ベースのストレージ提供(offering)において、バックエンド・サーバにおいて、ゲートウェイにおいて、および/または1つ以上のリモート・デバイス上において)に格納することができる。
[0076] システム400は、前述の時間期間の1つ以上の間に、バッテリがどのように動作させられたか、動作させられた環境状態、および/または他のバッテリと共に保持されていた社会(society)の履歴を格納するように構成することができる。この履歴は、これらの時間期間中に格納されたデータに基づいて判定することができる。例えば、リモート・デバイスは、2つのバッテリが1つの用途において一緒に使用されたか否かというような、バッテリ100/200と電気的に関連付けられた他のバッテリの識別情報を格納するように構成されてもよい。この共有される社会情報は、先に説明した一意の電子識別子、およびバッテリが(地理的に)どこに位置するか識別するデータに基づくことができる。更に、リモート・デバイスは、バッテリが特定の動作において共有されたときも格納することができる。
[0077] この履歴情報、およびこれを使用して実行される分析は、電圧、温度、および時間データのみに基づくことができる。言い方を変えると、電流データを利用しない。本明細書において使用する場合、「時間」は、電圧/温度測定の日、時間、分、および/または秒を含むとしてよい。他の例示的な実施形態では、「時間」は電圧/温度状態が存在した時間量を意味するとしてもよい。具体的には、履歴は、バッテリ(1つまたは複数)に関連する充電電流および放電電流から得られるデータに基づかない。これが特に重要なのは 、大量のモノブロックがある場合に、モノブロック毎の電流および関連する時間を測定するためにセンサを接続および加入し、個々のバッテリから各々を検知することは、非常に法外であるからである。
[0078] 種々の例示的な実施形態では、システム400(および/またはそのコンポーネント)は、例えば、インターネットのような共通ネットワークを通じて、1つ以上のバッテリ100/200に結合された外部バッテリ管理システム(BMS)と通信することができる。システム400は、1つ以上のバッテリ100/200に関する情報をBMSに伝達することができ、MBSは、これに応答して、例えば、1つ以上のバッテリ100/200に流入する電流および/または流出する電流を制御あるいは変更することによって、バッテリ100/200を保護するために措置を講ずることができる。
[0079] 例示的な実施形態では、過去の解決策とは対照的に、システム400は、地理的に分散されたバッテリに対して、同時期に得られた電圧および/または同時期に得られた温度データを格納するように構成される。これは、異なる位置にあり異なる条件で動作する複数のモノブロックまたはバッテリについて同時期に得られる電圧および/または同時期に得られる温度データが入手可能でない過去の解決策に対して著しい改善である。このように、例示的な実施形態では、履歴電圧および温度データは、モノブロックまたはバッテリの状態を評価するため、および/またはモノブロックまたはバッテリの今後の状態について予測および比較を行うために使用される。例えば、このシステムは、バッテリ200内にある種々のモノブロック間のデータの比較に基づいて評価を行うように構成されてもよい。例えば、格納されているデータは、モノブロックが範囲を逸脱する暴走(excursion)を起こした回数(過充電、過電圧、温度超過等)、このようなことが起きたとき、それが続いた長さ等を示すことができる。
[0080] 対照的に、バッテリ監視回路120は、モノブロックの内部に(internal to)、即ち、モノブロック内に(within)に配置できることを注記しておく。例示的な実施形態では、バッテリ監視回路120は、それがバッテリ100の外側から見えない/到達できないように配置される。他の例では、バッテリ監視回路120は、バッテリ100の内部において、バッテリ100の内部温度の測定を容易にする位置に配置される。例えば、バッテリ監視回路120は、2つ以上のモノブロック間の温度、モノブロックの外装の温度、または複数のモノブロックを内蔵するバッテリ内の空気温度を測定することができる。他の例示的な実施形態では、バッテリ監視回路120は、モノブロックの外部にまたはモノブロック上に配置されてもよい。例示的な実施形態では、バッテリ監視回路120は、それがバッテリ100の外側から見える/到達できるように配置される。
[0081] これより図4Dを参照すると、種々の例示的な実施形態では、バッテリ監視回路120が内部に配置された(または外部から結合された)1つまたは複数のバッテリ100/200を負荷および/または電源に結合することができる。例えば、バッテリ100/200を車両に結合し、原動力を得るための電気エネルギを供給することができる。加えておよび/または代わりに、バッテリ100/200をソラー・パネルに結合し、充電電流をバッテリ100/200に供給するのでもよい。更に、種々の用途において、バッテリ100/200を電気グリッドに結合してもよい。尚、バッテリ100/200が結合されるシステムおよび/またはコンポーネントの性質ならびに個数が、例えば、本明細書において説明するような種々の方法、アルゴリズム、および/または技法の適用によって、バッテリ100/200を監視するための所望の手法に影響を及ぼす場合もあることは認められよう。更にまた、本明細書において開示する種々の用途および方法において、バッテリ100/200はいずれの外部負荷にも充電源にも結合されず、切断されることもある(例えば、倉庫内に保管中に静止しているとき)。
[0082] 例えば、種々のシステムおよび方法は、バッテリ100/200の特性、および/またはバッテリ100/200が動作する特定の用途に特定的な情報を利用することができる。例えば、バッテリ100/200および用途特定特性(application specific characteristics)は、製造日、バッテリ容量、ならびに電圧および温度限度のような推奨動作パラメータを含んでもよい。実施形態例では、バッテリおよび用途特定特性は、 バッテリ100/200の化学物質、例えば、グラスマット吸収式鉛酸、ゲル化電解鉛酸、浸水鉛酸、マンガン酸リチウム、コバルト酸リチウム、燐酸鉄リチウム、リチウム・ニッケル・マンガン・コバルト、リチウム・コバルト・アルミニウム、ニッケル亜鉛、亜鉛空気、ニッケル金属、ニッケル水素、ニッケル・カドミウム等でもよい。
[0083] 実施形態例では、バッテリ特定特性は、バッテリ製造業者、モデル番号、アンペア−時間(Ah)単位のバッテリ容量、公称電圧、フロート電圧、充電状態対開放回路電圧、充電状態、負荷電圧、および/または等価電圧等でもよい。更に、特性は、バッテリ100/200の任意の適した特定的な特性とすることができる。
[0084] 種々の例示的な実施形態では、用途特定特性は、セルラ無線基地局、電気フォークリフト、電動自転車等のような、用途を特定することができる。更に一般的には、用途特定特性は、グリッド結合用途と移動用途との間で区別することもできる。
[0085] 種々の実施形態例では、手作業で情報をタイプ入力することによって、移動体デバイス上で実行するソフトウェア・プログラムに、サーバによってコンピュータまたは移動体デバイスに提示されるウェブ・インターフェースに、または任意の他の適した手作業のデータ入力方法で、バッテリ100/200を特徴付ける情報を入力することができる。他の実施形態例では、バッテリ100/200を特徴付ける情報は、メニューまたはチェックリストから選択することができる(例えば、メニューからバッテリの供給業者またはモデルを選択する)。他の実施形態例では、バッテリ上のQRコードをスキャンすることによって、情報を受けることができる。他の実施形態例では、バッテリ100/200を特徴付ける情報は、1つ以上のデータベースに格納することができる(例えば、この情報を格納するデータベースにリンクする識別子を供給するユーザによって)。例えば、車両管理局、バッテリ製造業者およびOEMデータベース、車団データベース(fleet database)、および他の適したデータベースというようなデータベースが、1つまたは複数のバッテリ100/200の用途を特徴付けるのに有用なパラメータおよび他の情報を有してもよい。更に、特性は、任意の適した用途特定特性とすることができる。
[0086] 一実施形態例では、バッテリ100/200の内部にバッテリ監視回路120が装備されているまたは外部から結合されている場合、バッテリおよび用途特定特性をこの回路にプログラミングすることができる(例えば、バッテリ・パラメータ表に)。この場合、バッテリ100/200毎のこれらの特定は、バッテリ100/200と共に移動し、本明細書において説明する分析を実行する任意の適したシステムによってアクセスすることができる。他の実施形態例では、バッテリおよび用途特定特性を、バッテリ100/200から離れたところに、例えば、リモート・デバイス内に格納することができる。更に、バッテリ100/200を特徴付ける情報を受けるのに適した任意の方法を使用してもよい。実施形態例では、この情報を移動体デバイス上、データ収集デバイス(例えば、ゲートウェイ)上、またはクラウド内に格納することができる。更に、例示的なシステムおよび方法は、更に、バッテリ充電器に関する特定特性(例えば、充電器の製造業者、モデル、電流出力、充電アルゴリズム等)を受ける、格納する、そして利用するように構成することができる。
[0087] 本明細書において論じた種々のシステム・コンポーネントは、ディジタル・データを処理するプロセッサを含むホスト・サーバまたは他のコンピューティング・システム、ディジタル・データを格納するためにプロセッサに結合されたメモリ、ディジタル・データを入力するためにプロセッサに結合された入力ディジタイザ、メモリに格納されプロセッサによるディジタル・データの処理を命令するためにプロセッサによってアクセス可能なアプリケーション・プログラム、プロセッサによって処理されたディジタル・データから得られた情報を表示するためにプロセッサおよびメモリに結合されたディスプレイ・デバイス、および複数のデータベースの内1つ以上を含んでもよい。本明細書において使用される種々のデータベースは、温度データ、時間データ、電圧データ、バッテリ位置データ、バッテリ識別子データ、および/またはシステムの動作において有用な同様のデータを含むことができる。当業者には認められるように、コンピュータは、オペレーティング・システム(例えば、Microsoft Corporationによって提供されるWindows、Apple Computerによって提供されるMacOSおよび/またはiOS、Linux(登録商標)、Unix等)、ならびにコンピュータに通例付随する種々の従来からのサポート・ソフトウェアおよびドライバを含むことができる。
[0088] 本システムあるいはその特定の部分(1つまたは複数)または機能(1つまたは複数)は、ハードウェア、ソフトウェア、またはこれらの組み合わせを使用して実装することができ、1つ以上のコンピュータ・システムまたは他の処理システムにおいて実装することができる。しかしながら、実施形態によって実行される操作は、照合する(matching)または選択する(selecting)というような用語で呼ばれことが多いが、これらは操作員によって行われる精神的活動に関連付けられるのが一般的である。このような操作員の能力は、本明細書において説明した動作のいずれにおいても、殆どの場合、必要でもなく、望ましくもない。むしろ、動作は機械動作であるのはもっともであり、これらの動作はいずれも、人工知能(AI)または機械学習によって行うこと、または強化することもできる。種々の実施形態の特定のアルゴリズムを実行するのに有用な機械には、汎用ディジタル・コンピュータまたは同様のデバイスが含まれる。
[0089] 実際、種々の実施形態では、これらの実施形態は、本明細書において説明した機能を実行することができる1つ以上のコンピュータ・システムを対象とする。コンピュータ・システムは、モノブロックを管理するプロセッサのような、1つ以上のプロセッサを含む。プロセッサは、通信インフラストラクチャ(例えば、通信バス、クロスオーバー・バー、またはネットワーク)に接続される。このコンピュータ・システムに関して、種々のソフトウェアの実施形態を説明する。この説明を読んだ後には、他のコンピュータ・システムおよび/またはアーキテクチャを使用して、種々の実施形態をどのように実現するのか、当業者には明白になるであろう。コンピュータ・システムは、ディスプレイ・ユニット上での表示のために、グラフィクス、テキスト、および他のデータを通信インフラストラクチャから(または図示しない、フレーム・バッファから)転送するディスプレイ・インターフェースを含むことができる。
[0090] また、コンピュータ・システムは、例えば、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)のような主メモリも含み、更に副メモリまたはメモリ内(非回転)ハード・ドライブも含むこともある。副メモリは、例えば、ハード・ディスク・ドライブおよび/またはリムーバブル記憶ドライブを含むことができ、ディスク・ドライブ、磁気テープ・ドライブ、光ディスク・ドライブ等を表す。リムーバブル記憶ドライブは、周知のやり方でリムーバブル記憶ユニットから読み出し、および/またはリムーバブル記憶ドライブに書き込む。リムーバブル記憶ユニットは、ディスク、磁気テープ、光ディスク、ソリッド・ステート・メモリ等を表し、リムーバブル記憶ドライブによって読み出しおよび書き込みが行われる。認められるように、リムーバブル記憶ユニットは、コンピュータ・ソフトウェアおよび/またはデータが内部に格納されているコンピュータ使用可能記憶媒体を含む。
[0091] 種々の実施形態では、副メモリは、コンピュータ・プログラムまたは他の命令をコンピュータ・システムにロードすることを可能にするために、他の同様のデバイスを含んでもよい。このようなデバイスには、例えば、リムーバブル記憶ユニットおよびインターフェースを含むことができる。このようなものの例には、プログラム・カートリッジおよびカートリッジ・インターフェース(例えば、ビデオ・ゲーム・デバイスにおいて見られるもの等)、リムーバブル・メモリ・チップ(例えば、消去可能プログラマブル・リード・オンリ・メモリ(EPROM)、プログラマブル・リード・オンリ・メモリ(PROM)等)および付随するソケット、ならびに他のリムーバブル記憶ユニットおよびインターフェースを含むことができ、ソフトウェアおよびデータをリムーバブル記憶ユニットからコンピュータ・システムに転送することを可能にする。
[0092] また、コンピュータ・システムは通信インターフェースも含むことができる。通信インターフェースは、ソフトウェアおよびデータをコンピュータ・システムと外部デバイスとの間で転送することを可能にする。通信インターフェースの例には、モデム、ネットワーク・インターフェース(例えば、イーサネット(登録商標)・カード等)、通信ポート、パーソナル・コンピュータ・メモリ・カード国際連合(PCMCIA)スロットおよびカード等を含むことができる。通信インターフェースを通じて転送されるソフトウェアおよびデータは、電子、電磁、光、または通信インターフェースによって受信できる他の信号でもよい、信号の形態である。これらの信号は、通信経路(例えば、チャネル)を通じて通信インターフェースに供給される。このチャネルは、信号を搬送し、ワイヤ、ケーブル、光ファイバ、電話線、セルラ・リンク、無線周波数(RF)リンク、ワイヤレスおよび他の通信チャネルを使用して実装することができる。
[0093] 「コンピュータ・プログラム媒体」および「コンピュータ使用可能媒体」および「コンピュータ読み取り可能媒体」という用語は、リムーバブル記憶ドライブおよびハード・ディスクのような媒体を一般的に指すために使用される。これらのコンピュータ・プログラム製品は、ソフトウェアをコンピュータ・システムに供給する。
[0094] コンピュータ・プログラム(コンピュータ制御ロジックとも呼ぶ)は、主メモリおよび/または副メモリに格納される。また、コンピュータ・プログラムは、通信インターフェースを通じて受信することもできる。このようなコンピュータ・プログラムは、実行されると、コンピュータ・システムが、本明細書において論じたような特定の機能(feature)を実行することを可能にする。具体的には、コンピュータ・プログラムは、実行されると、プロセッサが種々の実施形態の特定の機能を実行することを可能にする。したがって、このようなコンピュータ・プログラムはコンピュータ・システムのコントローラを表す。
[0095] 種々の実施形態では、ソフトウェアは、コンピュータ・プログラム製品内に格納され、リムーバブル記憶ドライブ、ハード・ディスク・ドライブ、または通信インターフェースを使用して、コンピュータ・システムにロードされてもよい。制御ロジック(ソフトウェア)は、プロセッサによって実行されると、本明細書において説明した種々の実施形態の機能(function)をプロセッサに実行させる。種々の実施形態では、特定用途集積回路(ASIC)のようなハードウェア・コンポーネントを、ソフトウェア・ベースの制御ロジックの代わりに利用してもよい。本明細書において説明した機能(functions)を実行するようなハードウェア状態機械の実装は、当業者には明白であろう。
[0096] ウェブ・クライアントは、例えば、本明細書において論じたもののような、任意のネットワークを通じて通信する任意のデバイス(例えば、パーソナル・コンピュータ)を含む。このようなブラウザ・アプリケーションは、オンライン・トランザクションおよび/または通信を実行するためにコンピューティング・ユニットまたはシステム内にインストールされるインターネット・ブラウジング・ソフトウェアを含む。これらのコンピューティング・ユニットまたはシステムは、コンピュータまたは1組のコンピュータの形態をなすことができるが、他の種類のコンピューティング・ユニットまたはシステムが使用されてもよく、ラップトップ、ノートブック、タブレット、ハンド・ヘルド・コンピュータ、パーソナル・ディジタル・アシスタント、セットトップ・ボックス、ワークステーション、コンピュータ−サーバ、メイン・フレーム・コンピュータ、ミニコンピュータ、PCサーバ、パーベイシブ・コンピュータ、コンピュータのネットワーク集合(network sets of computers)、パーソナル・コンピュータ、キオスク、端末、ポイント・オブ・セール(POS)デバイス、および/または端末、テレビジョン、あるいはネットワークを通じてデータを受信できる任意の他のデバイスが含まれる。ウェブ・クライアントは、Microsoft Corporationによって提供されるInternet ExplorerまたはEdge、Googleによって提供されるChrome、Apple Computerによって提供されるSafari、またはインターネットにアクセスするために利用可能な無数のソフトウェア・パッケージの内任意の他のものを実行することができる。
[0097] 実務者には、ウェブ・クライアントがアプリケーション・サーバと直接接触してもしなくてもよいことが認められよう。例えば、ウェブ・クライアントが、他のサーバおよび/またはハードウェア・コンポーネントを通じてアプリケーション・サーバのサービスにアクセスしてもよく、インターネット・サーバに対して直接または間接接続を有してもよい。例えば、ウェブ・クライアントは、ロード・バランサを通じて、アプリケーション・サーバと通信してもよい。種々の実施形態では、アクセスは、ネットワークまたはインターネットを通じて、市販のウェブ・ブラウザ・ソフトウェア・パッケージによって行われる。
[0098] ウェブ・クライアントは、セキュア・ソケット・レイヤ(SSL)およびトランスポート・レイヤ・セキュリティ(TLS)のようなセキュリティ・プロトコルを実装してもよい。ウェブ・クライアントは、http、https、ftp、およびsftpを含む、様々なアプリケーション・レイヤ・プロトコルを実装してもよい。更に、種々の実施形態では、システム例のコンポーネント、モジュール、および/またはエンジンがマイクロ・アプリケーション、即ち、マイクロ・アプリとして実装されてもよい。マイクロ・アプリは、通例、移動体オペレーティング・システムのコンテキストでデプロイされ、例えば、Apple Computerによって提供されるiOS、Googleによって提供されるAndroid、Microsoft Corporationによって提供されるWindows Mobile等を含む。マイクロ・アプリは、種々のオペレーティング・システムおよびハードウェア・リソースの動作を管理する1組の所定の規則にしたがって、もっと大きなオペレーティング・システムおよび関連するハードウェアのリソースを利用するように構成することができる。例えば、マイクロ・アプリが移動体デバイスまたは移動体オペレーティング・システム以外のデバイスまたはネットワークと通信することを望む場合、マイクロ・アプリは、移動体オペレーティング・システムの所定の規則の下で、オペレーティング・システムおよび関連するデバイス・ハードウェアの通信プロトコルを利用することができる。更に、マイクロ・アプリがユーザからの入力を望む場合、マイクロ・アプリは、オペレーティング・システムに応答を要求するように構成することができ、オペレーティング・システムは、種々のハードウェア・コンポーネントを監視し、次いで検出された入力をハードウェアからマイクロ・アプリに伝達する。
[0099] 本明細書において使用する場合、「識別子」は、品目、例えば、バッテリ100を一意に識別する任意の適した識別子であってもよい。例えば、識別子は汎用一意識別子(globally unique identifier)であってもよい。
[00100] 本明細書において使用する場合、「ネットワーク」という用語は、任意のクラウド、クラウド・コンピューティング・システム、あるいはハードウェアおよび/またはソフトウェア・コンポーネントを組み込む電子通信システムまたは方法を含む。当事者間の通信は、例えば、電話ネットワーク、エクストラネット、イントラネット、インターネット、相互作用点デバイス(ポイント・オブ・セール・デバイス、スマートフォン、セルラ・フォン、キオスク等)、オンライン通信、衛星通信、オフライン通信、ワイヤレス通信、トランスポンダ通信、ローカル・エリア・ネットワーク(LAN)、ワイド・エリア・ネットワーク(WAN)、仮想プライベート・ネットワーク(VPN)、ネットワーク接続またはリンク接続デバイス、キーボード、マウス、および/または任意の適した通信もしくはデータ入力様式というような、任意の適した通信チャネルを通じて行うことができる。更に、本明細書では、本システムがTCP/IP通信プロトコルによって実装されると頻繁に説明したが、本システムは、IPX、APPLE(登録商標)Talk、IP−6、NetBIOS(登録商標)OSI、任意のトンネリング・プロトコル(例えば、IPsec、SSH)、あるいは任意の数の既存のまたは今後のプロトコルを使用して実装されてもよい。ネットワークが、インターネットのような、公衆ネットワークの性質である場合、ネットワークが安全ではなく盗聴者に開かれていると仮定することは有利であると言ってもよい。インターネットと関連して利用されるプロトコル、規格、およびアプリケーション・ソフトウェアに関する具体的な情報は、一般に当業者に知られており、したがって、ここで詳細に説明する必要はない。例えば、Dilip Naik, Internet Standards and Protocols(インターネットの規格およびプロトコル)(1998)、種々の著者によるJAVA(R) 2 Complete(完全なJAVA(登録商標)2) (Sybex 1999)、Deborah RayおよびEric Ray, Mastering HTML 4.0 (HTML4.0の習得)(1997)、および David Gourley and Brian Totty, HTTP, The Definitive Guide(HTTP、案内書の決定版) (2002)を参照のこと。これらの文献をここで引用したことにより、その内容が本願にも含まれるものとする(あらゆる主題の免責事項および否認を除き、更に、本願に含まれるものとした資料(material)が本明細書における明白な開示と一致しない場合を除く。その場合、本開示における文言が統制する)。種々のシステム・コンポーネントは、独立して、別個に、または集合的に、データ・リンクを通じてネットワークに相応しく結合することができる。
[00101] 「クラウド」または「クラウド・コンピューティング」は、最小限の管理の手間またはサービス・プロバイダの介入(interaction)によって容易にプロビジョニングしそして放出することができる構成変更可能なコンピューティング・リソース(例えば、ネットワーク、サーバ、ストレージ、アプリケーション、およびサービス)の共有プールに対する便利なオンデマンド・ネットワーク・アクセスを可能にするモデルを含む。クラウド・コンピューティングは、位置に依存しないコンピューティングを含んでもよく、これによって共有サーバが、リソース、ソフトウェア、およびデータをコンピュータおよび他のデバイスに、要求に応じて提供する。クラウド・コンピューティングに関するこれ以上の情報については、https://doi.org/10.6028/NIST.SP.800-145 において入手可能な、クラウド・コンピューティングのNIST(アメリカ商務省標準技術局)の定義(2018年7月に最後に訪問された)を参照のこと。この文献をここで引用したことにより、その内容全体が本願にも含まれるものとする。
[00102] 本明細書において使用する場合、「送信する」(transmit)は、電子データを1つのシステム・コンポーネントから他のコンポーネントにネットワーク接続を通じて送ることを含むとしてよい。加えて、本明細書において使用する場合、「データ」(data)は、コマンド、クエリ、ファイル、格納用データ等のような包括的情報を、ディジタルまたは任意の他の形態で含むことができる。
[00103] 本システムは、ウェブ・サービス、ユーティリティ・コンピューティング、パーベイシブ・コンピューティングおよび個別化コンピューティング、セキュリティおよびアイデンティティ・ソリューション(security and identity solutions)、自動コンピューティング、クラウド・コンピューティング、コモディティ・コンピューティング(commodity computing)、モビリティおよびワイヤレス・ソリューション、オープン・ソース、バイオメオリクス、グリッド・コンピューティング、および/またはメッシュ・コンピューティングと関連付けた使用を想定する。
[00104] 本明細書において論じたデータベースはいずれも、リレーショナル、階層、グラフィカル、ブロックチェーン、オブジェクト指向構造、および/または任意の他のデータベース構成を含むことができる。データベースを実装するために使用することができる一般的なデータベース製品には、IBM(登録商標)(Armonk、NY州)によるDB2、ORACLE(登録商用) Corporation(Redwood、 CA州)から入手可能な種々のデータベース製品、Microsoft(登録商標)Corporation(Redmond、ワシントン州)によるMicrosoft(登録商標)Access(登録商標)またはMicrosoft(登録商標)SQL Server(登録商標)、MySQL AB(Uppsala、スエーデン)によるMySQL、APACHE(登録商標)によるMongDB(登録商標)、Redis(登録商標)、Apache Cassandra(登録商標)、HBase、MapR−DB、あるいは任意の他の適したデータベース製品が含まれる。更に、データベースは、任意の適したやり方で、例えば、データ表または参照表として編成されてもよい。各レコードは、1つのファイル、一連のファイル、リンクされた一連のデータ・フィールド、または任意の他のデータ構造であってもよい。
[00105] 本明細書において論じたデータベースはいずれも、ピア・ツー・ピア・ネットワークを通じて複数のコンピューティング・デバイス(例えば、ノード)によって維持される分散型台帳(distributed ledger)を含んでもよい。各コンピューティング・デバイスは、分散型台帳のコピーおよび/または部分コピーを維持し、妥当性を判断しデータを分散型台帳に書き込むために、ネットワークにおける1つ以上の他のコンピューティング・デバイスと通信する。分散型台帳は、ブロックチェーン技術(blockchain technology)の特徴および機能を使用することができ、例えば、同意に基づく検証、不変性、および暗号連鎖データ・ブロック(cryptographically chained blocks of data)が含まれる。ブロックチェーンは、データを収容する相互接続ブロックの台帳を含むことができる。ブロックチェーンは、セキュリティ強化に対応することができる。何故なら、各ブロックが、あらゆるブロックチェーン実行可能ファイル(executable)の個々のトランザクションおよび結果を保持できるからである。各ブロックは、直前のブロックにリンクすることができ、更にタイムスタンプを含むことができる。各ブロックはブロックチェーンにおける以前のブロックのハッシュを含むので、ブロックをリンクすることができる。リンクされたブロックはチェーンを形成し、後続の1つだけのブロックが1つの他の先行ブロックにリンクすることが許され、1つのチェーンを形成する。分岐するチェーンが以前の均一なブロックチェーンから別れる(established)場合、フォーク(fork)が可能であってもよいが、通例、分岐するチェーンの内1つだけが、同意チェーン(consensus chain)として維持される。種々の実施形態では、ブロックチェーンは、分散化されたやり方でデータ・ワークフローを実施するスマート・コントラクトを実装することができる。また、本システムは、例えば、コンピュータ、タブレット、スマートフォン、もののインターネット・デバイス(「IoT」デバイス)等のような、ユーザ・デバイス上にデプロイされるアプリケーションも含むことができる。これらのアプリケーションは、ブロックチェーンと通信して(例えば、直接またはブロックチェーン・ノードを通じて)、データを送信および回収する(retrieve)ことができる。種々の実施形態では、管理する組織または共同体(consortium)が、ブロックチェーン上に格納されているデータへのアクセスを制御してもよい。管理する組織(1つまたは複数)に登録することにより、ブロックチェーン・ネットワークにおける関与(participation)を可能にしてもよい。
[00106] ブロックチェーン・ベースのシステムによって実行されるデータ転送は、ブロックチェーン・ネットワーク内における接続ピアに、実施される特定のブロックチェーン技術のブロック作成時間によって決定することができる期間以内に伝搬することができる。また、本システムは、少なくとも部分的に、ブロックチェーンに格納されるデータの相対的な不変性によって、セキュリティ強化を提供し、種々のデータ入力および出力による改竄の確率を低減する。更に、本システムは、データをブロックチェーン上に格納する前に、暗号処理をデータに実行することによって、データのセキュリティ強化も提供することができる。したがって、本明細書において説明したシステムを使用してデータを送信、格納、およびアクセスすることによって、データのセキュリティが向上し、これによって、コンピュータまたはネットワークから情報漏洩するリスクが低減する。
[00107] 種々の実施形態では、本システムは、共通のデータ構造を提供し、少なくとも部分的に格納されているデータの保全性(integrity)を改善することによって、データベース同期エラーを低減することができる。また、本システムは、従来のデータベース(例えば、リレーショナル・データベース、分散型データベース等)よりも高い信頼性およびフォールト・トレランスを提供する。これは、各ノードが、格納されているデータの完全なコピーを用いて動作し、少なくとも部分的に、局所化されたネットワーク停止およびハードウェア障害によるダウンタイムを低減するからである。また、本システムは、信頼性のあるピアおよび信頼性のないピアを有するネットワーク環境においてデータ転送の信頼性を高めることができる。これは、各ノードがメッセージを全ての接続されているピアにブロードキャストするからであり、更に、各ブロックが以前のブロックに対するリンクを備え、ノードが失ったブロックを素早く検出し、この失ったブロックを求める要求を、ブロックチェーン・ネットワークにおける他のノードに伝搬することができるからである。
[00108] 本明細書において説明する実施形態は、1つ以上のバッテリを備え、監視回路がバッテリ内に埋め込まれているかバッテリに取り付けられており、システムにおけるリモート・デバイスがバッテリ(1つまたは複数)から電圧および温度データを(ワイヤレスでまたは有線で)受信する、システムに関する。
[00109] 実施形態例では、このシステムは、バッテリ動作履歴を、例えば、バッテリ動作履歴行列450として格納するように構成することができる。バッテリ動作履歴は、バッテリの寿命の1つ以上のフェーズにわたって、バッテリの集合体における各バッテリ100/200内にある複数のモノブロックの内1つ以上からの電圧および温度データを含むことができる。他の実施形態例では、バッテリ動作履歴を記録することができる。他の実施形態例では、バッテリ動作履歴は、更に、バッテリ100/200が製品に統合された後または供用が開始された後に記録することもできる(単独でまたはバッテリの集合体で)。バッテリ動作履歴は、バッテリが廃用になった後、転用先の用途において(in a second life application)再使用された後、および/またはバッテリ100/200が最終的に再生利用または廃棄されるまで、記録することもできる。
[00110] 実施形態例では、バッテリ動作履歴はバッテリ監視回路120上に格納される。他の実施形態例では、バッテリ動作履歴は、バッテリ監視回路120から離れたところで格納される。例えば、本明細書において説明するデータは、バッテリ監視回路120から離れている1つ以上のデータベースに格納することができる。リモート・データベースの例には、クラウド、バックエンド・サーバ、ゲートウェイ、およびローカルにまたはリモートに位置する1つ以上のリモート・デバイス414が含まれるが、これらに限定されるのではない。
[00111] 実施形態例では、このシステムは、1つ以上の時間期間において、バッテリ動作履歴を格納するように構成されてもよく、次いで、バッテリをどのように運用したか明らかにするために、バッテリ動作履歴を分析することができる。他の実施形態例では、バッテリが動作した環境状態を明らかにするために、バッテリ動作履歴を分析することができる。他の実施形態例では、他のバッテリ100/200と共に保持されている社会を明らかにするために、バッテリ動作履歴を分析することができる。この社会は、これらの時間期間において格納されたデータに基づいて判定される。例えば、 2つのバッテリが一緒に1つの用途において使用される場合等に、リモート・デバイス414は、バッテリ100/200と電気的に関連付けられた他のバッテリ100/200の識別情報(identity)を格納するように構成されてもよい。この共有される社会情報は、先に説明した一意の電子識別子と、バッテリがどこに配置されているか識別するデータとに基づいてもよい。他の実施形態例では、リモート・デバイス414は、更に、バッテリ100/200が特定の動作において共有されるときを格納してもよい。
[00112] 実施形態例では、履歴情報は、電圧、温度、および時間データ(バッテリ動作データ)に基づいてもよい。この実施形態例では、履歴情報に対して分析を行う。本明細書において使用する場合、「時間」とは、電圧/温度測定の日付け、時間、分、秒、および/またはミリ秒を含んでもよい。他の実施形態例では、「時間」は、電圧/温度状態が存在した時間量を意味することもできる。具体的には、履歴は、1つまたは複数のバッテリに関連付けられた充電および放電電流から得られるデータに基づかない。 これが特に重要なのは、大量の監視対象バッテリがある場合に、監視対象バッテリ毎の電流、および各々が個々のバッテリから検知された関連時刻を測定するためにセンサを接続および加入することは、非常に法外であるからである。
[00113] 実施形態例では、リモート・デバイス414は、バッテリ動作データを複数のモノブロックの1つ以上から受信することができ、複数のモノブロックの内1つ以上を含む他のバッテリから動作データを受信することができる。更に、リモート・デバイス414は、設計または動作特性も受信することができる。これらの設計または動作特性は、複数のモノブロックの1つ以上について、同様の電気動作状態、異なる(disparate)電気動作状態、類似するが異なる(similar disparate)環境動作状態、類似するが異なる モノブロック構造、同様の無線基地局設計、異なる無線基地局設計等を含むことができるが、これらに限定されるのではない。
[00114] 他の実施形態例では、このシステムは、地理的に分散されたバッテリ100/200に関して同時期に得られた電圧データおよび/または同時期に得られた温度データを格納するように構成することができる。これは、異なる位置にあり異なる条件で動作するバッテリ100/200またはバッテリ集合体について同時期に得られる電圧および/または同時期に得られる温度データが入手可能でない過去の解決策と比較すると、大きな改善となる。このように、この実施形態例では、バッテリまたはバッテリ集合体の状態を評価し、および/またはバッテリの今後の状態についての予測、および今後の状態の比較を行うために、履歴電圧および温度データを使用することができる。
[00115] 図5は、バッテリ動作データおよび外生データを利用して、バッテリ100/200の動作を評価する方法を示す。この方法は、ステップ502において、複数のバッテリにおける各バッテリ100/200について、バッテリ100/200の温度およびバッテリ100/200の電圧(纏めて、各バッテリについての「バッテリ動作データ」)を検知するステップを含み、各バッテリ100/200は、それに結合されたまたはその中に配置されたそれぞれのバッテリ監視回路120を有し、各バッテリについてのバッテリ動作データの検知は、それぞれのバッテリ監視回路120によって行われる。更に、この方法は、ステップ504において、各バッテリ監視回路120から、それぞれのバッテリ100/200についてのバッテリ動作データをリモート・デバイス414にワイヤレスで送信するステップを含むことができる。更に、この方法は、ステップ506において、複数のバッテリにおける少なくとも1つのバッテリ100/200と関連付けられた外生データを、リモート・デバイス414において受信するステップを含むことができる。更に、この方法は、ステップ508において、バッテリ100/200と関連付けられた外生データを、バッテリ100/200についてのバッテリ動作データと共に利用して、このバッテリ100/200の性能を評価するステップを含むことができる。
[00116] 実施形態例では、保存用バッテリ(reserve battery)についてのバッテリ動作履歴を、その複数の年にわたるその運用に対して記録することもできる。このような履歴から、バッテリ温度が低かった間、過去の2回の冬季におけるバッテリ残存時間(reserve time)が不十分であったことが観察可能になる。冬の温度についての長期天気予報を表す外生データを使用して、通常よりも寒い冬が予測される。予測された温度に基づいて、予期される残存時間は、信頼性あるシステム動作に要求されるものよりも短いことが計算され、問題のバッテリは冬季の前に交換すべきであるという通知が出されることになる。
[00117] 他の実施形態では、外生データは、バッテリ100/200の位置についての地域気象データである。
[00118] 更に他の実施形態では、外生データを利用するステップは、バッテリ温度データを、複数のバッテリにおけるバッテリ100/200の1つ以上の物理的位置と関連付けられた地域気象データと相関付け、バッテリ100/200の性能に対する地域気象条件の影響を識別する出力を生成し、この物理的位置についての気象予報情報を利用して、バッテリ100/200の今後の性能を予測するステップを含んでもよい。
[00119] 更に他の実施形態では、バッテリがパワー・グリッドに結合され、外生データが電気利用データおよびパワー・グリッド・データを含み、外生データを利用するステップが、バッテリ動作データを電気利用データおよびパワー・グリッド・データと相関付けて、バッテリの性能に対するパワー・グリッド状態の影響を識別する出力を生成し、パワー・グリッドについての予想情報を利用して、バッテリの今後の性能を予測するステップを含む。
[00120] 更に他の実施形態では、バッテリ動作データおよびバッテリ動作履歴を利用して、選択された時間期間について、バッテリ100/200がどのように動作したか評価し、更にバッテリ100/200が複数のバッテリにおける1つ以上の他のバッテリ100/200と共に保持されている社会を評価してもよい。
[00121] 更に他の実施形態では、バッテリ100/200の性能情報に基づいて、ユーザは、バッテリ100/200を新たなバッテリ100/200と交換する、バッテリ100/200を複数のバッテリの内他のものと交換する、またはリモート・デバイス414 414からバッテリ100/200の所有者に、バッテリ100/200の性能に関する通知を送ることもできる。
[00122] 更に他の実施形態では、バッテリ監視回路120は電流センサを含まず、外生データを利用するステップは、バッテリ100/200についての電流情報を利用するステップを含まない。
[00123] 図6は、バッテリ動作データおよび外生データを利用して、複数のバッテリの動作を評価する例示的な方法を示す。この方法は、ステップ602において、複数のバッテリにおけるバッテリ毎に、そのバッテリの温度およびバッテリの電圧(纏めて、各バッテリについての「バッテリ動作データ」)を検知するステップを含み、各バッテリは、その内部に埋め込まれたまたはそれに結合されたそれぞれのバッテリ監視回路を有し、各バッテリについてのバッテリ動作データの検知が、それぞれのバッテリ監視回路によって行われる。更に、この方法は、ステップ604において、各バッテリ監視回路から、それぞれのバッテリについてのバッテリ動作データを、リモート・デバイスにワイヤレスで送信するステップを含むことができる。更に、この方法は、ステップ606において、リモート・デバイスによって、複数のバッテリにおける1つ以上のバッテリまたはバッテリの集合体間において同時期に得られたデータおよび/または履歴データの比較を可能にするフォーマットで、バッテリ動作データを記録する(log)ステップを含むことができる。更に、この方法は、ステップ608において、リモート・デバイスによって、複数のバッテリにおける1つ以上の他のバッテリからのバッテリ動作データおよび外生データを利用してバッテリ性能を評価することによって、1つ以上のバッテリの状態を評価するステップを含むことができる。
[00124] 更に他の実施形態では、例示的な方法は、バッテリ動作データを外生データと相関付けることによって、保存用途で動作するバッテリの要求残存時間を予測するステップを含む。外生データとは、履歴通話量(call volume)外生データであり、相関付けは、バッテリまたはバッテリの集合体における複数のモノブロックの内部温度および電圧を、履歴通話量および多量の通話量を過去に発生させた状態の到来(upcoming conditions)と相関付けて、特定のモノブロック、バッテリ、またはバッテリ集合体の性能要件に対する通話量の影響を識別する出力を生成し、このような外生データの予測に基づいてバッテリ性能を予測することを含む。
[00125] 更に他の実施形態では、例示的な方法は、リモート・デバイス414によって、第1バッテリ100/200の今後の動作状態において予期される変動と相関付けられた第1バッテリ100/200の履歴バッテリ動作データに基づいて、第1バッテリ100/200の今後の性能を予測するステップを含む。
[00126] 更に他の実施形態では、例示的な方法は、バッテリ動作データをバッテリ動作履歴と比較するステップを含む。バッテリ動作履歴を分析して、バッテリ100/200がどのように動作したか、バッテリが動作した環境条件、および他のバッテリと共にそれが保持されていた社会を明らかにすることができる。これらは、ある時間期間にわたって格納されたデータによって判定される。
[00127] 図7は、バッテリ100/200の動作を評価する方法のフローチャートを示す。この方法は、バッテリ100/200についてのバッテリ動作データを利用し、複数の他のバッテリについてのバッテリ動作データを利用する。この方法は、ステップ702において、複数のバッテリにおけるバッテリ毎100/200に、バッテリ100/200の温度およびバッテリ100/200の電圧(纏めて、各バッテリについての「バッテリ動作データ」)を検知するステップを含む。各バッテリ100/200は、その中に埋め込まれたまたはそれに取り付けられたそれぞれのバッテリ監視回路120を有し、各バッテリ100/200についてのバッテリ動作データの検知は、それぞれのバッテリ監視回路120によって行われる。更に、この方法は、ステップ704において、各バッテリ監視回路120から、それぞれのバッテリ100/200についてのバッテリ動作データをリモート・デバイス414にワイヤレスで送信するステップを含むことができる。更に、この方法は、ステップ706において、複数のバッテリにおける各バッテリ100/200についての設計特性または動作特性を、リモート・デバイス414において受信するステップを含むことができる。更に、この方法は、ステップ708において、リモート・デバイス414によって、各バッテリ監視回路120から受信したバッテリ動作データを、複数のバッテリにおけるバッテリ100/200の内2つ以上のバッテリまたは集合体間において同時期に得られたバッテリ動作データおよび/または過去のバッテリ動作データの比較を可能にするフォーマットで記録する(log)ステップを含むことができる。更に、この方法は、ステップ710において、リモート・デバイス414によって、第1バッテリ100/200のバッテリ動作データを複数のバッテリにおける他のバッテリのバッテリ動作データと比較することによって、複数のバッテリにおける第1バッテリ100/200の状態を、第1バッテリ100/200のバッテリ動作データの関数として評価するステップを含むことができる。
[00128] 実施形態例では、タクシーの車隊全てが同じ製造業者、モデル、およびサイズの始動バッテリを利用する。バッテリ動作履歴およびバッテリ・クランク行列の分析から、集合体内にあるバッテリを、来たるべき(予測された)過度に寒い気象期間において満足に動作するそれらの能力について、格付けすることができる。このような分析に基づいて、予測された寒中において信頼性がないおそれがあるバッテリが搭載された車両に対して、エンジンを切って始動しないリスクを負うのではなく、寒冷期中には車両をアイドリング状態に維持するように通知を出すことができる。この実務(practice)は、冬の間全ての車両に実施することができるが、この実施形態例では、車隊における全ての車両をアイドリングする費用を避け、能力が低いバッテリが搭載された車両だけをアイドリングする。
[00129] 更に他の実施形態では、外生データを利用するステップは、バッテリ温度データを、複数のバッテリにおけるバッテリ100/200の集合体の物理位置と関連付けられた地域気象データと相関付けて、バッテリ100/200の集合体の性能に対する地域気象状態の影響を識別する出力を生成し、その物理位置についての気象予想情報を利用して、バッテリの集合体の今後の性能を予測するステップを含む。
[00130] 更に他の実施形態では、バッテリの集合体を保存用途において運用される(operate)。保存用途では、セルラ無線基地局についての履歴通話量情報を含むことができる外生データを利用する。更に、外生データを利用するステップは、バッテリ動作データを外生データと相関付けることによって、バッテリの集合体の要求残存時間を予測するステップを含み、相関付けは、バッテリの集合体における各バッテリ100/200についてのバッテリ動作データと、セルラ無線基地局についての履歴通話量と、セルラ無線基地局に対して過去に多量の通話量を発生させた状態の到来とを利用して、セルラ無線基地局における通話量の、バッテリの集合体の性能要件に対する、影響を識別する出力を生成する。
[00131] 更に他の実施形態では、例示的な方法は、バッテリ動作データを外生データと比較するステップと、温度データを、バッテリまたはバッテリの集合体における複数のモノブロックの内1つ以上の物理位置と関連付けられた地域気象データと相関付けて、特定のバッテリまたはバッテリ集合体の性能に対する地域気象状態の影響を識別する出力を生成し、地域気象外生データの予測に基づいて性能を予測するステップとを含む。
[00132] 更に他の実施形態では、例示的な方法は、バッテリ動作データを外生データと比較するステップを含み、この場合、外生データは電気利用データおよびグリッド・データである。この方法は、バッテリ100/200またはバッテリの集合体における複数のモノブロックの内1つ以上の内部温度および電圧を、電気利用データおよびグリッド・データと相関付け、特定のモノブロック、バッテリ100/200、またはバッテリ集合体の性能要求に対するパワー・グリッド状態の影響を識別する出力を生成し、このような外生データの予測に基づいてバッテリの性能を予測するステップを含む。
[00133] 更に他の実施形態では、バッテリの集合体からのバッテリ動作データを外生データと比較するステップは、バッテリの集合体におけるバッテリ内にある複数のモノブロックの内1つ以上の内部温度および電圧を、履歴通話量および過去に多量の通話量を発生した状態の到来と相関付けて、バッテリ集合体の性能に対する通話量の影響を識別する出力を生成し、このような外生データの予測に基づいてバッテリ集合体の性能を予測するステップを含む。
[00134] 更に他の実施形態では、リモート・デバイス414が、1つよりも多い地理的に分散されたバッテリに対して、同時期に得られた電圧および同時期に得られた温度データを格納するように構成されてもよい。
[00135] 更に他の実施形態では、バッテリが地理的に分散される。
[00136] 更に他の実施形態では、例示的な方法は、リモート・デバイス414において、外生データを受信するステップであって、外生データがバッテリ集合体に関する、ステップと、リモート・デバイス414において、バッテリ集合体を構成する複数のモノブロックの内1つ以上の物理的に内部にある、または外部に配線されたバッテリ監視回路120を使用して、バッテリ内部にある複数のモノブロックの内1つ以上についての内部温度および電圧を受信するステップと、リモート・デバイス414によって、受信した測定値に基づいて、バッテリ集合体の温度パラメータを判定するステップと、リモート・デバイス414によって、受信した測定値に基づいて、予測電圧パラメータを判定するステップと、リモート・デバイス414によって、バッテリの状態を内部温度および電圧の関数として評価するステップでとを含む。バッテリの状態を判定するステップは、バッテリ集合体からのバッテリ動作データを比較するステップを含む。
[00137] 実施形態例では、複数のモノブロックから成るバッテリが保存用途に運用される。複数のモノブロックが、並列に接続された4つのモノブロックの4列の直列(合計16個のモノブロック)に配列される。バッテリ動作履歴を使用して、モノブロックの各々に生じた電圧および温度極限(extreme)を同じ時点において比較し、モノブロックのいずれかの放電時に、モノブロックのバランス(balance)よりも低い電圧が発生したか否か、またはモノブロックのバランスよりも短い時間で充電電圧の最上位に達したか否か判定し、その容量が、バッテリにおける他のモノブロック未満に低下したことを示す。更に、正常に機能しないモノブロックの温度履歴を分析して、容量低下が、正常に機能しないモノブロックとバッテリにおける残りのモノブロックとの間における長期温度差の結果であったか否か判定することができる。更に、温度差が存在する場合、正常に機能しないバッテリの温度に対する周囲温度の影響を分析して、温度偏差が環境条件の結果か、または電気的条件の結果か否か判定することができる。
[00138] 実施形態例では、バッテリの動作を評価するシステムを提供する。このシステムは、バッテリの端子に接続可能なバッテリ監視回路120と、バッテリ監視回路120と通信接続するリモート・デバイス414とを備えることができ、バッテリ監視回路120は、バッテリについての温度および電圧情報を測定し、この温度および電圧情報をリモート・デバイス414にワイヤレスで送信し、リモート・デバイス414は、バッテリと関連付けられた外生データを受信し、リモート・デバイス414は、バッテリの状態を、(i)温度および電圧情報、および(ii)外生データの関数として評価する。
[00139] 実施形態例では、1つのバッテリ100/200の内部にある1つ以上のモノブロックから得られたバッテリ動作データを、他のバッテリからの同様のデータと比較する方法を開示する。この方法は、バッテリを構成する複数のモノブロックの内の1つ以上の各々の物理的に内部にある、または外部に取り付けられたバッテリ監視回路120を使用して、バッテリの内部にある複数のモノブロックの内1つ以上について内部温度および電圧を検知するステップと、複数のモノブロックの内1つ以上の各々について検知した内部温度および電圧を含むデータを、バッテリ監視回路からリモート・デバイス414(ローカルに配置された、または離れたところに配置された)にワイヤレスで送信するステップであって、複数のモノブロックの内1つ以上から受信されたデータが、集合的に、バッテリ動作データを構成する、ステップと、リモート・デバイス414において、他のバッテリから他のバッテリ動作データを受信するステップと、バッテリ100/200および他のバッテリについての設計または動作特性を受信するステップと、1つ以上のモノブロック、バッテリ100/200、およびバッテリの集合体間において同時期に得られたデータおよび/または履歴データの比較を可能にするフォーマットで、バッテリ動作データを記録するステップと、リモート・デバイス414内部において、バッテリ100/200からのバッテリ動作データを、他のバッテリからのバッテリ動作データと比較して、バッテリ性能を評価するステップと、バッテリ100/200の状態を、内部温度および電圧の関数として評価するステップとを含むことができる。バッテリ100/200の状態を判定するステップは、バッテリ100/200からのバッテリ動作データを比較するステップを含む。
[00140] 実施形態例では、同様の用途で運用されるが環境的に様々な場所に配置され、異なる製造業者からのバッテリを利用する、同様のサイズおよびパワーのフォークリフト・トラックについてバッテリ動作データを収集し、型番、容量、および製造日を含むデータは、製造業者には分かっている。バッテリ動作履歴を使用して、各用途におけるバッテリの性能を、動作時間、放電の深さ、充電時間というような要因について分析する。1年の期間または最終的な結果を出す(develop)には十分な任意の期間にわたるこれらの分析を使用して、異なる製造業者からのバッテリの性能を、同様の用途および同様の環境において比較して、どの製造業者、バッテリ・モデル、および容量が、その特定の環境において最良の性能を発揮するか判定する。この分析は、複数の環境(例えば、暑い砂漠気候において温調されない倉庫と冷蔵食品倉庫との比較)に対して行い、異なる環境毎に最良のバッテリ製造業者を判定することができる。
[00141] 更に他の実施形態では、例示的な方法は、第1バッテリ100/200の履歴バッテリ動作データ、および複数のバッテリにおける他のバッテリ100/200の履歴バッテリ動作データを評価するステップを含み、第1バッテリ100/200および複数のバッテリにおける他のバッテリ100/200は、同様の設計または異なる設計、環境、あるいは動作を有する。
[00142] 更に他の実施形態では、例示的な方法は、今後の動作状態において予期される変動と相関付けられた、対象のバッテリの履歴バッテリ動作データに基づいて、バッテリ100/200の性能を予測するステップを含む。
[00143] 更に他の実施形態では、例示的な方法は、第1バッテリ100/200が残余寿命の間に受けるバッテリ用途環境の過去の動作要件と相関付けられた第1バッテリの履歴バッテリ動作データに基づいて、バッテリ100/200の残余寿命を予測するステップを含む。
[00144] 更に他の実施形態では、例示的な方法は、対象のバッテリ100/200と同様の動作要件を有する用途における他のバッテリの履歴バッテリ動作データに基づいて、バッテリ100/200の残余寿命を予測するステップを含む。
[00145] 更に他の実施形態では、本システムは、複数のバッテリにおける他のバッテリ100/200が、第1バッテリが残余寿命の間に利用される用途と同様の動作要件を有する用途において利用されたときの、このような他のバッテリ100/200の履歴バッテリ動作データに基づいて、第1バッテリ100/200の残余寿命を予測することができる。
[00146] 更に他の実施形態では、例示的な方法は、リモート・デバイス414においてそして周期的に、第1バッテリ100/200上のバッテリ監視回路120から追加のバッテリ動作データを受信するステップであって、追加のバッテリ動作データが、追加のクランク・サイクル中における第1バッテリ100/200の温度または第1バッテリの電圧を示す、ステップと、リモート・デバイス414によって、追加のバッテリ動作データから第1バッテリの状態変化を判定するステップとを含む。
[00147] 更に他の実施形態では、第1バッテリ100/200のバッテリ動作データ、および第1バッテリ100/200のバッテリ動作履歴を利用して、選択された時間期間について、第1バッテリ100/200がどのように動作したか、および第1バッテリ100/200が複数のバッテリにおける1つ以上の他のバッテリ100/200と共に保持されていた社会を評価する。
[00148] 更に他の実施形態では、第1バッテリの状態に基づいて、第1バッテリを新たなバッテリと交換する必要があるか否か判定するステップ、または第1バッテリを複数のバッテリの内他のものと交換するステップ、またはリモート・デバイス414から第1バッテリ100/200の所有者に、第1バッテリ100/200の状態に関する通知を送るステップを含む。
[00149] 更に他の実施形態では、バッテリ監視回路120は、第1バッテリ100/200の完全に外側に配置され、第1バッテリ100/200の正端子201および負端子202に配線される。
[00150] 更に他の実施形態では、バッテリの各集合体の残余寿命を、このバッテリ集合体の用途環境の過去の動作要件(historic operating requirements)と相関付けられたバッテリ集合体の履歴バッテリ動作データに基づいて、予測することができる。
[00151] 更に他の実施形態では、バッテリの集合体からのバッテリ動作データを外生データと比較するステップは、バッテリの集合体におけるバッテリ内にある複数のモノブロックの内1つ以上の内部温度および電圧を、履歴通話量、および過去に多量の通話量を発生した状態の到来と相関付けて、バッテリ集合体の性能に対する通話量の影響を識別する出力を生成するステップと、このような外生データの予測に基づいてバッテリ集合体の性能を予測するステップとを含む。
[00152] 実施形態例では、第1バッテリ集合体における各バッテリについてのバッテリ動作データを利用し、第2バッテリ集合体における各バッテリについてのバッテリ動作データを利用する方法を提供する。この方法は、第1バッテリ集合体および第2バッテリ集合体における各バッテリについて、バッテリの温度およびバッテリの電圧(纏めて、各バッテリについての「バッテリ動作データ」)を検知するステップであって、各バッテリが、その内部に埋め込まれたまたはそれに取り付けられたそれぞれのバッテリ監視回路120を有し、各バッテリについてのバッテリ動作データの検知が、それぞれのバッテリ監視回路120によって行われる、ステップと、各バッテリ監視回路120から、それぞれのバッテリについてのバッテリ動作データをリモート・デバイス414にワイヤレスで送信するステップと、リモート・デバイス414において、第1バッテリ集合体および第2バッテリ集合体における各バッテリについて設計特性を受信するステップと、リモート・デバイス414によって、各バッテリ監視回路120から受信したバッテリ動作データを、第1バッテリ集合体と第2バッテリ集合体との間における同時期に得られたバッテリ動作データおよび/または過去のバッテリ動作データの比較を可能にするフォーマットで記録するステップと、リモート・デバイス414によって、第1バッテリ集合体のバッテリ動作データを第2バッテリ集合体のバッテリ動作データと比較することによって、第1バッテリ集合体の性能を評価するステップとを含むことができる。
[00153] 更に他の実施形態では、第1バッテリ集合体を保存用途で運用し、第1バッテリ集合体の性能を評価するステップが、セルラ無線基地局についての履歴通話量情報を利用するステップを含み、セルラ無線基地局に対して多量の通話量を過去に発生した状態の到来についての情報を利用して、セルラ無線基地局における通話量の第1バッテリ集合体の性能要件に対する影響を識別する出力を生成する。
[00154] 実施形態例では、第1バッテリの動作を評価するシステムを提供する。このシステムは、第1バッテリの端子に接続可能なバッテリ監視回路120と、バッテリ監視回路120と通信接続するリモート・デバイス414とを備えることができる。バッテリ監視回路120は、第1バッテリについての温度および電圧情報を測定し、この温度および電圧情報をリモート・デバイス414にワイヤレスで送信する。リモート・デバイス414は、複数の他のバッテリと関連付けられた温度および電圧情報を受信し、リモート・デバイス414は、第1バッテリの状態を、(i)第1バッテリの温度および電圧情報、ならびに(ii)複数の他のバッテリの温度および電圧情報の関数として評価する。
[00155] 更に他の実施形態では、リモート・デバイス414は、第1バッテリと共通の用途に配備された、第1バッテリと共通の場所に配備された、第1バッテリと共通の時間に設置された、または第1バッテリと共通の製造業者によって製造された、複数の他のバッテリの各々について識別情報を格納するように構成される。
[00156] 更に他の実施形態では、リモート・デバイス414は、第1バッテリとは異なる用途に配備された、第1バッテリとは異なる場所に配備された、第1バッテリとは異なる時間に設置された、または第1バッテリとは異なる製造業者によって製造された、複数の他のバッテリの各々について識別情報を格納するように構成される。
[00157] 更に他の実施形態では、バッテリ監視回路120は、第1バッテリ100/200についての動作履歴を格納する。
[00158] 更に他の実施形態では、動作履歴はバッテリ動作履歴行列450に格納される。バッテリ動作履歴行列450は、複数の列であって、各列が第1バッテリの電圧範囲を表す、複数の列と、複数の行であって、各行が第1バッテリの温度範囲を表す、複数の行とを含んでもよく、バッテリ動作履歴行列のセルにおける数値が、そのセルが表す前記電圧範囲および温度範囲に対応する特定の状態に、第1バッテリがあった累積時間量を表す。
[00159] 実施形態例では、システムは、バッテリ監視回路120と、リモート・デバイス414と、リモート・デバイス414と通信する記憶デバイスとを備える。記憶デバイスは、命令を格納し、この命令がリモート・デバイス414上で実行されると、バッテリを構成する複数のモノブロックの内1つ以上の物理的に内部にある、または外部に配線されたバッテリ監視回路120を使用して、バッテリの集合における各バッテリ内にある複数のモノブロックの内1つ以上について内部温度および電圧を検知する動作と、複数のモノブロックの内1つ以上について検知した内部温度および電圧を含むデータを、バッテリ監視回路からリモート・デバイス414(ローカルに配置されたまたは離れて配置された)にワイヤレスで送信する動作であって、各バッテリ内にある複数のモノブロックの内1つ以上から受信したモノブロック・データが、集合的に、バッテリ動作データを含む、動作と、リモート・デバイス414において外生データを受信する動作と、リモート・デバイス414内部において、対象のバッテリ集合体からのバッテリ動作データを他のバッテリからのバッテリ動作データと比較してバッテリ性能を評価することによって、バッテリの状態を、内部温度および電圧の関数として評価する動作を記憶デバイスに実行させる。
[00160] 更に他の実施形態では、このシステムは、更に、センサを備え、このセンサは、バッテリ内部にある複数のモノブロックの内1つ以上について内部温度および電圧を検出する。
[00161] 更に他の実施形態では、リモート・デバイス414が、バッテリと電気的に関連付けられた追加のバッテリの識別情報を格納するように構成されてもよい。
[00162] 更に他の実施形態では、外生データは、バッテリの位置における周囲温度、この位置における周囲湿度、この位置における周囲気温、またはこの位置における周囲気圧の内少なくとも1つを含む。
[00163] 更に他の実施形態では、このシステムは、電圧センサ130と温度センサ140とを備え、温度センサ140は、バッテリ100/200内部にある複数のモノブロックの内1つ以上について、内部温度を検出し、電圧センサ130は内部電圧を検出する。
[00164] 種々の実施形態によれば、システム400(またはその中にあるコンポーネント)は、バッテリ100/200の残余寿命、またはバッテリがその有効寿命(useful life)の終了に到達したか否か判定することができる。バッテリがその寿命の終了に達したか否かは、バッテリのフロート寿命(float life)およびサイクル寿命に基づいて判定される。フロート寿命およびサイクル寿命は、電圧、温度、およびバッテリが稼働していた時間長に基づいて計算される。
[00165] 実施形態例では、バッテリがその耐用年数(service life)の終了に達する前の残余時間、即ち、寿命末期点以前に見られるよりもかなり速い速度でバッテリ容量が減少することが予測されるよりも前の残余時間を計算することができる。実施形態例では、リモート・デバイスは、バッテリの設置時点におけるデータを受信するように構成されてもよい。このようなデータは、25°Cでフロート・モードにおけるバッテリ・モジュールのバッテリ製造業者の設計フロート寿命(「PDFLOAT」)、およびバッテリ・モジュールの設計サイクル寿命(「PDCTO」)を含んでもよい。ここで、フロート・モードは、バッテリが電源システムに接続され、バッテリがその最大(充電上限)(top-of-charge) 電圧、最大充電、またはその付近まで充電したときとして、定義される。
[00166] 実施形態例では、残余寿命に対する放電の影響を、リモート・デバイスによって、バッテリについて計算することができる。リモート・デバイスは、バッテリが設定された時間期間にわたってフロート・モードにあり、バッテリが最小時間期間に連続的に放電されると判断する。放電の終了時に測定された電圧および温度を使用して、バッテリの消費放電寿命(battery discharge life consumed)に対する放電の影響(「ΔRTCTO」)を、リモート・デバイスによって計算することができる。次いで、リモート・デバイスは、ΔRTCTOの値をバッテリ放電残余寿命(battery discharge life remaining)(「ΔLIFE」)の端数(fraction)に変換することができる。リモート・デバイスは、バッテリが十分な長さのバッテリ・フロート動作期間にわたって動作した後、および/または十分な回数の放電を行った後に、残余寿命(「LIFEPDR」)の新たな値を計算し、バッテリのフロート寿命またはそのサイクル寿命の一方または双方の測定可能な部分を消費することができる。実施形態例によれば、リモート・デバイスは LIFEPDRの値を計算することができる。
[00167] 本開示の原理は、他の出願において開示された原理と組み合わせること、および/または他の出願において開示された原理と併せて利用することもできる。例えば、本開示の原理は、2018年7月26日に出願され、"BATTERY WITH INTERNAL MONITORING SYSTEM"(内部監視システムを有するバッテリ)と題する米国特許出願第16/046,777号、2018年7月26日に出願され、"ENERGY STORAGE DEVICE, SYSTEMS AND METHODS FOR MONITORING AND PERFORMING DIAGNOSTICS ON BATTERIES"(バッテリを監視しバッテリの診断を実行するエネルギ貯蔵デバイス、システム、および方法)と題する米国特許出願第16/046,727号、2018年7月26日に出願され、"SYSTEMS AND METHODS FOR DETERMINING A STATE OF CHARGE OF A DISCONNECTED BATTERY"(切断されたバッテリの充電状態を判定するシステムおよび方法)と題する米国特許出願第16/046,883号、2018年7月26日に出願され、"SYSTEMS AND METHODS FOR UTILIZING BATTERY OPERATING DATA"(バッテリ動作データを利用するシステムおよび方法)と題する米国特許出願第16/046,671号、2018年7月26日に出願され、"SYSTEMS AND METHODS FOR UTILIZING BATTERY OPERATING DATA AND EXOGENOUS DATA"(バッテリ動作データおよび外生データを利用するシステムおよび方法)と題する米国特許出願第16/046,709号、2018年7月26日に出願され、"SYSTEMS AND METHODS FOR DETERMINING CRANK HEALTH OF A BATTERY"(バッテリのクランク・ヘルスを判定するシステムおよび方法)と題する米国特許出願第16/046,747号、2018年7月26日に出願され、"SYSTEMS AND METHODS FOR DETERMINING A RESERVE TIME OF A MONOBLOC"(モノブロックの保存時間を判定するシステムおよび方法)と題する米国特許出願第16/046,774号、2018年7月26日に出願され、"SYSTEMS AND METHODS FOR DETERMINING AN OPERATING MODE OF A BATTERY"(バッテリの動作モードを判定するシステムおよび方法)と題する米国特許出願第16/046,687号、2018年7月26日に出願され、”SYSTEMS AND METHODS FOR DETERMINING A STATE OF CHARGE OF A BATTERY"(バッテリの充電状態を判定するシステムおよび方法)と題する米国特許出願第16/046,811号、2018年7月26日に出願され、”SYSTEMS AND METHODS FOR MONITORING AND PRESENTING BATTERY INFORMATION"(バッテリ情報を監視し提示するシステムおよび方法)と題する米国特許出願第16/046,792号、2018年7月26日に出願され、"SYSTEMS AND METHODS FOR DETERMINING A HEALTH STATUS OF A MONOBLOC"(モノブロックの健全性ステータスを判定するシステムおよび方法)と題する米国特許出願第16/046,737号、2018年7月26日に出願され、”SYSTEMS AND METHODS FOR DETECTING BATTERY THEFT"(バッテリ盗難を検出するシステムおよび方法)と題する米国特許出願第16/046,773号、2018年7月26日に出願され、”SYSTEMS AND METHODS FOR DETECTING THERMAL RUNAWAY OF A BATTERY"(バッテリの熱暴走を検出するシステムおよび方法)と題する米国特許出願第16/046,791号、および2018年7月26日に出願され、”OPERATING CONDITIONS INFORMATION SYSTEM FOR AN ENERGY STORAGE DEVICE"(エネルギ蓄積デバイスの動作状態情報システム)と題する米国特許出願第16/046,855号において開示された原理と組み合わされてもよい。以上の出願をここで引用したことにより、各々の内容が本願にも含まれるものとする。
[00168] 本開示について説明するにあたり、以下の用語を使用する。単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈上そうでないことが明らかでない限り、複数の指示物も含む。つまり、例えば、1つの品目に対する引用は、1つ以上の品目に対する引用も含む。「もの」(ones)という用語は、1つ、2つ、またはそれ以上を指し、一般に数量のいずれかまたは全ての選択に適用される。「複数」という用語は2つ以上のある品目を指す。「約」(about)という用語は、量、寸法、サイズ、式(formulation)、パラメータ、形状、および正確である必要がない他の特性を意味するが、所望通りに、近似されても、および/またはもっと大きくても小さくてもよく、容認可能な許容度、変換係数、丸め、測定誤差等、更には当業者には周知の他の要因を反映する。「実質的に」(substantially)という用語は、記載される特性、パラメータ、または値が正確に達成される必要はないが、例えば、許容度、測定誤差、測定精度限度、および当業者には周知の他の要因を含む偏差あるいはばらつきが、その特性が提示することを意図した効果を除外しない量で発生してもよいことを意味する。数値データは、本明細書では、範囲の書式で表現または提示されることがある。尚、このような範囲の書式は、単に利便性および簡潔性のために使用されるに過ぎず、したがって範囲の限度として明示的に記載される数値だけでなく、個々の数値の全て、またはその範囲内に包含される細分範囲(sub-range)も、各数値および細分範囲が明示的に記載されたかのように、含むように解釈される数値も含むように、柔軟に解釈されてしかるべきであることは理解されるはずである。一例として、「約1から5」の数値範囲は、約1から約5までの明示的に記載された値だけでなく、示された範囲内にある個々の値および細分範囲も含むように解釈されてしかるべきである。つまり、この数値範囲に含まれるのは、2、3、および4のような個々の値、そして1〜3、2〜4、および3〜5等のような細分範囲である。この同じ原理は、1つの数値のみを記載する範囲(例えば、「約1よりも大きい」)にも該当し、記載される範囲または特性の広さに関係なく、該当して当然である。複数の品目は、便宜上共通リストに提示されることもある。しかしながら、これらのリストは、このリストの各構成物が別個で一意の構成物として個々に識別されるかの如く解釈されてしかるべきである。つまり、このようなリストの個々の構成物は、反対の指示がなくそれらが共通グループ内に存在することのみに基づいて、同じリストの他のいずれかの構成物の事実上の等価物であると解釈してはならない。更に、「および」(and)および「また」(or)という用語が、品目のリストと共に使用される場合、列挙された品目の内任意の1つ以上が単独で使用されても、または他の列挙された品目と組み合わせて使用されてもよいというように、広く解釈されるものとする。「あるいは」(alternatively)という用語は、文脈上そうでないことが明らかでない限り、2つ以上の選択肢からの1つの選択を意味し、列挙された選択肢のみに選択を限定することを意図するのではなく、列挙された選択肢から一度に1つだけの選択に限定することに意図するのでもない。
[00169] 尚、本明細書において図示および説明した特定の実施態様は、例示であり、そうではなくて本開示の範囲を限定することは全く意図していないことは認められてしかるべきである。更に、本明細書に含まれる種々の図において示される接続線は、例示的な機能関係および/または種々の要素間の物理的結合を表すことを意図している。尚、多くの代わりのまたは追加の機能関係あるいは物理的接続が実際のデバイスまたはシステムに存在してもよいことは、注記してしかるべきである。
[00170] しかしながら、詳細な説明および具体的な例は、例示的な実施形態を示すが、限定ではなく、例示の目的にのみ与えられることは理解されてしかるべきである。本開示の範囲内に入る多くの変更および修正が、本開示の主旨から逸脱することなく、行われてもよく、本開示の範囲はこのような修正の全てを含む。以下の請求項における全ての要素の対応する構造、材料、アクト、および均等物は、特定して特許請求される通りに、他の特許請求される要素と組み合わせて、その機能を実行するためのあらゆる構造、材料、またはアクトを含むことを意図している。範囲は、添付する請求項およびそれらの法的均等物によって決定されてしかるべきであり、以上で示した例によって決定されるのではない。例えば、いずれかの方法の請求項において記載される動作は、任意の順序で実行されてもよく、請求項において提示される順序に限定されるのではない。更に、本明細書において特定して「重要である」(critical)または「必須である」(essential)と記載されていなければ、いずれの要素も必須ではない。
[00171] 更に、「A、B、およびCの内少なくとも1つ」または「A、B、またはCの内少なくとも1つ」と同様の語句が特許請求の範囲または明細書において使用される場合、実施形態においてAだけが存在してもよいこと、実施形態においてBだけが存在してもよいこと、実施形態においてCだけが存在してもよいこと、あるいは要素A、B、およびCの任意の組み合わせが1つの実施形態において存在してもよいこと、例えば、AおよびB、AおよびC、BおよびC、ならびにAおよびBおよびCが存在してもよいことを意味するように、この語句が解釈されることを意図している。

Claims (20)

  1. バッテリの動作を評価する方法であって、前記方法が、前記バッテリについてのバッテリ動作データを利用し、複数の他のバッテリについてのバッテリ動作データを利用し、前記方法が、
    a.複数のバッテリにおける各バッテリについて、当該バッテリの温度および当該バッテリの電圧(纏めて、各バッテリについての「バッテリ動作データ」)を検知するステップであって、各バッテリがその内部に埋め込まれたまたはそれに取り付けられたそれぞれのバッテリ監視回路を有し、各バッテリについての前記バッテリ動作データの検知が、前記それぞれのバッテリ監視回路によって実行される、ステップと、
    b.各バッテリ監視回路から、前記それぞれのバッテリについての前記バッテリ動作データをリモート・デバイスにワイヤレスで送信するステップと、
    c.前記リモート・デバイスにおいて、前記複数のバッテリにおける各バッテリについての設計特性または動作特性を受信するステップと、
    d.前記リモート・デバイスによって、各バッテリ監視回路から受信した前記バッテリ動作データを、前記複数のバッテリにおける2つ以上のバッテリまたはバッテリの集合体間における、同時期に得られたバッテリ動作データおよび/または過去のバッテリ動作データの比較を可能にするフォーマットで記録するステップと、
    e.前記リモート・デバイスによって、前記第1バッテリの前記バッテリ動作データを前記複数のバッテリにおける他のデータの前記バッテリ動作データと比較することによって、前記複数のバッテリにおける第1バッテリの状態を、前記第1バッテリの前記バッテリ動作データの関数として評価するステップと、
    を含む、方法。
  2. 請求項1記載の方法において、前記バッテリの状態が、前記第1バッテリの履歴バッテリ動作データと、前記複数のバッテリにおける他のバッテリの履歴バッテリ動作データとを利用することによって評価され、前記第1バッテリおよび前記複数のバッテリにおける他のバッテリが、同様の設計または異なる設計、環境、または動作を有する、方法。
  3. 請求項1記載の方法であって、更に、前記リモート・デバイスによって、前記第1バッテリの今後の動作状態において予期される変動と相関付けられた前記第1バッテリの履歴バッテリ動作データに基づいて、前記第1バッテリの今後の性能を予測するステップを含む、方法。
  4. 請求項1記載の方法であって、更に、前記リモート・デバイスによって、第1バッテリが残余寿命の間に受けるバッテリ用途環境の過去の動作要件と相関付けられた、前記第1バッテリのバッテリ・フロート寿命消費量およびバッテリ・サイクル寿命消費量の履歴バッテリ動作データを含む、前記第1バッテリの履歴バッテリ動作データに基づいて、前記第1バッテリの残余寿命を予測するステップを含む、方法。
  5. 請求項1記載の方法であって、更に、前記リモート・デバイスによって、前記複数のバッテリにおける他のバッテリが同様の動作要件を有する用途において利用されたときのこのような他のバッテリの履歴バッテリ動作データに基づいて、前記第1バッテリの残余寿命を予測するステップを含み、前記履歴バッテリ動作データが、消費されたバッテリ・フロート寿命の量と、消費されたバッテリ・サイクル寿命の量とを含む、方法。
  6. 請求項1記載の方法であって、更に、
    a.前記リモート・バッテリにおいてそして周期的に、前記第1バッテリ上の前記バッテリ監視回路から追加のバッテリ動作データを受信するステップであって、前記追加のバッテリ動作データが、追加のクランク・サイクル中における前記第1バッテリの温度または前記第1バッテリの電圧を示す、ステップと、
    b.前記リモート・デバイスによって、前記追加のバッテリ動作データから、前記第1バッテリの状態変化を判定するステップとを含む、方法。
  7. 請求項1記載の方法であって、更に、前記第1バッテリのバッテリ動作データおよび前記第1バッテリのバッテリ動作履歴を利用して、選択された時間期間において、
    a.前記第1バッテリがどのように動作したか、および
    b.前記第1バッテリが、前記複数のバッテリにおける1つ以上の他のバッテリと共に保持されている社会、
    を評価するステップを含む、方法。
  8. 請求項1記載の方法において、各バッテリ監視回路が、
    a.前記関連するバッテリの正端子と負端子との間における電圧を監視するために、前記関連するバッテリに電気的に接続可能な電圧センサと、
    b.前記関連するバッテリの温度を監視する温度センサと、
    c.前記電圧センサから監視電圧信号を受け、前記温度センサから監視温度信号を受け、前記監視電圧信号および前記監視温度信号を処理し、前記関連するバッテリについての電圧データおよび前記関連するバッテリについての温度データを、前記監視電圧信号および前記監視温度信号に基づいて生成するプロセッサと、
    d.前記電圧データおよび前記温度データを格納するメモリと、
    e.アンテナと、
    f.前記電圧データおよび前記温度データをリモート・デバイスに伝達する送信機であって、前記バッテリ監視回路が前記バッテリ動作データを、前記アンテナを通じて、前記リモート・デバイスにワイヤレスで送信する、送信機と、
    を含む、方法。
  9. 請求項1記載の方法であって、更に、前記第1バッテリの状態に基づいて、
    a.前記第1バッテリを新たなバッテリと交換するステップ、
    b.前記第1バッテリを前記複数のバッテリの内他のものと交換するステップ、または
    c.前記リモート・デバイスから前記第1バッテリの所有者に、前記第1バッテリの状態に関する通知を送るステップ、
    を含む、方法。
  10. 請求項1記載の方法において、前記バッテリ監視回路が電流センサを含まず、前記第1バッテリの状態を評価するステップが、前記第1バッテリについての電流情報を利用するステップを含まない、方法。
  11. 請求項10記載の方法において、前記バッテリ監視回路が全体的に前記第1バッテリの外側に配置され、前記第1バッテリの正端子および負端子に配線される、方法。
  12. 請求項1記載の方法において、前記第1バッテリ、および前記複数のバッテリにおける他のバッテリが、共通の用途および/または物理位置において利用される、方法。
  13. 第1バッテリ集合体の動作を評価する方法であって、前記方法が、前記第1バッテリ集合体における各バッテリについてのバッテリ動作データを利用し、第2バッテリ集合体における各バッテリについてのバッテリ動作データを利用し、前記方法が、
    a.前記第1バッテリ集合体および前記第2バッテリ集合体における各バッテリについて、当該バッテリの温度および当該バッテリの電圧(纏めて、各バッテリについての「バッテリ動作データ」という。)を検知するステップであって、各バッテリがその内部に埋め込まれたまたはそれに取り付けられたそれぞれのバッテリ監視回路を有し、各バッテリについての前記バッテリ動作データの検知が、前記それぞれのバッテリ監視回路によって実行される、ステップと、
    b.各バッテリ監視回路から、前記それぞれのバッテリについての前記バッテリ動作データをリモート・デバイスにワイヤレスで送信するステップと、
    c.前記リモート・デバイスにおいて、前記第1バッテリ集合体および前記第2バッテリ集合体における各バッテリについての設計特性を受信するステップと、
    d.前記リモート・デバイスによって、各バッテリ監視回路から受信した前記バッテリ動作データを、前記第1バッテリ集合体と前記第2バッテリ集合体との間における、同時期に得られたバッテリ動作データおよび/または過去のバッテリ動作データの比較を可能にするフォーマットで記録するステップと、
    e.前記リモート・デバイスによって、前記第1バッテリ集合体の前記バッテリ動作データを前記第2バッテリ集合体の前記バッテリ動作データと比較することによって、前記第1バッテリ集合体の性能を評価するステップと、
    を含む、方法。
  14. 請求項13記載の方法において、前記第1バッテリ集合体が保存用途において運用され、前記第1バッテリ集合体の性能を評価するステップが、セルラ無線基地局についての履歴通話量情報を利用するステップを含み、前記セルラ無線基地局に対して多量の通話量を過去に発生した状態の到来についての情報を利用して、前記第1バッテリ集合体の性能要件に対する前記セルラ無線基地局における通話量の影響を識別する出力を生成する、方法。
  15. 請求項13記載の方法であって、更に、前記リモート・デバイスにおいて、前記第1バッテリ集合体および前記第2バッテリ集合体における各バッテリについての動作特性を受信するステップを含む、方法。
  16. 第1バッテリの動作を評価するシステムであって、
    a.前記第1バッテリの端子に接続可能なバッテリ監視回路と、
    b.前記バッテリ監視回路と通信接続するリモート・デバイスと、
    を備え、前記バッテリ監視回路が、前記第1バッテリについての温度および電圧情報を測定し、前記温度および電圧情報を前記リモート・デバイスにワイヤレスで送信し、前記リモート・デバイスが、複数の他のバッテリと関連付けられた温度および電圧情報を受信し、前記リモート・デバイスが、前記第1バッテリの状態を、(i)前記第1バッテリの温度および電圧情報、ならびに(ii)前記複数の他のバッテリの温度および電圧情報の関数として評価する、システム。
  17. 請求項16記載のシステムにおいて、前記リモート・デバイスが、
    a.前記第1バッテリと共通の用途に配備された、
    b.前記第1バッテリと共通の場所に配備された、
    c.前記第1バッテリと共通の時点に設置された、または
    d.前記第1バッテリと共通の製造業者によって製造された、
    前記複数の他のバッテリの各々についての識別情報を格納するように構成される、システム。
  18. 請求項16記載のシステムにおいて、前記リモート・デバイスが、
    a.前記第1バッテリとは異なる用途に配備された、
    b.前記第1バッテリとは異なる場所に配備された、
    c.前記第1バッテリとは異なる時点に設置された、または
    d.前記第1バッテリとは異なる製造業者によって製造された、
    前記複数の他のバッテリの各々についての識別情報を格納するように構成される、システム。
  19. 請求項16記載のシステムにおいて、前記バッテリ監視回路が、前記第1バッテリについての動作履歴を格納する、システム。
  20. 請求項19記載のシステムにおいて、前記動作履歴が、バッテリ動作履歴行列内に格納され、
    前記バッテリ動作履歴行列が、
    複数の列であって、各列が、前記第1バッテリの電圧範囲を表す、複数の列と、
    複数の行であって、各行が、前記第1バッテリの温度範囲を表す、複数の行と、
    を含み、前記バッテリ動作履歴行列のセルにおける数値が、そのセルが表す前記電圧範囲および温度範囲に対応する特定の状態に、前記第1バッテリがあった累積時間量を表す、システム。
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