KR102372336B1 - 에어로졸을 생성하는 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 가열하는 히터, 히터에 전력을 공급하고 배터리셀의 배터리 프로파일을 모니터링하는 배터리 모듈, 및 모니터링된 배터리 프로파일에 기초하여 사용자 퍼프를 검출하는 메인 컨트롤러를 포함한다.

Description

에어로졸을 생성하는 장치 및 방법 {Apparatus and method for generating aerosol}
에어로졸을 생성하는 장치 및 방법에 관한다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸이 생성되는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 궐련 또는 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
에어로졸을 생성하는 장치 및 방법을 제공하는데 있다. 해결하려는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
일 측면에 따르면, 에어로졸 생성 장치는 에어로졸을 생성하기 위하여 에어로졸 생성 물질을 가열하는 히터; 상기 히터가 상기 에어로졸의 생성을 위한 일정 범위의 온도로 가열되도록 상기 히터에 전력을 공급하는 배터리셀, 및 상기 배터리셀의 배터리 용량과 상기 배터리셀에서 소모된 전력량 또는 전류용량의 정보를 포함하는 배터리 프로파일을 모니터링하는 퓨얼 게이지(fuel gauge) 처리부를 포함하는 배터리 모듈; 및 상기 퓨얼 게이지 처리부로부터 상기 모니터링된 배터리 프로파일을 수신하고, 상기 배터리 프로파일에 기초하여 사용자 퍼프를 검출하는 메인 컨트롤러를 포함한다.
또한, 상기 메인 컨트롤러는 상기 배터리 프로파일에 포함된 상기 소모된 전력량 또는 전류용량에 관한 정보에 기초하여, 소정 전력량 또는 전류용량이 소모된 것으로 모니터링된 경우 상기 사용자 퍼프가 1회 수행된 것으로 판단한다.
또한, 상기 소정 전력량 또는 전류용량은 상기 사용자 퍼프에 의해 냉각된 상기 히터가 상기 일정 범위의 온도를 유지하도록 상기 히터의 온도 보상을 위해 필요한 전력량 또는 전류용량에 대응한다.
또한, 상기 메인 컨트롤러는 상기 배터리 모듈 내 상기 퓨얼 게이지 처리부를 통해 상기 배터리셀의 배터리 상태를 판단한다.
또한, 상기 퓨얼 게이지 처리부는 소정 기간마다 주기적으로 상기 배터리셀의 상기 배터리 용량과 상기 소모된 전력량 또는 전류용량을 모니터링함으로써 상기 배터리 프로파일을 생성하고, 상기 생성된 배터리 프로파일을 상기 메인 컨트롤러에 보고한다.
또한, 상기 배터리 모듈은 스마트 배터리 기술 또는 퓨얼 게이지 배터리 기술이 적용된 배터리 모듈에 해당한다.
또한, 상기 메인 컨트롤러는 미리 정의된 퍼프 횟수에 도달할 때까지, 상기 퓨얼 게이지 처리부로부터 수신된 상기 배터리 프로파일에 포함된 상기 소모된 전력량 또는 전류용량에 관한 정보에 기초하여 상기 사용자 퍼프를 검출한다.
다른 측면에 따르면, 에어로졸 생성 장치에서 사용자 퍼프를 검출하는 방법은 히터에서, 에어로졸을 생성하기 위하여 에어로졸 생성 물질을 가열하는 단계; 상기 히터가 상기 에어로졸의 생성을 위한 일정 범위의 온도로 가열되도록 배터리셀로부터 상기 히터로 전력을 공급하는 단계; 퓨얼 게이지 처리부에서, 상기 배터리셀의 배터리 용량과 상기 배터리셀에서 소모된 전력량 또는 전류용량의 정보를 포함하는 배터리 프로파일을 모니터링하는 단계; 메인 컨트롤러에서, 상기 퓨얼 게이지 처리부로부터 상기 모니터링된 배터리 프로파일을 수신하는 단계; 및 상기 메인 컨트롤러에서, 상기 배터리 프로파일에 기초하여 사용자 퍼프를 검출하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 사용자 퍼프를 검출하는 단계는 상기 배터리 프로파일에 포함된 상기 소모된 전력량 또는 전류용량에 관한 정보에 기초하여, 소정 전력량 또는 전류용량이 소모된 것으로 모니터링된 경우 상기 사용자 퍼프가 1회 수행된 것으로 판단한다.
또한, 상기 소정 전력량 또는 전류용량은 상기 사용자 퍼프에 의해 냉각된 상기 히터가 상기 일정 범위의 온도를 유지하도록 상기 히터의 온도 보상을 위해 필요한 전력량 또는 전류용량에 대응한다.
상기된 바에 따르면, 스마트 배터리 기술 또는 퓨얼 게이지 배터리 기술을 이용하여 별도의 추가 회로나, 센서 없이 배터리셀에서 소모되는 전력량 또는 전류용량을 통하여 퍼프를 검출하여 퍼프 회수를 측정할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 일 실시예들에 따른 배터리 모듈을 채용하고 있는 에어로졸 생성 장치의 구현예들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 3은 일 실시예에 따라 배터리 모듈에서 배터리 프로파일을 모니터링하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따라 배터리 모듈에서 배터리 프로파일을 모니터링하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따라 사용자 퍼프에 따라 배터리 모듈로부터 에어로졸 생성부의 히터에 공급되는 전력을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 사용자의 퍼프를 검출하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 배터리 용량에 따라 퍼프 가능 횟수를 판단하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 배터리 용량에 따라 퍼프 가능 횟수를 판단하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따라 에어로졸 생성 장치에서 퍼프 종료 시점을 사용자에게 피드백하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따라 에어로졸 생성 장치에서 퍼프 종료 시점을 사용자에게 피드백하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 궐련 1개피의 흡연이 완료되는 것을 검출하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 배터리 용량에 따라 흡연 가능 궐련 개수를 판단하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 배터리 용량에 따라 흡연 가능 궐련 개수를 판단하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 14 및 도 15는 일 실시예들에 따라 에어로졸 생성 장치에서 흡연 가능 궐련 개수를 사용자에게 피드백하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치에서 사용자 퍼프를 검출하는 방법의 흐름도이다.
도 17은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치에서 퍼프 가능 횟수를 판단하는 방법의 흐름도이다.
도 18은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치에서 흡연 가능한 궐련 개수를 판단하는 방법의 흐름도이다.
실시 예들에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “…부”, “…모듈” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참고하면, 에어로졸 생성 장치(10)는 에어로졸 생성부(110), 배터리 모듈(120), 메인 컨트롤러(130), 사용자 인터페이스(140) 및 통신부(150)를 포함한다.
도 1에 도시된 에어로졸 생성 장치(10)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(10)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
에어로졸 생성 장치(10)는, 사용자의 입을 통해 사용자의 폐로 직접적으로 흡입 가능한 에어로졸을 발생시키기 위해 에어로졸 생성 물질을 가열하여 비연소식으로 에어로졸을 생성하는 장치일 수 있다. 예를 들면, 에어로졸 생성 장치(10)는 사용자가 손으로 쥘 수 있는 전자 디바이스에 해당할 수 있다.
에어로졸 생성 물질은 에어로졸을 발생시킬 수 있는 물질을 의미하며, 에어로졸 형성 기질을 의미할 수도 있다. 에어로졸은 휘발성 화합물을 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 물질은 고체 또는 액체일 수 있다.
예를 들면, 고체의 에어로졸 생성 물질은 판상엽 담배, 각초, 재구성 담배 등 담배 원료를 기초로 하는 고체 물질을 포함할 수 있고, 궐련 형태로 제작될 수 있다. 액체의 에어로졸 생성 물질은 니코틴, 담배 추출물 및 다양한 향미제를 기초로 하는 액체 물질로서, 카트리지와 같은 액체 저장부 내에 포함될 수 있다. 다만, 이와 같은 에어로졸 생성 물질의 구현 형태에 관한 설명은 예시적일 뿐이며, 이에 제한되지 않고 다른 형태들로도 다양하게 구현될 수 있다.
에어로졸 생성부(110)는 배터리 모듈(120)에 의해 공급된 전력에 의해 전기적으로 가열되는 히터를 포함한다. 히터는 에어로졸 생성 장치(10) 내 궐련 삽입 공간 내부 또는 외부에서 궐련을 가열하는 위치에 고정되어 있을 수 있다. 또는, 히터는 에어로졸 생성 장치(10) 내 액상 에어로졸 생성 물질을 가열하는 위치에 고정되어 있을 수도 있다. 여기서, 히터는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터에는 전기 전도성 트랙(track)을 구비하여 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터가 가열될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 본 실시예에 따른 히터는 다른 다양한 방식들로도 구현될 수 있다.
또한, 에어로졸 생성부(110)는 궐련의 삽입을 감지하는 센서, 히터의 온도를 감지하는 센서, 공기의 흐름을 감지하는 센서 등과 같이 에어로졸의 효율적 생성을 보조하는 다양한 센서들도 포함할 수 있다.
즉, 에어로졸 생성부(110)는 에어로졸 생성 장치(10) 내에서 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 생성하기 위해 요구되는 다양한 기계적, 전기적, 또는 화학적 구성요소들을 포함한다.
배터리 모듈(120)은 에어로졸 생성 장치(10)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리 모듈(120)은 히터가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리 모듈(120)은 에어로졸 생성 장치(10) 내에 구비된 다른 하드웨어들, 메인 컨트롤러(130), 사용자 인터페이스(140) 및 통신부(150)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다.
배터리 모듈(120)은 배터리셀(123) 및 퓨얼 게이지 처리부(fuel gauge processing unit, 125)를 포함하는 퓨얼 게이지 배터리(fuel gauge battery) 또는 스마트 배터리(smart battery)로 구련될 수 있다. 예를 들어, 배터리 모듈(120)은 Smart Battery System Implementers Forum의 웹사이트 http://www.sbs-forum.org/ 에서 설명된 다양한 기술들이 채택된 배터리에 해당할 수 있다.
배터리셀(123)은 히터가 에어로졸의 생성을 위한 일정 범위의 온도로 가열되도록 히터에 전력을 공급한다. 배터리셀(123)은 리튬이온(Li-ion) 또는 리튬인산철(LiFePO4)의 배터리셀일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 산화 리튬 코발트(LiCoO2) 배터리, 리튬 티탄산염 배터리 등으로도 제작될 수 있다. 배터리셀(123)은 재충전이 가능한 배터리셀에 해당하나 이에 제한되지 않고 일회용 배터리셀일 수도 있다.
퓨얼 게이지 처리부(125)는 배터리 모듈(120) 내에서 배터리셀(123)의 배터리 상태를 모니터링하는 퓨얼 게이지 집적 회로(IC)에 해당한다. 퓨얼 게이지 처리부(125)는 배터리셀(123)의 배터리 용량과 배터리셀(123)에서 소모된 전력량 또는 전류용량의 정보를 포함하는 배터리 프로파일을 모니터링한다. 예를 들어, 퓨얼 게이지 처리부(125)는 배터리셀(123)의 용량, 전압, 전류, 온도, 기타 주요 파라미터들을 분석하여 현재 배터리 충전 잔량(전력량(Wh) 단위 또는 전류용량(mAh) 단위), 최대 충전 가능 용량, 소모 전력량(Wh) 또는 소모 전류용량(mAh) 등과 같은 배터리셀(123)의 충전 및 방전 배터리 프로파일을 모니터링할 수 있는 구성으로서, 적어도 하나의 마이크로프로세서 및 메모리의 조합으로 구현된 집적 회로 또는 프로세싱 모듈에 해당한다.
퓨얼 게이지 처리부(125)에 의한 배터리셀(123)의 배터리 상태에 관한 모니터링 결과, 예를 들어 현재 충전 잔량, 최대 충전 가능 용량, 소모 전력량 또는 소모 전류용량 등과 같은 정보는 메인 컨트롤러(130)로 전송될 수 있고, 퓨얼 게이지 처리부(125)는 메인 컨트롤러(130)의 제어 하에 동작될 수도 있다.
메인 컨트롤러(130)는 에어로졸 생성 장치(10)의 전반적인 동작을 제어하는 하드웨어이다. 메인 컨트롤러(130)는 적어도 하나의 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러 등과 같은 프로세싱 유닛과 메모리의 조합으로 구현된 집적 회로 또는 프로세싱 모듈에 해당한다.
예를 들어, 메인 컨트롤러(130)는 에어로졸 생성부(110)에 구비된 다양한 센서들에 의해 센싱된 결과들을 분석하고 뒤이어 수행될 처리들을 제어할 수 있다. 구체적으로, 메인 컨트롤러(130)는 센싱 결과에 따라 배터리 모듈(120)로부터 에어로졸 생성부(110)의 히터로의 전력 공급을 개시 또는 중단시킬 수 있고, 히터가 소정의 온도까지 가열되거나 적절한 온도를 유지할 수 있도록 히터에 공급되는 전력량(또는 전류용량) 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다. 나아가서, 메인 컨트롤러(130)는 사용자 인터페이스(140)의 다양한 입력 정보 및 출력 정보를 처리할 수 있다.
한편, 메인 컨트롤러(130)는 배터리 모듈(120) 내 퓨얼 게이지 처리부(125)를 통해 배터리셀(123)의 배터리 상태를 판단할 수 있다. 메인 컨트롤러(130)는 배터리 모듈(120)의 퓨얼 게이지 처리부(125)로부터 수신된 배터리셀(123)의 배터리 프로파일을 분석하여, 에어로졸 생성 장치(10)를 이용한 사용자의 퍼프를 검출하여 퍼프 횟수를 카운팅하거나, 퍼프 가능 횟수를 계산하거나, 에어로졸 생성 장치(10)를 이용하여 흡연할 수 있는 궐련 개수를 계산하거나, 또는 에어로졸 생성 장치(10)의 사용 가능 시간 또는 종료 시간 등을 계산할 수 있다.
메인 컨트롤러(130)는 미리 정의된 퍼프 횟수(예를 들어, 14회 퍼프)에 도달할 때까지, 퓨얼 게이지 처리부(125)로부터 수신된 배터리 프로파일에 포함된 소모된 전력량(또는 전류용량)에 관한 정보에 기초하여 사용자 퍼프를 검출할 수 있다.
또한, 메인 컨트롤러(130)는 퓨얼 게이지 처리부(125)에 의해 모니터링된 배터리 총량, 모니터링된 배터리 잔량(전력량(Wh) 단위 또는 전류용량(mAh) 단위로 측정) 및 사용자 퍼프에 소모되는 전력량(또는 전류용량)을 이용하여 에어로졸 생성 장치(10)를 이용한 퍼프 가능 횟수를 동적으로 판단할 수 있다. 이때, 메인 컨트롤러(130)는 미리 정의된 사용자 퍼프 1회에 소모되는 전력량(또는 전류용량)을 기준으로 배터리 프로파일에 포함된 배터리 용량으로부터 공급될 수 있는 횟수를 계산함으로써, 퍼프 가능 횟수를 가변적으로 또는 적응적으로 판단할 수 있다.
나아가서, 메인 컨트롤러(130)는 퓨얼 게이지 처리부(125)에 의해 모니터링된 배터리 총량, 모니터링된 배터리 잔량 및 궐련 1개피의 흡연에 소모되는 전력량(또는 전류용량)을 이용하여 에어로졸 생성 장치(10)를 이용하여 흡연 가능한 궐련 개수를 동적으로 판단할 수 있다. 여기서, 메인 컨트롤러(130)는 미리 계산된 궐련 1개피의 흡연에 소모되는 전력량(또는 전류용량)이 배터리 프로파일에 포함된 배터리 용량으로부터 몇 회 공급될 수 있는지를 계산함으로써, 흡연 가능 궐련 개수를 가변적으로 또는 적응적으로 판단할 수 있다.
배터리 모듈(120)과 메인 컨트롤러(130) 간의 배터리 관리에 관련하여서는 이하 해당 도면들에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
메인 컨트롤러(130)는 에어로졸 생성 장치(10) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하기 위한 RAM(random access memory), ROM(read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory) 등의 다양한 종류들의 메모리를 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스(140)는 에어로졸 생성 장치(10)에서 생성된 정보에 기초하여 사용자에게 시각 정보를 출력하는 디스플레이 또는 램프, 촉각 정보를 출력하는 진동 모터, 소리 정보를 출력하는 스피커를 포함할 수 있고, 나아가서 사용자로부터 입력된 정보를 수신하거나 사용자에게 정보를 출력하는 입/출력(I/O) 인터페이싱 수단들(예를 들어, 버튼 또는 터치스크린)을 포함할 수 있다.
통신부(150)는 에어로졸 생성 장치(10)가 외부 디바이스와 유선 통신 또는 무선 통신(예를 들어, WI-FI, WI-FI Direct, Bluetooth, NFC(Near-Field Communication) 등)을 수행하기 위한 통신 인터페이싱 모듈 등의 다양한 통신 수단들을 포함할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 일 실시예들에 따른 배터리 모듈을 채용하고 있는 에어로졸 생성 장치의 구현예들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 2a를 참고하면, 에어로졸 생성 장치(210)는 홀더(holder) 디바이스(213)와 크래들(cradle) 디바이스(215)로 분리되는, 분리형 전자담배 장치일 수 있다.
사용자는 홀더 디바이스(213)를 크래들 디바이스(215)로부터 분리하여 손에 쥐고, 홀더 디바이스(213)에 궐련(21)을 삽입함으로써 흡연 행위를 할 수 있다. 크래들 디바이스(215)는 홀더 디바이스(213)가 사용된 후, 홀더 디바이스(213)의 충전을 위한 전력을 공급하는 디바이스이다.
궐련(21)이 홀더 디바이스(213)에 삽입되면, 홀더 디바이스(213)는 홀더 디바이스(213) 내에 구비된 히터의 온도를 상승시켜 궐련(21)을 가열한다. 여기서, 홀더 디바이스(213) 내에 구비된 히터는 도 1에서 설명된 에어로졸 생성부(110)의 일 구성요소에 해당한다.
궐련(21) 내의 에어로졸 생성 물질은 가열된 히터에 의하여 온도가 상승하고, 이에 따라 궐련(21)으로부터 에어로졸이 생성될 수 있다. 생성된 에어로졸은 궐련(21)의 필터를 통하여 사용자에게 전달될 수 있다.
히터의 구현 형태는 침형 히터와 같은 내부 히터 방식 또는 원통형 히터와 같은 외부 히터 방식 등 다양하게 구현될 수 있다.
홀더 디바이스(213) 내 히터는 홀더 디바이스(213)에 구비된 배터리 모듈(120)로부터 공급된 전력에 의해 가열될 수 있다. 즉, 홀더 디바이스(213)와 크래들 디바이스(215)로 분리되는 방식의 에어로졸 생성 장치(210)는 홀더 디바이스(213)의 배터리 모듈(120)에 의하여 배터리 프로파일의 모니터링에 관한 퓨얼 게이지 처리를 수행할 수 있다.
도 2b를 참고하면, 에어로졸 생성 장치(220)는 일체형 전자담배 장치일 수 있다.
사용자는 에어로졸 생성 장치(220)에 궐련(22)을 삽입하고 에어로졸 생성 장치(220)를 손에 쥐고 흡연 행위를 할 수 있다. 에어로졸 생성 장치(220) 내에도 궐련(22)의 가열을 위한 히터가 구비되어 있으며, 에어로졸 생성 장치(220) 내 배터리 모듈(120)은 궐련(22)의 가열을 위하여 히터에 전력을 공급할 수 있다. 여기서, 히터의 구현 형태는 도 2a와 마찬가지로, 침형 히터와 같은 내부 히터 방식 또는 원통형 히터와 같은 외부 히터 방식 등 다양하게 구현될 수 있다.
에어로졸 생성 장치(220)는 내부에 구비된 배터리 모듈(120)에 의하여 배터리 프로파일의 모니터링에 관한 퓨얼 게이지 처리를 수행할 수 있다.
즉, 도 2a 및 도 2b를 참고하면, 에어로졸 생성 장치(210, 220)의 구현 방식에 구애되지 않고, 배터리 모듈(120)은 에어로졸 생성 장치(210, 220) 내에 삽입된 궐련(21, 22)의 가열에 따른 에어로졸 생성을 위한 전력 관리에 있어서, 배터리 프로파일의 모니터링에 관한 퓨얼 게이지 처리를 수행할 수 있다.
한편, 도 2a 및 도 2b에서는 궐련 삽입 방식의 에어로졸 생성 장치의 구현예들에 대해 설명되었으나, 본 실시예는 이에 제한되지 않고, 액상 카트리지 방식의 에어로졸 생성 장치 또는 궐련 삽입 방식과 액상 카트리지 방식이 조합된 에어로졸 생성 장치 등 다양한 구현예들에도 적용이 가능하다.
도 3은 일 실시예에 따라 배터리 모듈에서 배터리 프로파일을 모니터링하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참고하면, 에어로졸 생성 장치(10) 내 배터리 모듈(120)은 전력 공급 수단에 해당하는 배터리셀(123)과 배터리셀(123)의 배터리 프로파일을 관리하는 퓨얼 게이지 처리부(125)를 구비한다.
퓨얼 게이지 처리부(125)는 주기적으로 배터리셀(123)의 충전 상태, 주변 환경의 상태 등을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 퓨얼 게이지 처리부(125)는 ADC(Analog To Digital Converter)를 이용하여 배터리셀(123)의 전압 또는 전류를 측정함으로써 배터리셀(123)의 충전 상태를 계산할 수 있고, 또한 퓨얼 게이지 처리부(125)는 주변 온도에 따른 충전 및 방전 특성을 고려하여 배터리셀(123)의 충전 상태를 계산할 수 있다. 한편, 퓨얼 게이지 처리부(125)가 배터리셀(123)의 상태를 모니터링하기 위한 주기는 임의적으로 설정될 수 있고, 배터리 모듈(120)의 사용 환경에 따라 다양하게 변경 가능하다.
퓨얼 게이지 처리부(125)는 소정 기간마다 주기적으로 배터리셀(123)의 배터리 용량과 소모된 전력량(또는 전류용량)을 모니터링함으로써 배터리 프로파일을 생성하고, 생성된 배터리 프로파일을 메인 컨트롤러(130)에 보고한다.
에어로졸 생성 장치(10)에 충전 포트가 연결되어 배터리셀(123)이 최대로 충전된 경우, 배터리 모듈(120) 자체에서 퓨얼 게이지 처리부(125)는 배터리셀(123)의 배터리 잔량(전력량(Wh) 단위 또는 전류용량(mAh) 단위로 측정)이 100%인 것으로 판단할 수 있다. 이와 같은 경우, 퓨얼 게이지 처리부(125)는 메인 컨트롤러(130)로 배터리셀(123)의 현재 배터리 잔량이 100%에 해당한다는 정보를 전송한다.
만약, 에어로졸 생성 장치(10)의 에어로졸 생성부(도 1의 110)의 히터가 에어로졸을 생성하기 위해 배터리 모듈(120)로부터 전력을 공급받은 경우, 배터리셀(123)의 배터리 잔량은 감소하게 된다. 이때, 퓨얼 게이지 처리부(125)가 배터리셀(123)의 충전 상태를 모니터링할 경우, 퓨얼 게이지 처리부(125)는 배터리셀(123)의 배터리 잔량이 50%인 것으로 판단할 수 있다. 이와 같은 경우, 퓨얼 게이지 처리부(125)는 메인 컨트롤러(130)로 배터리셀(123)의 현재 배터리 잔량이 50%에 해당한다는 정보를 전송한다.
즉, 본 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)는 메인 컨트롤러(130) 대신에 퓨얼 게이지 처리부(125)가 배터리셀(123)의 배터리 프로파일을 우선적으로 모니터링하고, 메인 컨트롤러(130)는 퓨얼 게이지 처리부(125)로부터 배터리 프로파일에 관한 정보, 예를 들어 배터리셀(123)의 현재 배터리 잔량 등에 관한 정보를 수신한다.
도 4는 일 실시예에 따라 배터리 모듈에서 배터리 프로파일을 모니터링하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참고하면, 배터리 모듈(120)의 배터리셀(123)에 충전 가능한 총량은 사용 시간이 오래됨에 따른 배터리 모듈(120)의 노화나 배터리 모듈(120)의 사용 환경(예를 들어, 주변 온도, 습도 등)에 따라 달라질 수 있다.
도 4의 (a)는 노후화되지 않는 배터리 모듈(120)에 해당하고, 도 4의 (b)는 노후화가 진행된 배터리 모듈(120)에 해당하는 것으로 가정한다.
도 4의 (a)의 경우, 에어로졸 생성 장치(10)에 충전 포트가 연결되어 배터리셀(123)이 최대로 충전된 경우, 배터리셀(123)은 공장 출하된 초기 상태의 배터리 용량만큼 최대로 충전이 가능하다. 따라서, 배터리셀(123)이 최대로 충전된 경우, 퓨얼 게이지 처리부(125)의 주기적 모니터링에 따라 퓨얼 게이지 처리부(125)는 배터리셀(123)의 가용 배터리 총량이 100%인 것으로 판단한다. 이와 같은 경우, 퓨얼 게이지 처리부(125)는 메인 컨트롤러(130)로 배터리셀(123)의 현재 가용 배터리 총량이 100%에 해당한다는 정보를 전송한다.
하지만, 배터리 모듈(120)이 노후화된 도 4의 (b)의 경우에 따르면, 에어로졸 생성 장치(10)에 충전 포트가 연결되어 배터리셀(123)이 최대로 충전되었다 할지라도, 배터리셀(123)은 공장 출하된 초기 상태의 배터리 용량의 80%만큼만 충전이 가능할 수 있다. 즉, 배터리셀(123)의 나머지 20%는 충전이 불가능한 용량에 해당하게 된다. 도 4의 (b)에서는 배터리 모듈(120)의 노후화를 예로 들었으나, 도 4의 (b)와 같은 경우는 배터리 모듈(120)의 주변 온도, 습도 등의 다양한 주변 환경 조건에 의해서도 발생될 수 있다.
도 4의 (b)의 경우, 배터리셀(123)이 최대로 충전되었다 할지라도, 퓨얼 게이지 처리부(125)의 주기적 모니터링에 따라 퓨얼 게이지 처리부(125)는 배터리셀(123)의 가용 배터리 총량이 80%인 것으로 판단하고, 퓨얼 게이지 처리부(125)는 메인 컨트롤러(130)로 배터리셀(123)의 현재 가용 배터리 총량이 80%에 해당한다는 정보를 전송한다.
즉, 본 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(10)의 배터리 모듈(120)은 배터리셀(123)의 잦은 충방전에 의한 노화 (총 용량이 줄어 듬) 또는 주변 온도에 의한 용량 변화를 배터리 모듈(120) 스스로 모니터링하고 보정할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따라 사용자 퍼프에 따라 배터리 모듈로부터 에어로졸 생성부의 히터에 공급되는 전력을 설명하기 위한 도면이다.
사용자의 퍼프(puff)라 함은 에어로졸 생성 장치(10)를 이용하여 에어로졸 생성 물질(예를 들어, 궐련)을 1회 빨아들이는(inhale) 동작을 의미한다.
에어로졸 생성 장치(10) 내에는 외부로부터 유입된 공기가 에어로졸 생성 장치(10) 내에서 생성된 에어로졸을 연행하여 궐련(또는 마우스피스)을 통해 사용자의 입으로 향할 수 있는 기류패스가 형성되어 있다. 이때, 사용자 퍼프에 의해 외부로부터 유입되어 기류패스로 흐르는 공기는, 에어로졸의 생성을 위하여 가열되고 있는 히터(115)의 온도를 낮추게 된다. 하지만, 지속적이고 일관적인 에어로졸의 생성을 위하여 히터(115)는 일정 범위 내의 온도를 유지하여야 한다. 따라서, 사용자의 퍼프에 의해 유발된 공기 흐름으로 인해 냉각된 히터(115)를 일정 범위 내의 가열 온도로 유지시켜 주기 위해서는, 사용자의 퍼프가 수행될 때마다 히터(115)를 다시 일정 범위 내 가열 온도로 유지시키기 위한 전력 공급이 필요하다.
도 5를 참고하면, 사용자의 퍼프에 의해 냉각된 히터(115)의 온도를 다시 에어로졸 생성을 위한 가열 온도로 높이기 위해 필요한 전력량을 A로 가정하였다.
이와 같은 경우, 에어로졸 생성 장치(10)에서 배터리 모듈(120)은 사용자의 퍼프 1회가 수행될 때마다 히터(115)로 전력량 A (Wh)를 공급하여야 한다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10)에서 궐련 1개피를 소모하기 위해 총 14회의 퍼프가 수행되는 것으로 가정한다면, 배터리 모듈(120)은 히터(115)로 총 14번 전력량 A를 공급하여야 할 것이다.
다시 말하면, 에어로졸 생성 장치(10)는 에어로졸 생성 과정에서 배터리 모듈(120)로부터 히터(115)로 전력량 A가 공급될 때마다 퍼프 1회가 수행되었음을 판단할 수 있다. 그러므로, 에어로졸 생성 장치(10)는 배터리 모듈(120)에서의 소모 전력량(Wh)을 통해 사용자의 퍼프가 수행되었음을 검출 및 판단할 수 있다. 구체적으로, 메인 컨트롤러(130)는 퓨얼 게이지 처리부(125)로부터 수신한 배터리 프로파일에 포함된 소모 전력량에 관한 정보에 기초하여, 소정 전력량(예를 들어, 전력량 A)이 소모된 것으로 모니터링된 경우 사용자 퍼프가 1회 수행된 것으로 판단할 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 여기서 소정 전력량은 사용자 퍼프에 의해 냉각된 히터가 다시 일정 범위의 온도를 유지하도록 히터의 온도 보상을 위해 필요한 전력량에 대응하는 것으로서, 볼 실시예들에서 전력량 A는 이와 같은 목적을 달성하기 위한 임의의 수치에 해당되는 값일 수 있다.
한편, 상기된 바에 따르면, 전력량(Wh)의 단위를 예로 들어 설명되었으나, 본 실시예들은 전력량(Wh) 대신에 전류용량(mAh)의 단위(예를 들어, 전류용량 A)로도 적용이 가능함을 당해 기술분야의 통상의 기술자라면 이해할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 사용자의 퍼프를 검출하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참고하면, 사용자가 에어로졸 생성 장치(10)에서 에어로졸 생성의 시작을 요청한 경우, 배터리 모듈(120)은 에어로졸 생성부(도 1의 110)의 히터의 온도가 에어로졸 생성을 위한 가열 온도까지 상승되도록 히터로 전력을 공급하고, 퓨얼 게이지 처리부(125)는 배터리셀(123)의 배터리 용량을 주기적으로 모니터링한다.
이후에 사용자의 퍼프가 1회 수행된 경우, 외부 공기의 유입으로 인해 히터가 냉각됨에 따라 배터리셀(123)은 히터의 원래 가열 온도를 유지시키기 위한 전력량 A를 히터에 공급한다. 이때, 퓨얼 게이지 처리부(125)의 모니터링 결과, 퓨얼 게이지 처리부(125)는 배터리셀(123)에서 전력량 A가 소모되었음을 판단할 수 있다.
퓨얼 게이지 처리부(125)는 에어로졸 생성을 위한 가열 온도까지 히터가 가열된 이후에 전력량 A가 추가로 소모되었음을 나타내는 정보를 메인 컨트롤러(130)로 전송한다.
소모 전력량 A는 사용자의 퍼프로 인해 낮아진 히터 온도를 보상하기 위한 것이므로, 메인 컨트롤러(130)는 퓨얼 게이지 처리부(125)로부터 수신된 소모 전력량 A의 정보에 기초하여 에어로졸 생성 장치(10)에서 퍼프가 1회 수행되었음을 판단할 수 있다. 이와 같은 방식으로, 메인 컨트롤러(130)는 에어로졸 생성 장치(10)에서 사용자의 퍼프가 수행되었음을 판단할 수 있고, 또한 퍼프 횟수도 카운트할 수 있다.
즉, 본 실시예에 따르면, 에어로졸 생성 장치(10)에서의 퍼프 검출은 배터리 모듈(120) 내 퓨얼 게이지 처리부(125)에 의한 배터리셀(123)에서의 소모 전력량(또는 전류용량)의 모니터링을 통해 판단될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 배터리 용량에 따라 퍼프 가능 횟수를 판단하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참고하면, 퓨얼 게이지 처리부(125)는 배터리셀(123)을 최대로 충전하였을 때 이용 가능한 총 배터리 용량을 모니터링할 수 있다. 이때, 퓨얼 게이지 처리부(125)는 도 7에 도시된 바와 같이, 배터리셀(123)의 가용 총량은 100%인 것으로 판단할 수 있다. 퓨얼 게이지 처리부(125)는 메인 컨트롤러(130)로 배터리셀(123)의 가용 배터리 총량은 100%이고 충전 배터리 잔량은 100%에 해당한다는 정보를 송신한다.
퍼프 1회에 해당하는 소모 전력량이 A (Wh)이고 궐련 1개피의 흡연에 총 14회의 퍼프가 수행되는 것으로 가정하는 경우, 배터리 모듈(120)의 배터리셀(123)에는 14 x A 의 배터리 용량이 충전될 수 있어야만 사용자는 궐련 1개피의 흡연이 가능할 수 있다.
메인 컨트롤러(130)는 사용자가 에어로졸 생성의 시작을 요청하여 히터가 일정 범위의 가열 온도로 가열되는데 필요한 전력량을 제외하고, 퍼프에 따른 히터 냉각을 보상하기 위해 요구되는 총 소모 전력량을 계산한다. 예를 들어, 메인 컨트롤러(130)는 14회의 퍼프에는 14 x A (Wh)의 소모 전력량이 필요하게 됨을 계산할 수 있다.
메인 컨트롤러(130)는 퓨얼 게이지 처리부(125)로부터 수신한 배터리셀(123)의 배터리 프로파일(가용 배터리 총량 100%, 현재 배터리 잔량 100%)과 미리 계산된 총 소모 전력량에 기초하여, 에어로졸 생성 장치(10)의 최대 퍼프 가능 횟수를 판단할 수 있다.
배터리 프로파일(가용 총량 100%, 잔량 100%)에 기초하여 배터리셀(123)로부터 14 x A (Wh)의 전력량이 공급될 수 있는 것으로 판단된 경우, 메인 컨트롤러(130)는 현재 최대 퍼프 가능 횟수는 14회인 것으로 판단할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 배터리 용량에 따라 퍼프 가능 횟수를 판단하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참고하면, 도 7과 달리, 배터리 모듈(120)의 배터리셀(123)은 잦은 충방전 또는 주변 환경의 변화로 인하여 가용 배터리 총량이 80%이고 충전 배터리 잔량은 100%인 것으로 가정한다.
퓨얼 게이지 처리부(125)는 배터리셀(123)을 최대로 충전하였을 때 이용 가능한 총 배터리 용량을 모니터링한 결과, 배터리셀(123)의 가용 배터리 총량이 80%이고 충전 배터리 잔량은 100%인 것으로 판단할 수 있다. 퓨얼 게이지 처리부(125)는 메인 컨트롤러(130)로 배터리셀(123)의 가용 배터리 총량이 80%이고 충전 배터리 잔량은 100%에 해당한다는 정보를 송신한다.
도 7의 경우 배터리셀(123)의 가용 배터리 총량이 100%이고 충전 배터리 잔량이 100% 이었으므로, 메인 컨트롤러(130)는 배터리셀(123)로부터 14 x A (Wh)의 소모 전력량의 공급이 가능하여 총 14회 퍼프가 가능한 것으로 판단하였다. 하지만, 도 8의 경우, 메인 컨트롤러(130)는 퓨얼 게이지 처리부(125)로부터 배터리셀(123)의 충전 잔량은 100%이나 가용 배터리 총량이 80%에 해당한다는 정보를 수신하였으므로, 최대 퍼프 가능 횟수를 다시 판단한다. 즉, 가용 총량이 20% 감소한 상태에서, 메인 컨트롤러(130)는 퍼프 시 히터 온도의 보상을 위한 14회의 전력량 A의 공급이 가능한지 여부를 판단한다. 즉, 메인 컨트롤러(130)는 퍼프 시 배터리 소모 전력량(Wh)과 배터리 잔량(Wh)의 비를 통해 총 사용 가능한 퍼프 회수를 예측한다.
메인 컨트롤러(130)는 배터리셀(123)에 최대로 충전 가능한 배터리 총량이 감소함에 따라 미리 정의된 퍼프 가능 횟수(예를 들어, 14회)만큼의 퍼프가 지원될 수 없는 경우, 미리 정의된 퍼프 가능 횟수를 감소시키도록 판단한다.
메인 컨트롤러(130)의 판단 결과, 배터리셀(123)의 현재 배터리 프로파일(충전 배터리 잔량 100%, 가용 배터리 총량 80%)에 의해서는 총 10 x A (Wh)의 소모 전력량의 공급만 가능한 것으로 계산될 수 있다. 이에 따라, 메인 컨트롤러(130)는 도 7과 달리, 현재 최대 퍼프 가능 횟수는 10회인 것으로 판단할 수 있다.
도 7 및 도 8에서 설명된 본 실시예에 따르면, 배터리 프로파일이 배터리 모듈(120)의 스마트 배터리 기술(또는 퓨얼 게이지 처리 기술)을 통해 자동으로 보정됨으로써, 에어로졸 생성 장치(10)는 정확한 배터리 잔량(Wh)을 통해 최대 퍼프 가능 횟수(즉, 에어로졸 생성 장치(10)의 퍼프 종료 시점)을 정확하게 예측할 수 있다.
한편, 앞서 설명된 바와 같이, 상기 설명된 실시예들은 전력량(Wh)의 단위를 예로 들어 설명되었으나, 본 실시예들은 전력량(Wh) 대신에 전류용량(mAh)의 단위(예를 들어, 전류용량 A)로도 적용이 가능함을 당해 기술분야의 통상의 기술자라면 이해할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따라 에어로졸 생성 장치에서 퍼프 종료 시점을 사용자에게 피드백하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참고하면, 메인 컨트롤러(130)는 배터리 모듈(120)의 퓨얼 게이지 처리부(125)로부터 배터리셀(123)의 배터리 프로파일의 모니터링 결과를 수신할 수 있다. 가령, 메인 컨트롤러(130)는 수신된 배터리셀(123)의 배터리 프로파일에 기초하여 최대 퍼프 가능 횟수는 14회인 것으로 판단할 수 있다.
메인 컨트롤러(130)는 에어로졸 생성 장치(10)의 사용자 인터페이스(140)가 최대 퍼프 가능 횟수에 도달하기 소정 횟수 이전에 에어로졸 생성 장치(10)에 진동을 발생시켜 사용자에게 퍼프 종료 시점을 피드백하도록 제어할 수 있다.
다만, 사용자 인터페이스(140)가 퍼프 종료 시점을 피드백하기 위한 수단은 진동 이외에 시각적 방식, 청각적 방식 등 다양한 수단이 이용될 수 있다. 또한, 사용자 인터페이스(140)가 퍼프 종료를 안내하는 시점도 최대 퍼프 가능 횟수에 도달하기 이전 2회째가 아닌 다른 시점으로도 변경될 수 있다.
예를 들어, 메인 컨트롤러(130)는 퍼프 횟수를 카운트하다가 퍼프 횟수가 12회째(900)에 도달한 경우, 에어로졸 생성 장치(10)에 진동이 발생되도록 사용자 인터페이스(140)를 제어한다. 사용자는 이때, 진동을 통해 남은 퍼프 횟수가 2회인 것을 인식할 수 있게 된다.
도 10은 일 실시예에 따라 에어로졸 생성 장치에서 퍼프 종료 시점을 사용자에게 피드백하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참고하면, 메인 컨트롤러(130)는 배터리 모듈(120)의 퓨얼 게이지 처리부(125)로부터 배터리셀(123)의 배터리 프로파일의 모니터링 결과를 수신한 결과, 도 8에서 설명된 바와 같이, 배터리셀(123)의 노후화(또는 주변 환경의 변화)로 인해 최대 퍼프 가능 횟수는 10회인 것으로 판단할 수 있다.
메인 컨트롤러(130)는 에어로졸 생성 장치(10)의 사용자 인터페이스(140)가 최대 퍼프 가능 횟수에 도달하기 소정 횟수 이전에 에어로졸 생성 장치(10)에 진동을 발생시켜 사용자에게 퍼프 종료 시점을 피드백하도록 제어할 수 있다.
앞서 도 9의 경우에서는 12회째(900)에 진동이 발생되도록 사용자 인터페이스(140)가 제어되었다. 하지만, 도 10의 경우, 메인 컨트롤러(130)가 최대 퍼프 가능 횟수는 10회인 것으로 판단하였으므로, 메인 컨트롤러(130)는 퍼프 횟수를 카운트하다가 퍼프 횟수가 8회째(1000)에 도달한 경우, 에어로졸 생성 장치(10)에 진동이 발생되도록 사용자 인터페이스(140)를 제어할 수 있다. 사용자는 이때, 진동을 통해 남은 퍼프 횟수가 2회인 것을 인식할 수 있게 된다.
다만, 사용자 인터페이스(140)가 퍼프 종료 시점을 피드백하기 위한 수단은 진동 이외에 시각적 방식, 청각적 방식 등 다양한 수단이 이용될 수 있다. 또한, 사용자 인터페이스(140)가 퍼프 종료를 안내하는 시점도 최대 퍼프 가능 횟수에 도달하기 이전 2회째가 아닌 다른 시점으로도 변경될 수 있다.
즉, 에어로졸 생성 장치(10)는 배터리 모듈(120)의 스마트 배터리 기술(또는 퓨얼 게이지 처리 기술)을 통해 최대 퍼프 가능 횟수(또는 퍼프 종료 시점)의 보정이 가능하므로, 에어로졸 생성 장치(10)는 사용자에게 최대 퍼프 가능 횟수(또는 퍼프 종료 시점)에 대한 정확한 피드백이 가능할 수 있게 된다.
도 11은 일 실시예에 따른 배터리 모듈에서 궐련 1개피의 흡연이 완료되는 것을 검출하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참고하면, 사용자가 에어로졸 생성 장치(10)에서 에어로졸 생성의 시작을 요청한 시점부터 궐련 1개피(1100)의 흡연을 완료할 시점까지, 퓨얼 게이지 처리부(125)는 배터리셀(123)로부터 히터로 공급된 전력(전력량 또는 전류용량)을 모니터링한다. 이때, 퓨얼 게이지 처리부(125)의 모니터링 결과, 퓨얼 게이지 처리부(125)는 배터리셀(123)에서 전력량 B가 소모되었음을 판단할 수 있다.
퓨얼 게이지 처리부(125)는 궐련 1개피(1100)의 흡연을 위하여 총 전력량 B가 소모되었음을 나타내는 정보를 메인 컨트롤러(130)로 전송한다.
소모 전력량 B는 궐련 1개피(1100)의 흡연을 위해 히터에 공급되어야 하는 전력량으로서, 궐련 1개피(1100)의 흡연을 위해 미리 설정된 전력량에 해당하거나 또는 메인 컨트롤러(130)에 의해 궐련 1개피(1100) 흡연 당 평균적으로 계산된 소모 전력량에 해당할 수 있다. 볼 실시예들에서 소모 전력량 B는 이와 같은 목적을 달성하기 위한 임의의 수치에 해당되는 값일 수 있다.
메인 컨트롤러(130)는 배터리셀(123)에서 소모된 전력량 B의 정보에 기초하여 에어로졸 생성 장치(10)에서 사용자의 궐련 1개피(1100)의 흡연이 완료되었음을 판단할 수 있다.
즉, 본 실시예에 따르면, 에어로졸 생성 장치(10)에서의 궐련 1개피(1100)의 흡연 판단은 배터리 모듈(120) 내 퓨얼 게이지 처리부(125)에 의한 배터리셀(123)에서의 소모 전력량(또는 전류용량)의 모니터링을 통해 판단될 수 있다.
한편, 앞서 설명된 바와 같이, 상기 설명된 실시예는 전력량(Wh)의 단위를 예로 들어 설명되었으나, 본 실시예들은 전력량(Wh) 대신에 전류용량(mAh)의 단위(예를 들어, 전류용량 B)로도 적용이 가능함을 당해 기술분야의 통상의 기술자라면 이해할 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 배터리 용량에 따라 흡연 가능 궐련 개수를 판단하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참고하면, 퓨얼 게이지 처리부(125)는 배터리셀(123)을 최대로 충전하였을 때 이용 가능한 총 배터리 용량을 모니터링할 수 있다. 이때, 퓨얼 게이지 처리부(125)는 도 12에 도시된 바와 같이, 배터리셀(123)의 가용 총량은 100%인 것으로 판단할 수 있다. 퓨얼 게이지 처리부(125)는 메인 컨트롤러(130)로 배터리셀(123)의 가용 배터리 총량은 100%이고 충전 배터리 잔량은 100%에 해당한다는 정보를 송신한다.
궐련 1개피의 흡연에 해당하는 소모 전력량이 B (Wh)이고, 배터리 모듈(120)의 배터리셀(123)에는 7 x B 의 배터리 용량(가용 배터리 총량 100%, 충전 배터리 잔량 100%)이 충전된 상태라고 가정한다.
메인 컨트롤러(130)는 퓨얼 게이지 처리부(125)로부터 수신한 배터리셀(123)의 배터리 프로파일(가용 배터리 총량 100%, 현재 배터리 잔량 100%)과 미리 계산된 궐련 1개피의 흡연 당 소모 전력량에 기초하여, 에어로졸 생성 장치(10)의 최대 흡연 가능 궐련 개수를 판단할 수 있다.
즉, 배터리 프로파일(가용 총량 100%, 잔량 100%)에 기초하여 배터리셀(123)로부터 7 x B (Wh)의 전력량이 공급될 수 있는 것으로 판단된 경우, 메인 컨트롤러(130)는 현재 최대 흡연 가능 궐련 개수는 7개피인 것으로 판단할 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 배터리 용량에 따라 흡연 가능 궐련 개수를 판단하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참고하면, 도 13과 달리, 배터리 모듈(120)의 배터리셀(123)은 잦은 충방전 또는 주변 환경의 변화로 인하여 가용 배터리 총량이 80%이고 충전 배터리 잔량은 100%인 것으로 가정한다.
퓨얼 게이지 처리부(125)는 배터리셀(123)을 최대로 충전하였을 때 이용 가능한 총 배터리 용량을 모니터링한 결과, 배터리셀(123)의 가용 배터리 총량이 80%이고 충전 배터리 잔량은 100%인 것으로 판단할 수 있다. 퓨얼 게이지 처리부(125)는 메인 컨트롤러(130)로 배터리셀(123)의 가용 배터리 총량이 80%이고 충전 배터리 잔량은 100%에 해당한다는 정보를 송신한다.
도 12의 경우 배터리셀(123)의 가용 배터리 총량이 100%이고 충전 배터리 잔량이 100% 이었으므로, 메인 컨트롤러(130)는 배터리셀(123)로부터 7 x B (Wh)의 소모 전력량의 공급이 가능하여 총 궐련 7개피의 흡연이 가능한 것으로 판단하였다. 하지만, 도 13의 경우, 메인 컨트롤러(130)는 퓨얼 게이지 처리부(125)로부터 배터리셀(123)의 충전 잔량은 100%이나 가용 배터리 총량이 80%에 해당한다는 정보를 수신하였으므로, 최대 흡연 가능 궐련 개수를 다시 판단한다. 즉, 가용 총량이 20% 감소한 상태에서, 메인 컨트롤러(130)는 궐련 1개피 흡연 시 배터리 소모 전력량(Wh)과 배터리 잔량(Wh)의 비를 통해 총 흡연 가능한 궐련 개수를 다시 예측한다.
메인 컨트롤러(130)는 배터리셀(123)에 최대로 충전 가능한 배터리 총량이 감소함에 따라 흡연 가능한 궐련 개수를 감소시키도록 판단한다.
메인 컨트롤러(130)의 판단 결과, 배터리셀(123)의 현재 배터리 프로파일(충전 배터리 잔량 100%, 가용 배터리 총량 80%)에 의해서는 총 5 x B (Wh)의 소모 전력량의 공급만 가능한 것으로 계산될 수 있다. 이에 따라, 메인 컨트롤러(130)는 도 12와 달리, 현재 최대 흡연 가능 궐련 개수는 5개피인 것으로 판단할 수 있다.
도 12 및 도 13에서 설명된 본 실시예에 따르면, 배터리 프로파일이 배터리 모듈(120)의 스마트 배터리 기술(또는 퓨얼 게이지 처리 기술)을 통해 자동으로 보정됨으로써, 에어로졸 생성 장치(10)는 정확한 배터리 잔량(Wh)을 통해 최대 흡연 가능 궐련 개수(즉, 에어로졸 생성 장치(10)의 동작 종료 시점)을 정확하게 예측할 수 있다.
한편, 앞서 설명된 바와 같이, 상기 설명된 실시예들은 전력량(Wh)의 단위를 예로 들어 설명되었으나, 본 실시예들은 전력량(Wh) 대신에 전류용량(mAh)의 단위(예를 들어, 전류용량 B)로도 적용이 가능함을 당해 기술분야의 통상의 기술자라면 이해할 수 있다.
도 14 및 도 15는 일 실시예들에 따라 에어로졸 생성 장치에서 흡연 가능 궐련 개수를 사용자에게 피드백하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 14에는 도 12와 연계된 실시예가 도시되어 있다. 도 14를 참고하면, 메인 컨트롤러(130)는 배터리 모듈(120)의 퓨얼 게이지 처리부(125)로부터 배터리셀(123)의 배터리 프로파일의 모니터링 결과를 수신할 수 있고, 그 결과 메인 컨트롤러(130)는 수신된 배터리셀(123)의 배터리 프로파일에 기초하여 최대 흡연 가능 궐련 개수는 7회인 것으로 판단할 수 있다.
메인 컨트롤러(130)는 에어로졸 생성 장치(10)의 사용자 인터페이스(140)가 사용자에게 최대 흡연 가능 궐련 개수를 안내하기 위한 피드백을 제공하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스(140)는 디스플레이를 통해 흡연 가능 궐련 개수의 표시를 수행하거나, 진동, 소리 등의 다양한 수단들을 통해 사용자에게 흡연 가능 궐련 개수에 관한 피드백을 제공할 수 있다.
한편, 퓨얼 게이지 처리부(125)는 사용자가 궐련 1개피씩 흡연을 완료할 때마다 배터리 잔량 감소를 모니터링하고 모니터링된 배터리 프로파일을 메인 컨트롤러(130)로 전송한다. 메인 컨트롤러(130)는 이때마다 최대 흡연 가능 궐련 개수가 1개씩 감소되는 것으로 판단하고, 사용자 인터페이스(140)를 제어하여 현재 판단된 흡연 가능 궐련 개수에 관한 피드백을 사용자에게 제공하도록 제어한다.
도 15에는 도 13과 연계된 실시예가 도시되어 있다. 도 15를 참고하면, 배터리셀(123)의 노후화(또는 주변 환경의 변화)로 인해 최대 흡연 가능 궐련 개수는 5회인 것으로 판단할 수 있다. 도 14에서의 설명과 마찬가지로, 퓨얼 게이지 처리부(125)는 사용자가 궐련 1개피씩 흡연을 완료할 때마다 배터리 잔량 감소를 모니터링하고 모니터링된 배터리 프로파일을 메인 컨트롤러(130)로 전송한다. 메인 컨트롤러(130)는 이때마다 최대 흡연 가능 궐련 개수가 1개씩 감소되는 것으로 판단하고, 사용자 인터페이스(140)를 제어하여 현재 판단된 흡연 가능 궐련 개수에 관한 피드백을 사용자에게 제공하도록 제어한다.
에어로졸 생성 장치(10)는 배터리 모듈(120)의 스마트 배터리 기술(또는 퓨얼 게이지 처리 기술)을 통해 최대 흡연 가능 퍼프 개수(또는 에어로졸 생성 장치(10)의 동작 종료 시점)의 보정이 가능하므로, 에어로졸 생성 장치(10)는 사용자에게 최대 흡연 가능 퍼프 개수(또는 동작 종료 시점)에 대한 정확한 피드백이 가능할 수 있게 된다.도 16은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치에서 사용자 퍼프를 검출하는 방법의 흐름도이다.
도 16을 참고하면, 에어로졸 생성 장치에서의 사용자 퍼프 검출 방법은 앞서 설명된 도면들의 에어로졸 생성 장치(10)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라 하더라도 앞서 설명된 도면들의 에어로졸 생성 장치(10)에 관하여 기술된 내용들은 도 16의 방법에도 적용될 수 있다.
1601 단계에서, 에어로졸 생성 장치(10)의 히터는 에어로졸을 생성하기 위하여 에어로졸 생성 물질을 가열한다.
1602 단계에서, 배터리셀(123)은 히터가 에어로졸의 생성을 위한 일정 범위의 온도로 가열되도록 히터로 전력을 공급한다.
1603 단계에서, 퓨얼 게이지 처리부(125)는 배터리셀(123)의 배터리 용량과 배터리셀(123)에서 소모된 전력량(또는 전류용량)의 정보를 포함하는 배터리 프로파일을 모니터링한다.
1604 단계에서, 메인 컨트롤러(130)는 퓨얼 게이지 처리부(125)로부터 모니터링된 배터리 프로파일을 수신한다.
1605 단계에서, 메인 컨트롤러(130)는 배터리 프로파일에 기초하여 사용자 퍼프를 검출한다.
도 17은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치에서 퍼프 가능 횟수를 판단하는 방법의 흐름도이다.
도 17을 참고하면, 에어로졸 생성 장치(10)에서의 퍼프 가능 횟수 판단 방법은 앞서 설명된 도면들의 에어로졸 생성 장치(10)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라 하더라도 앞서 설명된 도면들의 에어로졸 생성 장치(10)에 관하여 기술된 내용들은 도 17의 방법에도 적용될 수 있다.
1701 단계에서, 에어로졸 생성 장치(10)의 히터는 에어로졸을 생성하기 위하여 에어로졸 생성 물질을 가열한다.
1702 단계에서, 배터리셀(123)은 히터가 에어로졸의 생성을 위한 일정 범위의 온도로 가열되도록 히터로 전력을 공급한다.
1703 단계에서, 퓨얼 게이지 처리부(125)는 배터리셀(123)의 배터리 용량의 정보를 포함하는 배터리 프로파일을 모니터링한다.
1704 단계에서, 메인 컨트롤러(130)는 퓨얼 게이지 처리부(125)로부터 모니터링된 배터리 프로파일을 수신한다.
1705 단계에서, 메인 컨트롤러(130)는 배터리 프로파일에 포함된 배터리 용량 대비 사용자 퍼프에 소모되는 전력량(또는 전류용량)을 비교하여 퍼프 가능 횟수를 동적으로 판단한다.
1706 단계에서, 메인 컨트롤러(130)는 판단된 퍼프 가능 횟수에 기초하여 히터의 가열 동작을 제어한다.
도 18은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치에서 흡연 가능한 궐련 개수를 판단하는 방법의 흐름도이다.
도 18을 참고하면, 에어로졸 생성 장치(10)에서의 흡연 가능 궐련 개수 판단 방법은 앞서 설명된 도면들의 에어로졸 생성 장치(10)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라 하더라도 앞서 설명된 도면들의 에어로졸 생성 장치(10)에 관하여 기술된 내용들은 도 18의 방법에도 적용될 수 있다.
1801 단계에서, 에어로졸 생성 장치(10)의 히터는 에어로졸을 생성하기 위하여 에어로졸 생성 물질을 가열한다.
1802 단계에서, 배터리셀(123)은 히터가 에어로졸의 생성을 위한 일정 범위의 온도로 가열되도록 히터로 전력을 공급한다.
1803 단계에서, 퓨얼 게이지 처리부(125)는 배터리셀(123)의 배터리 용량의 정보를 포함하는 배터리 프로파일을 모니터링한다.
1804 단계에서, 메인 컨트롤러(130)는 퓨얼 게이지 처리부(125)로부터 모니터링된 배터리 프로파일을 수신한다.
1805 단계에서, 메인 컨트롤러(130)는 배터리 프로파일에 포함된 배터리 용량 대비 궐련 1개피의 흡연에 소모되는 전력량(또는 전류용량)을 비교하여 현재 흡연 가능한 궐련 개수를 동적으로 판단한다.
한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 램, USB, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 에어로졸을 생성하기 위하여 에어로졸 생성 물질을 가열하는 히터;
    상기 히터가 상기 에어로졸의 생성을 위한 일정 범위의 온도로 가열되도록 상기 히터에 전력을 공급하는 배터리셀, 및 배터리 모듈 내에서 상기 배터리셀의 가용 배터리 총량 및 충전 배터리 잔량과 상기 배터리셀에서 소모된 전력량 또는 전류용량의 정보를 포함하는 배터리 프로파일을 모니터링하여 상기 모니터링된 배터리 프로파일을 메인 컨트롤러로 전송하는 프로세싱 모듈로 구현된 퓨얼 게이지(fuel gauge) 처리부를 포함하는 배터리 모듈; 및
    상기 퓨얼 게이지 처리부로부터 상기 모니터링된 배터리 프로파일을 수신하고, 상기 수신된 배터리 프로파일에 포함된 상기 소모된 전력량 또는 전류용량에 관한 정보로부터 소정 전력량 또는 전류용량의 소모를 판단함으로써 사용자 퍼프를 검출하는 메인 컨트롤러를 포함하고,
    상기 메인 컨트롤러는 상기 배터리 프로파일에 포함된 상기 충전 배터리 잔량 대비 사용자 퍼프에 소모되는 전력량 또는 전류용량을 비교하여 최대 퍼프 가능 횟수를 판단하고, 상기 배터리셀의 상기 가용 배터리 총량이 감소됨에 따라 상기 배터리셀에 최대로 충전 가능한 충전 배터리 잔량이 감소한 것으로 모니터링된 경우 상기 최대 퍼프 가능 횟수가 조절되도록 판단하는, 에어로졸 생성 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정 전력량 또는 전류용량은
    상기 사용자 퍼프에 의해 냉각된 상기 히터가 상기 일정 범위의 온도를 유지하도록 상기 히터의 온도 보상을 위해 필요한 전력량 또는 전류용량에 대응하는, 에어로졸 생성 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 컨트롤러는
    상기 배터리 모듈 내 상기 퓨얼 게이지 처리부를 통해 상기 배터리셀의 배터리 상태를 판단하는, 에어로졸 생성 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 퓨얼 게이지 처리부는
    소정 기간마다 주기적으로 상기 배터리셀의 상기 배터리 용량과 상기 소모된 전력량 또는 전류용량을 모니터링함으로써 상기 배터리 프로파일을 생성하고,
    상기 생성된 배터리 프로파일을 상기 메인 컨트롤러에 보고하는, 에어로졸 생성 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은
    스마트 배터리 기술 또는 퓨얼 게이지 배터리 기술이 적용된 배터리 모듈에 해당하는, 에어로졸 생성 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 컨트롤러는
    미리 정의된 퍼프 횟수에 도달할 때까지, 상기 퓨얼 게이지 처리부로부터 수신된 상기 배터리 프로파일에 포함된 상기 소모된 전력량 또는 전류용량에 관한 정보에 기초하여 상기 사용자 퍼프를 검출하는, 에어로졸 생성 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 컨트롤러는 상기 최대 퍼프 가능 횟수에 도달하기 소정 횟수 이전에 사용자 인터페이스를 통해 사용자에게 퍼프 종료 시점을 피드백하도록 사용자 인터페이스를 제어하고,
    상기 퍼프 종료 시점은 상기 최대 퍼프 가능 횟수의 조절에 따라 변경되는,
    에어로졸 생성 장치.
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