KR20100096209A - 스마트 배터리 시스템 및 사용 방법 - Google Patents

스마트 배터리 시스템 및 사용 방법 Download PDF

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KR20100096209A
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주드슨 만논 구드겔
조나단 디. 페어차일드
마틴 앨란 문
리드 줄스 오펜하이머
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지더블유에이시에스 디펜스 인코포레이티드
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Abstract

배터리 팩은 하우징; 상기 하우징과 연관된 적어도 하나의 배터리 셀; 상기 하우징과 연관된 적어도 하나의 메모리 요소; 상기 하우징과 연관되고, 상기 배터리 셀로부터의 전력을 상기 전자 디바이스로 공급하는 적어도 하나의 전기적 연결; 상기 하우징과 연관되고, 상기 메모리 요소에 저장하기 위하여 상기 전자 디바이스로부터 데이터를 수신하고 및/또는 상기 메모리 요소로부터 상기 전자 디바이스에 데이터를 송신하는 적어도 하나의 통신 인터페이스를 포함한다. 배터리 팩은, 상기 전자 디바이스에 의해 생성되며, 배터리 팩을 교체함으로써 전자 디바이스가 즉시 재배치되도록 하는 데이터를 저장함으로써, 전자 디바이스의 사용 효율성을 향상시키는데 사용될 수 있고, 상기 데이터는 배터리 팩으로부터의 다운로드에 사용될 수 있다. 또한, 상기 배터리 팩은 광고와 소프트웨어 분배 시스템(에서 유용할 수 있다.

Description

스마트 배터리 시스템 및 사용 방법{SMART BATTERY SYSTEM AND METHODS OF USE}
본 발명은 전자 디바이스에 전력을 공급하는데 사용하는 배터리 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 상세하게 디바이스에 전력을 공급하고, 그 디바이스에 정보를 업로딩을 위해 이러한 배터리들을 사용하는 것에 관한 것이다.
배터리는 화학적으로 전력(electric power)를 저장하기 위한 디바이스이고, 오랫동안 전자 디바이스에 전력을 공급해왔다. 이러한 디바이스는 전자 디바이스를 고정된 전력 공급원으로부터 독립적으로 사용하고자 하는 애플리케이션에서 특히 유용했다. 예를 들어, 휴대용 디바이스는 종종 배터리로부터 전력을 공급받는다.
배터리는 2 가지 기본 형태가 있다. 그 하나는 비-충전식(non-rechargeable)으로 고려되는 배터리들이다. 이러한 배터리들은 당업계에서 건전지(dry cell battery)로 주로 불린다. "건전지"는 금속 실린더내에 봉입된 습식 전해질 페이스트(moist electrolyte paste)에 의해 둘러쌓인 금속 전극(metal electrode) 또는 흑연봉(graphite rod)(원소 탄소(elemental carbon))을 필수적으로 포함한다. 건전지의 가장 일반적인 형태에서는, 캐소드(cathode)는 흑연으로 불리우는 원소 탄소의 형태로 구성되는데, 원소 탄소는 환원 반쪽 반응(reduction half-reaction)를 위한 지지 고체로서 역할을 한다. 산성 건전지(acidic dry cell)에 있어서는, 염화암모늄(NHCl4, ammonium chloride) 및 이산화망간(MnO2)를 포함하는 습식 페이스트내에서 환원 반응이 일어난다.
얇은 아연(zinc) 실린더는 애노드(anode) 역할을 하고, 산화된다. 이 건전지 "쌍(couple)"은 약 1.5 볼트(volts)를 생성한다. 또한, 이러한 "건전지"는 생산된 전압을 승압하기 위하여 직렬로 연결될 수 있다. 알카라인 버전 또는 "알카라인 배터리"에서는, 염화암모늄이 KOH 또는 NaOH로 대체된다.
건전지의 다른 형태는, 은 금속이 기본 매질(basic medium) 내에서 아연(애노드)의 산화 및 산화은(Ag2O, silver oxide)의 환원을 지원하는 불활성 캐소드(inert cathode) 역할을 하는 은 배터리이다. 계산기에 사용되는 일반적인 형태의 배터리는 수은 전지이다. 이러한 형태의 배터리에서는, 아연 금속이 애노드 역할을 하는 반면, HgO가 기본 매질에서 산화제(캐소드) 역할을 한다.
두 번째 형태의 배터리는 충전식 배터리이다. 3가지 기본 타입의 충전식 배터리로는 니켈 카드뮴(nickel cadmium), 니켈 금속 하이드라이드(nickel metal hydride), 및 리튬 이온(lithium ion)이 있다. 리튬 이온 배터리는 에너지 밀도가 높은 3.6V 배터리이다. 리튬 이온 배터리는 양극, 즉 캐소드에 리튬 금속 산화물을 사용하고, 음극, 즉 애노드에 탄소 물질(carbon material)을 사용한다. 배터리내의 리튬 이온은 충전 또는 방전되는 동안 양극과 음극 사이를 이동한다.
본 발명에 따른 배터리는 디바이스에 전력을 공급하고, 이러한 배터리를 이용하여 그 디바이스에 정보를 업로딩하는 것을 목적으로 한다.
일 양태에서, 본 발명은 전자 디바이스를 위한 배터리 팩으로서, 배터리 팩은 하우징; 상기 하우징과 연관된 적어도 하나의 배터리 셀(battery cell); 상기 하우징과 연관된 적어도 하나의 메모리 요소(memory element); 상기 하우징과 연관되고, 상기 배터리 셀로부터의 전력을 상기 전자 디바이스로 공급하는 적어도 하나의 전기적 연결; 상기 하우징과 연관되고, 상기 메모리 요소에 저장하기 위하여 상기 전자 디바이스로부터 데이터를 수신하고 및/또는 상기 메모리 요소로부터 상기 전자 디바이스에 데이터를 송신하는 적어도 하나의 통신 인터페이스를 포함한다.
다른 양태에서, 본 발명은 전자 디바이스를 위한 배터리 팩을 포함하는 장치로서, 하우징; 상기 하우징과 연관된 적어도 하나의 배터리 셀; 상기 하우징과 연관된 적어도 하나의 메모리 요소; 상기 하우징과 연관되고, 상기 배터리 셀로부터의 전력을 상기 전자 디바이스로 공급하는 적어도 하나의 전기적 연결; 상기 하우징과 연관되고, 상기 메모리 요소에 저장하기 위하여 상기 전자 디바이스로부터 데이터를 수신하고 및/또는 상기 메모리 요소로부터 상기 전자 디바이스에 데이터를 송신하는 적어도 하나의 통신 인터페이스를 포함하는 배터리 팩과; 상기 배터리 팩에 의해 전력을 공급받는 상기 전자 디바이스;및 배터리 셀을 재충전하고 및/또는 메모리로 데이터를 송신하고 및/또는 상기 메모리 요소로부터 데이터를 수신하는 전자 디바이스를 포함한다.
다른 양태에서, 배터리 팩으로부터 전력을 공급받는 전자 디바이스에 대해 데이터를 저장하고 액세스하는 방법으로서, 상기 배터리 팩과 연관된 메모리 요소를 사용하여, 상기 전자 디바이스에 의해 생성된 데이터를 저장하는 단계; 상기 메모리 요소내에 저장된 상기 데이터를 컴퓨터로 다운로드하는 단계; 및 분석 또는 다른 사용을 위해, 컴퓨터를 사용하여 상기 데이터를 액세스하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양태는 하우징; 상기 하우징과 연관된 적어도 하나의 배터리 셀; 상기 하우징과 연관된 적어도 하나의 메모리 요소; 상기 하우징과 연관되고, 상기 배터리 셀로부터의 전력을 상기 전자 디바이스로 공급하는 적어도 하나의 전기적 연결; 상기 하우징과 연관되고, 상기 메모리 요소에 저장하기 위하여 상기 전자 디바이스로부터 데이터를 수신하고 및/또는 상기 메모리 요소로부터 상기 전자 디바이스에 데이터를 송신하는 적어도 하나의 통신 인터페이스를 포함하는 배터리 팩을 포함하는 장치를 보안하는 방법으로서, 그 방법은 인증 코드(authorization code)와 위치 제한(location restriction) 중 적어도 하나인 보안 데이터(security data)를 상기 배터리 팩과 연관된 상기 메모리 요소에 다운로딩하는 단계; 상기 배터리 팩을 상기 전자 디바이스에 연결하는 단계; 및 상기 보안 데이터를 상기 전자 디바이스에 업로딩하는 단계를 포함하고, 상기 전자 디바이스는, 미리 결정된 응답이 사용자 또는 환경으로부터 발생하지 않으면, 상기 보안 데이터 및 보호 조치(protective measure)에 관한 입력을 자신의 환경에게 폴링(poll)하거나 또는 사용자에게 촉구하도록 구성된다.
다른 양태에서, 본 발명은 하우징; 상기 하우징과 연관된 적어도 하나의 배터리 셀; 상기 하우징과 연관된 적어도 하나의 메모리 요소; 상기 하우징과 연관되고, 상기 배터리 셀로부터의 전력을 상기 전자 디바이스로 공급하는 적어도 하나의 전기적 연결; 상기 하우징과 연관되고, 상기 메모리 요소에 저장하기 위하여 상기 전자 디바이스로부터 데이터를 수신하고 및/또는 상기 메모리 요소로부터 상기 전자 디바이스에 데이터를 송신하는 적어도 하나의 통신 인터페이스를 포함하는 배터리 팩을 구비한 전자 디바이스의 조작자(operator)에게 제품과 서비스를 광고하고 및/또는 데이터를 제공하는 시스템으로서, 상기 배터리 팩의 상기 메모리 요소는 상기 광고 및/또는 데이터와 함께 프리로드(preload)되고; 상기 광고 및/또는 데이터는, 상기 배터리 팩이 상기 전자 디바이스에 인터페이스될 때, 상기 전자 디바이스로 업로드된다.
본 발명에 따른 상기 배터리 팩은, 상기 전자 디바이스에 의해 생성되며, 배터리 팩을 교체함으로써 전자 디바이스가 즉시 재배치되도록 하는 데이터를 저장함으로써, 전자 디바이스의 사용 효율성을 향상시키는데 사용될 수 있고, 상기 데이터는 배터리 팩으로부터의 다운로드에 사용될 수 있다. 또한, 상기 배터리 팩은 광고와 소프트웨어 분배 시스템(software distribution system)에서 유용할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 의해 보다 명확해지고, 도면에서 유사한 숫자는 모두 유사한 부분을 참조한다.
도 1은 본 발명의 배터리를 도시한다.
일 실시예에서, 본 발명은 전자 디바이스를 위한 배터리 팩으로서, 배터리 팩은 하우징; 상기 하우징과 연관된 적어도 하나의 배터리 셀; 상기 하우징과 연관된 적어도 하나의 메모리 요소; 상기 하우징과 연관되고, 상기 배터리 셀로부터의 전력을 상기 전자 디바이스로 공급하는 적어도 하나의 전기적 연결; 상기 하우징과 연관되고, 상기 메모리 요소에 저장하기 위하여 상기 전자 디바이스로부터 데이터를 수신하고 및/또는 상기 메모리 요소로부터 상기 전자 디바이스에 데이터를 송신하는 적어도 하나의 통신 인터페이스를 포함한다. 본 발명에서 유용한 하우징은 단일 디바이스에 특히 맞도록 설계될 수 있고, 일반 또는 "범용(universal)" 배터리 팩을 사용하도록 설계된 다양한 디바이스에서 유용하도록 설계될 수 있다.
본 발명에서 유용한 배터리 셀은 전자 디바이스에 전력을 공급하는 기술 분야의 기술자에게 유용한 것으로 알려진 임의의 것일 수 있다. 예를 들어, 배터리들은 재충전식이거나 비재충전식일 수 있다. 배터리 셀이 비충전식 건전지 셀이면, 일부 실시예에서는 배터리 셀은 "건전지" 배터리이다.
배터리 셀이 재충전식 셀(rechargeable cell)이면, 납(lead)/황산(sulfuric) 배터리와 같은 습식 배터리이거나, 보다 일반적인 재충전식 배터리 중 하나 이상일 수 있다. 예를 들어, 니켈 카드뮴, 니켈 금속 하이드로이드, 또는 리튬 이온 배터리일 수 있다. 본 발명의 방법에 임의의 이러한 종래 배터리가 사용될 수 있다. 부가하여, 본 발명의 발명에 전자 디바이스에 전력을 공급하기 위해 사용될 수 있는 임의의 비-종래 배터리가 사용될 수 있다.
본 발명에서 유용한 메모리 요소는 배터리 팩 내에 데이터를 저장하기 위해 사용될 수 있는 것이다. 일부 실시예에서, 메모리 요소는 DRAM(Dynamic Random Access Memory)으로 구성된다. 이 메모리 타입은 이 분야의 기술자에게 잘 알려져 있다. 이 메모리 타입은 DIMMS 및 RIMMS로 알려진 두 가지 형식으로 구현된다. 부가하여, 이 메모리 타입은 주로 동기식 DRAM(SDRAM)으로 세분화되고, DDR(또는 더블 레이트 SDRAM)로 더 세분화된다.
또한, 본 발명의 방법에서는 전력이 공급되지 않는 경우에 상태가 변하지 않는 메모리 요소가 유용하다. 본 발명에서 예를 들어, 플레쉬 메모리 디바이스, 특히 NAND 형 플레쉬 메모리 디바이스가 특히 유용하다. 임의 타입의 메모리 유닛이 본 발명에서 사용될 수 있지만, 사용되지 않을 때 전력 소모가 적거나 없는 메모리 형태가 특히 본 발명에서 사용을 위해 바람직할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 배터리 팩은 배터리 요소로부터의 전력을 전자 디바이스로 공급하는 전기적 연결을 포함한다. 이 연결은 플러그 형태일 수 있지만, 또한 전자 디바이스에 전력을 공급하는 분야의 기술자에게 유용한 것으로 알려진 임의의 형태일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 배터리 팩은 통신 인터페이스를 포함한다. 통신 인터페이스는 전선(wire leads)를 사용하여 전자 디바이스에 연결되는 하드 와이어 인터페이스(hard wired interface) 일 수 있다. 이 실시예에서, 통신 인터페이스는 전기적 연결의 일부분일 수 있고, 전력 공급을 위한 도체(conductor)와 동일한 연결을 사용할 수 있다. 일 실시예에서, 인터페이스는 범용 직렬 버스(universal serial bus) 인터페이스이다. 다른 실시예에서, 인터페이스는 병렬 포트(parallel port),즉 RS232 인터페이스이다.
선택적 실시예에서, 또한 통신 인터페이스는 무선 디바이스일 수 있다. 전자 디바이스와 적어도 단방향 통신할 수 있는 임의의 디바이스가 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 통신 인터페이스는 디바이스와 양방향 통신이 가능하고, 예를 들어 상표 BLUETOOTH®를 사용하여 판매되는 무선 모뎀 디바이스일 수 있다.
본 발명의 배터리 팩은 제 2 인터페이스를 포함할 수 있다. 제 2 인터페이스는 제 2 전자 디바이스와의 통신에 유용할 수 있고, 적어도 일 실시예에서, 제 2 인터페이스는 범용 직렬 버스 인터페이스이다.
본 발명의 방법을 사용함에 있어서, 배터리 팩은 전자 디바이스에 동작가능하게(operatively)으로 연결될 수 있다. 배터리 팩에 의해 전력을 공급받는 모든 전자 디바이스가 이 방법과 함께 사용될 수 있지만, 일부 실시예에서 그 전자 디바이스는 휴대용 컴퓨터(portable computer); 셀 폰, 모바일 폰, PDA(Personal Data Assistant), 호출기(pager), 휴대용 오디오/비디오 미디어 플레이어, 센서, 또는 군사 디바이스이다. 배터리 팩은 동작가능하게 연결될 수 있고, 즉 디바이스에 전력을 공급할 수 있도록 연결될 수 있고, 그 배터리 팩은 전자 디바이스 상에 지지되거나 전자 디바이스의 내에 지지될 수 있다. 선택적 실시예에서는, 배터리 팩이 전자 디바이스에 의해 지지되지 않고, 케이블 또는 그와 유사한 것을 사용하여 동작가능하게 연결된다.
본 발명의 일 실시예에서는, 배터리 팩은 마이크로 프로세서를 더 포함한다. 배터리 팩내에 탑재될 수 있고, 또한 이 기술 분야의 기술자에게 잘 알려져 있는 임의의 마이크로 프로세서는 본 발명과 함께 사용될 수 있다.
또 다른 실시예에서는, 배터리 팩은 위성 항법 장치(global positioning satellites)를 사용하여 배터리 팩의 위치를 해석하는 디바이스를 더 포함할 수 있다. 통상적으로 GPS 디바이스로 알려진 이러한 디바이스는 이 기술 분야의 기술자에 유용한 것으로 알려진 임의의 방식으로 결합될 수 있다.
본 발명의 배터리 팩은 플레쉬 카드 판독기(flash card reader)를 포함할 수 있다. 플레쉬 카드는 임의의 포맷일 수 있다. 예를 들어, 플레쉬 카드 판독기는 SD(Secure Digital), CF(CompactFlash), MS(Memory Stick), MMC(MultiMediaCard), xD(xD-Picture Card), 및 SM(SmartMedia)일 수 있다. 임의의 이러한 플레쉬 카드 판독기는 본 발명의 장치에 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 본 발명의 배터리 팩은 배터리 셀을 재충전하는 기능을 수행하는 디바이스에 접속된다. 다수의 배터리 충전기(battery charger)는, 충전 중인 배터리가 시간 구간(period of time) 동안 고속 레이트로 충전된 후, 그 배터리가 미리 결정된 충전 레벨에 도달하면 더 낮은 레이트 즉 "소량(trickle)" 레이트로 충전되는 듀얼 레이트 충전 시퀀스(dual rate charge sequence)를 이용한다. 급속 충전 시퀀스(rapid charge sequence)는 배터리 전압 대 시간의 변곡점(inflection)(V), 또는 온도 대 시간의 변곡점(T) 중 하나를 사용하여 종료하거나 또는 배터리가 소정의 정전류 정전압(CC-CV)에 해당하는 특정 전압에 도달하면 종료한다. 이 시점에, 일반적으로 충전기는 저속 충전 레이트로 천이된다. 이 저속 충전 레이트는 고정된 저속 충전 레이트이거나, 최대 레이트(full late)보다 낮은 다양한 레이트일 수 있다. 이 레이트는 소량 충전 레이트(trickle charge rate) 또는 톱-오프 충전 레이트(top-off charge rate)로 일컬어진다. 리튬 이온 배터리의 경우, 이 레이트는 배터리 전압이 미리 결정된 전압값을 초과하지 않도록 하기 위해 조정된다. 이것은 CC-CV 프로파일의 CV 부분으로서 알려져 있다.
리튬 이온 배터리는 일반적으로 CC-CV 방식을 사용함으로써 충전된다. CC-CV 방식 알고리즘은 배터리를 고정된 전류 레이트로 미리 결정된 전압까지 충전한다. 미리 결정된 전압이 달성되면, 충전지는 소량,즉 낮은 충전 레이트로 천이된다. 임의의 이러한 방식,즉 배터리를 재충전하는 방식들이 본 발명의 방법에 이용될 수 있다.
적어도 본 발명의 일부 실시예의 방법에서, 또한 배터리를 재충전하기 위해 사용되는 디바이스는 배터리 팩의 메모리 요소에서 데이터를 검색하고 및/또는 데이터 팩의 메모리 요소에 데이터를 기록하는 기능을 수행한다. 상기 검색 및/또는 기록하는 것은 각각 다른 시점 또는 동시 중 한 시점에 발생할 수 있다. 예를 들어 일 실시예에서, 배터리 팩은 재충전하는 디바이스에 동작가능하게 접속되고, 이와 동시에 재충전 과정이 시작되고 그 이후에, 조작자는 배터리 팩의 메모리 요소로부터 데이터 덤프(dump)를 시작할 수 있다. 선택적 실시예에서, 조작자는 데이터 덤프를 하는 것 대신에, 신규 데이터를 메모리 요소에 업로드할 수 있다.
본 발명의 배터리 팩의 일 애플리케이션은 전자 디바이스가 빠르게 재배치(redeploy)될 필요가 있는 애플리케이션으로부터의 데이터를 저장하기 위해 메모리 요소를 사용할 수 있다. 이 실시예에서, 전자 디바이스에 의해 생성된 데이터는 실시간으로 또는 조작자-생성 데이터 덤프를 통해 배터리 팩에 저장된다. 배터리 팩은 전자 디바이스로부터 제거되고, 새로운 (또는 재충전된) 배터리 팩인 제 2 배터리 팩으로 대체된다. 이후 제 1 배터리 팩이 재충전됨과 동시에 메모리 요소로부터의 데이터는 컴퓨터에 다운로드된다. 이 데이터는 분석 또는 임의의 다른 사용을 위해 사용될 수 있다. 데이터가 사용되거나 분석될 곳에 디바이스가 스스로 데이터를 다운로드하지 않아도 되기 때문에, 디바이스는 신속하게 재사용할 수 있다. 이것은 전자 디바이스가 부피가 크거나, 은폐되거나, 이동되면 재구성되어야 할 때 특히 편리하다.
또한, 배터리 팩은 데이터를 다운로드하기 위해 사용되는 디바이스에 전력을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 배터리 팩은 데이터를 플레쉬 카드로 전송하는 플레쉬 카드 판독기에 전력을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 플레쉬 카드는 제거될 수 있고, 컴퓨터에 옮겨질 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서는 배터리 팩의 메모리 요소 내에 저장된 데이터가 실시간으로 저장되는 반면, 다른 실시예에서는 그 데이터가 실시간으로 저장되지 않는다. 이미 상술된 바와 같이, 전자 디바이스에 의해 생성된 데이터는 전자 디바이스의 메모리 요소 내에 먼저 저장된 다음, 이후 시점(예를 들어 조작자 또는 미리 프로그램된 간격에 의해 시작되는 시점)에 배터리 팩에 전송된다. 다른 실시예에서, 데이터는 전자 디바이스에 의해 생성되지만 그 후 버퍼링 프로세스를 사용하여 배터리 팩의 메모리 요소에 전송된다.
본 발명의 방법은 많은 애플리케이션에서 사용될 수 있지만, 본 발명의 방법이 매우 적절한 애플리케이션은 보안(security)이다. 이러한 일 방법은 전자 디바이스와 배터리 팩을 포함하는 장치를 보안하는 방법으로서, 인증 코드와 위치 제한 중 적어도 하나인 보안 데이터를 상기 배터리 팩과 연관된 상기 메모리 요소에 다운로딩하는 단계; 상기 배터리 팩을 상기 전자 디바이스에 연결하는 단계; 및 상기 보안 데이터를 상기 전자 디바이스에 업로딩하는 단계를 포함하고, 상기 전자 디바이스는, 미리 결정된 응답이 사용자 또는 환경으로부터 발생하지 않으면, 상기 보안 데이터 및 보호 조치에 관한 입력을 자신의 환경에게 폴링하거나 또는 사용자에게 촉구하도록 구성된다.
이 방법에서, 보안 데이터는 인증 코드일 수 있고, 디바이스는 인증된 사용자(authorized user)에 의해 착용된 디바이스가 전송하는 신호를 자신의 환경에게 폴링(polling)하도록 구성될 수 있다. 선택적 실시예에서, 조작자는 인증 코드를 단지 수동으로 입력할 수 있다. 다른 실시예에서, 보안 데이터는 위치 제한일 수 있고, 전자 디바이스는 디바이스가 허용된 위치내에서 동작하는가를 확인하기 위하여 내장 GPS 디바이스 또는 배터리 팩내에 위치된 GPS 디바이스를 사용할 수 있다.
디바이스를 보안하기 위해 사용할 때, 본 발명의 방법은 전자 디바이스가 자신이 보호 조치를 취하고 있음을 나타내는 표시를 조작자에게 제공하지 않는 방식으로 계속 동작하고, 그 후에, 디바이스가 인증되지 않은 사람의 수중에 있다는 무선 신호를 전송하거나 또는 에러 데이터를 생성하는 것 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 전자 디바이스 또는 배터리 팩이 전자 디바이스로의 전력 공급을 간단하게 중단할 수 있다. 상기 다른 실시예에서, 전자 디바이스 또는 배터리 팩이, 전자 디바이스의 전자 구성요소 또는 데이터 중 적어도 하나 또는 배터리 팩이 파괴되는 시퀀스를 시작할 수 있다.
본 발명의 보안 양태의 다른 실시예는 타이머 또는 시계 요소를 통합함으로서 구현될 수 있거나, 애플리케이션의 배터리 팩의 요소 내/상에 이미 존재하는 시계 회로를 사용하여 구현될 수 있다. 미리 선택되고 하드 코드되거나(hard coded) 또는, 선택적으로는, 사용자에 의해 입력된 시간 기간 후에, 수집된 데이터가 파괴/소거되도록 논리적 명령어 세트가 구현될 수 있다. 이는 재충전식 배터리들이 다시 사용되는 경우, 데이터로의 비인증된 액세스를 방지하는데 유용할 수 있다. 이와 유사한 다른 실시예에서는, 본 발명의 배터리 팩의 동일한 특징은 배터리 및/또는 배터리 팩에 접속된 전자 디바이스를 "자기 파괴(self destruct)" 하도록 할 수 있다. 또한, 바로 위의 문단에서 설명된 것과 다른 보안 조치가 구현될 수 있다.
시계 또는 타이밍 요소의 사용은 비인증된 상업적 사용을 방지하기 위한 실시예에서 특히 유용할 수 있다. 본 출원의 배터리 팩을 사용하는 디바이스가 설정 시간동안 임대되는 상업적 상황에서, 시계는 임대 기간을 경과한 후의 사용을 제한하기 위해 사용될 수 있다. 타이밍 요소는 신호 디바이스를 구동하기에 충분한 전력이 공급되는 동안, 위치 신호가 송신되는 것을 보장하기 위해 사용될 수 있다. 타이밍 요소는 배터리 팩 자체 내/상의 요소의 성능(capability) 중에서 임의의 기능 또는 배터리 팩에 연결(무선으로 연결된 것도 포함함)된 임의의 전자 디바이스를 시작시키기 위해 사용될 수 있다.
또한, 본 출원의 배터리 팩은 상업적 설비내에서 성능 모니터링과 손실 방지를 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 배터리 팩의 GPS 위치와 타임 스탬프(time stamp)는 고용인이 정지하고 있지 않고 순찰하는 것을 보장하기 위해서 기록될 수 있다. 유사하게, 고가격 물품(high-ticket item)상에 보안 디바이스와 함께 사용되면, 본 발명의 배터리 팩에 의해 기록된 데이터는 물품의 이동과 특정 고용인을 상관시키는데 이용될 수 있다.
또한, 본 발명의 배터리 팩은 부가적으로 다른 암호화 또는 복호화 디바이스를 구비할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에서, 배터리 팩은 정밀한 GPS 데이터에 액세스하기 위해 군대에서 사용되는 ROCKWELL COLLINS® SAASM(Selective Availability Anti-Spoofing Module)와 같은 하드웨어 암호화/복호화 디바이스를 포함하도록 변형될 수 있다. 이러한 변형에 의해 배터리 팩을 군사적 사용을 위해 쉽게 업그레이드할 수 있다.
본 발명이 사용될 수 있는 또 다른 애플리케이션은 광고이다. 일 실시예에서, 본 발명은 배터리 팩을 구비한 전자 디바이스의 조작자에게 제품과 서비스를 광고하고 및/또는 데이터를 제공하는 시스템으로서, 전자 디바이스의 소유자/조작자에게 배터리 팩을 제공하는 것을 포함한다. 전자 디바이스는 전력을 위해 배터리 팩을 사용하고, 전자 디바이스는 배터리 팩으로부터 데이터를 수신하도록 구성되거나 구성될 수 있는 인터페이스를 가지고, 배터리 팩은 하우징; 하우징과 연관된 적어도 하나의 배터리 셀; 하우징과 연관된 적어도 하나의 메모리 요소; 하우징과 연관되고, 배터리 셀로부터의 전력을 전자 디바이스로 공급하는 적어도 하나의 전기적 연결; 하우징과 연관되고, 메모리 요소에 저장하기 위하여 전자 디바이스로부터 데이터를 수신하고 및/또는 메모리 요소로부터 전자 디바이스에 데이터를 송신하는 적어도 하나의 통신 인터페이스를 포함한다. 배터리 팩의 메모리 요소는 광고 및/또는 데이터와 함께 프리로드(preload)되고, 광고 및/또는 데이터는, 배터리 팩이 전자 디바이스에 인터페이스될 때, 전자 디바이스로 업로드된다. 이 형태의 실시예에서, 광고주는 데이터 및/또는 광고를 배터리 팩에 업로드시키기 위하여 비용을 지불한다.
광고주는 음악, 비디오, 책 및/또는 게임 등을 포함하는 멀티미디어 파일까지도 업로드할 수 있다. 배터리 팩이 셀 폰 또는 비디오 게임기에 전력을 공급하기 위해 사용되는 경우, 이러한 파일들은 제품의 구매하도록 전자 디바이스의 사용자를 권유하는데 사용되거나, 광고주가 제품을 전달하는 수단으로서 이 방법을 사용할 수 있다. 이러한 애플리케이션에서, 파일은 전달된 후에 해제(unlock)되거나 그 밖의 유료로 재생 가능하게 만들어질 수 있다.
본 발명의 이러한 방법의 일 실시예는 이러한 배터리 팩을 소비자에게 제공하는 다수의 다른 판로(outlet)를 사용하는 것을 포함한다. 일 실시예에서, 배터리 팩은 자판기를 사용하여 전달될 수 있고, 다른 방법으로 메일 주문 또는 택배(home delivery)를 통해 교환될 수 있고, 판매, 회원 가입(subscription) 또는 대여에 의해 교환될 수 있다. 이러한 실시예에 대한 이점은 배터리의 가격을 낮추는데 광고가 사용될 수 있다는 것인데, 광고비가 사실상 배터리의 가격에 보조금을 지급하는데 사용될 수 있기 때문이다.
이제 도 1을 살펴보면, 본 발명의 실시예는 3 개의 배터리 셀(101a, 101b, 101c)를 포함하는 하우징(100), RAM(102)과 플레쉬 메모리(103)를 구비한 마이크로프로세서, 무선 모뎀(104), GPS 수신기(105), 및 플레쉬 카드 판독기(106)를 포함한다. 배터리 셀은 전자 디바이스에 전력을 공급하기 위해 사용된다. GPS 수신기는 배터리 팩에 동작가능하게 연결된 전자 디바이스 또는 배터리 팩의 공간적인 위치를 결정하는 배터리 팩 자체 마이크로 프로세서에 의해 사용될 수 있다. 플레쉬 구동부는 마이크로 프로세서를 사용하여 배터리 팩의 메모리로 데이터를 입력하기 위해 사용될 수 있다. 무선 모뎀은 배터리 팩에 의해 전력을 공급받는 디바이스 또는 다른 분리된 디바이스와 단향방 또는 양방향 통신을 위해 인터페이스하는데 사용될 수 있다.
[예시]
본 발명의 설명을 위해 아래 예시들이 제공된다. 이 예들은 본 발명의 범위를 한정하는 것을 의도하지 않으며, 이러한 예들은 한정적으로 해석되지 않아야 한다.
가정적 예시 1
발포(gunshots) 위치를 결정하는 유용한 군사 디바이스는 도시 환경에서 반란 세력(insurgent forces)에 대항하여 당국에 의해 빠른 반응을 촉진하기 위하여 사용될 수 있다. 이 디바이스는 전력 공급을 위해 본 발명의 배터리 팩을 사용한다. 디바이스를 사용하기 전에, 당국은 디바이스를 프로그램하여, 지리적 좌표에 의해 특정된 영역의 밖에서는 사용될 수 없도록 한다. 특정 지리적 좌표는 암호화된 형식으로 배터리 팩의 메모리 내에 저장된다.
디바이스가 사용된 후, 반란 세력에 의해 디바이스가 노획된다. 반란 세력은 당국에 의해 고용된 저격자의 위치를 알아내는데 디바이스를 사용하기로 한다. 반란군은 디바이스를 인증된 지리적 좌표를 벗어나는 다른 영역으로 이동시킨다. 자신의 위치를 폴링하도록 미리 프로그램된 명령을 따르는 전자 디바이스의 마이크로 프로세서는 디바이스가 자신의 허용된 동작 영역의 밖에 위치한 것을 나타내는 결과를 환원한다.
당국에 의해 고용된 저격자에 의해 발사된 경우에는, 디바이스는 발포 소리에 의해 활성화된다. 보안 위반 모드(security violation mode)에서 동작하면, 전자 디바이스는 발포 위치를 양 방향으로 50 미터만큼 변경한다. 발사에 반격을 시도하는 반란군은 자신들의 위치가 노출되어, 당국의 군대로부터 반격을 받게 된다.
가정적 예시 2
셀 폰에 유용한 소프트웨어의 제조자는 셀 폰에 호환가능한 인터페이스를 갖는 본 발명의 배터리 팩의 제공자와 계약하여, 이러한 배터리의 상당한 수량에 시범 소프트웨어(demonstration software)를 프리로드한다. 이에 대한 보상으로, 소프트웨어 제조자는 배터리 팩 제공자에게 배터리 팩의 소비자 가격의 70%에 상당하는 금액을 지급한다. 배터리 팩 제공자는 이후 공항, 시장, 다른 대중적 장소에 위치한 자판기와; 셀 폰 사용자에게 배터리를 판매하는 재래 상점을 모두 이용하여, 시범 소프트웨어가 프리로드된 배터리 팩을 종래 배터리의 가격보다 50% 낮은 가격으로 대중에게 판매한다.
가정적 예시 3
배터리로 동작하고, 소프트웨어를 업로딩 또는 다운로딩하는 무선 인터페이스를 갖는 비디오 게임기의 제조자는 본 발명의 배터리 팩의 제공자에게 비용을 지불하고, 무선 인터페이스와 메모리 요소를 모두 갖는 배터리 팩을 상당량 제공받는다.　 비디오 게임 제조자는 이후 대중들에게 가입 서비스(subscription service)를 제공하고, 대중은 비디오 게임용 소프트웨어가 프리로드된 배터리 팩을 구매할 수 있다.
100 : 하우징
101a, 101b, 101c : 배터리 셀
102 : RAM
103 : 플레쉬 메모리
104 : 무선 모뎀
105 : GPS 수신기
106 : 플레쉬 카드 판독기

Claims (28)

  1. 전자 디바이스를 위한 배터리 팩으로서,
    하우징;
    상기 하우징과 연관된 적어도 하나의 배터리 셀(battery cell);
    상기 하우징과 연관된 적어도 하나의 메모리 요소(memory element);
    상기 하우징과 연관되고, 상기 배터리 셀로부터의 전력을 상기 전자 디바이스로 공급하는 적어도 하나의 전기적 연결(electrical connection);
    상기 하우징과 연관되고, 상기 메모리 요소에 저장하기 위하여 상기 전자 디바이스로부터 데이터를 수신하고 및/또는 상기 메모리 요소로부터 상기 전자 디바이스에 데이터를 송신하는 적어도 하나의 통신 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 팩은 상기 전자 디바이스에 동작가능하게(operatively) 결합된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 팩은 상기 전자 디바이스 상 또는 내에 지지되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 셀은 리튬-망간 화합물(lithium manganese chemistry) 또는 스피넬 화합물(spinel chemistry)을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 청구항 1에 있어서,
    마이크로 프로세서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 청구항 5에 있어서,
    GPS 수신기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 청구항 5에 있어서,
    무선 인터페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 청구항 5에 있어서,
    플레쉬 카드 판독기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 청구항 5에 있어서,
    제 2 전자 디바이스와 통신하기 위한 제 2 통신 인터페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제 2 통신 인터페이스는 USB 포트인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 청구항 5에 있어서,
    상기 배터리 팩은 상기 배터리 셀을 재충전하는 기능 및/또는 상기 메모리 요소로부터 데이터를 검색하거나 상기 메모리 요소로 신규 데이터를 기록하는 기능을 수행하는 디바이스와 접속 가능한 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 청구항 5에 있어서,
    타이밍 요소(timing element)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 청구항 5에 있어서,
    암호화/복호화 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 청구항 1의 배터리 팩;
    상기 배터리 팩에 의해 전력을 공급받는 전자 디바이스; 또는
    상기 배터리 셀을 재충전하고 및/또는 상기 메모리 요소로 데이터를 송신하고 및/또는 상기 메모리 요소로부터 데이터를 수신하는 전자 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 배터리 팩에 의해 전력을 공급받는 상기 전자 디바이스는 휴대 가능한 컴퓨터이고,
    상기 휴대 가능한 컴퓨터는 셀 폰, 모바일 폰, PDA(Personal data Assistant), 휴대용 오디오/비디오 미디어 플레이어, 휴대용 게임 디바이스, 호출기(pager), 센서, 또는 군사 디바이스인 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 배터리 팩으로부터 전력을 공급받는 전자 디바이스에 대해 데이터를 저장하고 액세스하는 방법으로서,
    상기 배터리 팩과 연관된 메모리 요소를 사용하여, 상기 전자 디바이스에 의해 생성된 데이터를 저장하는 단계;
    상기 메모리 요소내에 저장된 상기 데이터를 컴퓨터로 다운로드하는 단계; 및
    분석 또는 다른 사용을 위해, 컴퓨터를 사용하여 상기 데이터를 액세스하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 벙법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    배터리 팩에 의해 전력을 공급받는 전자 디바이스에 의해 생성된 데이터를 분석하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 배터리 팩을 재충전하는 단계와, 상기 배터리 팩으로부터 전력을 공급받는 상기 전자 디바이스가 아닌 전자 디바이스를 사용하여 상기 메모리로부터 데이터를 다운로드하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 배터리 팩에 의해 전력을 공급받는 상기 전자 디바이스를, 제 2 배터리 팩을 사용하여 재사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 배터리 팩은 재충전됨과 동시에 상기 데이터가 다운로드되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 청구항 18에 있어서,
    상기 배터리를 재충전하는 단계는 상기 배터리 팩으로부터 전력을 공급받는 상기 전자 디바이스가 아닌 전자 디바이스와 연결되면 시작되고, 상기 데이터는 조작자에 의해 선택된 시점에 다운로드되는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 청구항 16에 있어서,
    상기 메모리 요소에 저장된 상기 데이터는 실시간으로 저장되는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 청구항 16에 있어서,
    상기 메모리 요소에 저장된 상기 데이터는 상기 배터리 팩에 의해 전력을 공급받는 상기 전자 디바이스 내에 위치한 버퍼에 먼저 저장되고, 그 후에 상기 배터리 팩과 연관된 메모리 요소로 다운로드되는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 전자 디바이스와 청구항 1의 배터리 팩을 포함하는 장치를 보안하는 방법으로서,
    인증 코드(authorization code)와 위치 제한(location restriction) 중 적어도 하나인 보안 데이터(security data)를 상기 배터리 팩과 연관된 상기 메모리 요소에 다운로딩하는 단계;
    상기 배터리 팩을 상기 전자 디바이스에 연결하는 단계; 및
    상기 보안 데이터를 상기 전자 디바이스에 업로딩하는 단계를 포함하고,
    상기 전자 디바이스는, 미리 결정된 응답이 사용자 또는 환경으로부터 발생하지 않으면, 상기 보안 데이터 및 보호 조치(protective measure)에 관한 입력을 자신의 환경에게 폴링(poll)하거나 또는 사용자에게 촉구하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 청구항 24에 있어서,
    상기 보안 데이터는 인증 코드(authorization code)이고, 상기 전자 디바이스는 인증된 사용자(authorized user)에 의해 착용된 디바이스가 전송한 신호를 자신의 환경에게 폴링하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 청구항 24에 있어서,
    상기 보안 데이터는 인증 코드이고, 상기 전자 디바이스는 연관된 코드의 입력을 사용자에게 요구하도록 구성된 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 청구항 24에 있어서,
    상기 보안 데이터는 위치 제한이고, 상기 전자 디바이스는 상기 전자 디바이스가 제한된 위치내에서 동작하는가를 확인하기 위하여 GPS 신호를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 청구항 24에 있어서,
    상기 보호 조치는
    상기 전자 디바이스가 자신이 보호 조치를 취하고 있음을 나타내는 표시를 조작자에게 제공하지 않는 방식으로 계속 동작하고, 그 후에, 상기 디바이스가 인증되지 않은 사람의 수중에 있다는 무선 신호를 전송하거나 또는 에러 데이터를 생성하는 것;
    상기 전자 디바이스 또는 상기 배터리 팩이 상기 전자 디바이스로의 전력 공급을 중단하는 것; 및
    상기 전자 디바이스 또는 상기 배터리 팩이, 상기 전자 디바이스의 전자 구성요소 또는 데이터 중 적어도 하나 또는 상기 배터리 팩이 파괴되는 시퀀스를 시작하는 것 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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