KR20100111276A - 전지의 수명 종료 결정 - Google Patents

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Abstract

소정 시점에 전지의 방전 용량을 결정하는 것, 전지의 기능 종료점에서 방전 용량을 결정하는 것, 및 소정 시점에서의 전지의 방전 용량과 전지의 기능 종료점에서의 전지의 방전 용량의 함수로서 소정 시점에서 전지에 남은 연료를 결정하는 것을 포함하는, 전지의 수명 종료를 결정하는 방법이 개시되었다. 결정된 남아 있는 연료는 전지의 수명 종료를 지시한다.

Description

전지의 수명 종료 결정{BATTERY END OF LIFE DETERMINATION}
본 발명은 일반적으로 전지의 수명 종료를 결정하는 것에 관한 것이다.
전지 구동식 전기기기는 도처에 편재해 있다. 어떤 경우에는, 전지 구동식 디바이스에 사용중인 전지의 수명의 종료가 가까울 때를 아는 것이 바람직하다. 예를 들어, 랩톱과 같은 전지 구동식 컴퓨터를 사용할 때 적절한 조치가 취해질 수 있도록 전지의 수명의 종료가 가까워 올 시점을 아는 것이 유용하다. 그러한 조치의 예로는 파일을 저장하는 것, 애플리케이션을 닫는 것, 시스템의 전력을 감소시키는 것, 외부 전력을 공급하는 것, 전지를 충전하는 것뿐 아니라 기타 조치를 포함한다. 이러한 조치들은 수동작업으로 또는 자동으로 수행될 수 있다. 랩톱과 같은 일부 전지 구동식 전기기기는 전지의 추정된 남아 있는 수명이 경고 문턱값 이하로 될 때 전지의 남아 있는 수명에 대해 시각적(visual) 지시 및/또는 청각적(audible) 지시를 제공할 수 있다.
전지 구동식 전기기기에 사용되는 전지의 남아 있는 연료를 추정하기 위해 다양한 접근법들이 사용되어 왔다. 그러한 접근법들은 폐회로 전압(CCV;closed circuit voltage), 개방 회로 전압(OCV;open circuit voltage), 임피던스, 시간에 따른 전류 변화, 시간에 따른 전압 변화, 및/또는 방전 동안 제거된 용량(쿨롱 단위로 계산됨)을 기초로 한다. 유감스럽게도, 전지 방전 작용에 영향을 미치는 여러 요인이 있다. 예를 들면, 전지 온도, 방전률, 방전 모드(전류, 전력 또는 부하), 방전 간헐성(intermittency), 전지-전지 변동, 전지의 초기 방전률, 방전 특성, 방전 동안 온도 변화, 전지 화학뿐만 아니라 기타 요인들이 있다. 상기 설명한 접근법들은 일반적으로 하나 이상의 상기 요인들에 대해 적합하지 않은 데, 특히 Li/FeS2와 같은 일차 전지 화학에 대해 적합하지 않다. 결과적으로, 이 접근법들은 전지의 남아 있는 수명을 기능 종료점에 대해 과대 추정하거나 과소 추정하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 일부 경우에, 전지 구동식 전기기기는 임의의 조치가 취해지기 이전에 턴 오프될 수 있지만, 일부 다른 경우엔 그러한 조치들은 너무 일찍 수행될 수도 있다.
상기 설명한 내용을 고려할 때, 상기한 요인 및/또는 기타 요인에 대해 대처하는 전지 수명 종료 결정기에 대한 해결이 요구된다.
본원의 양태는 상기와 같은 문제 및 기타 문제에 대해 대처한다.
본원의 한 양태에서, 전지의 수명 종료를 결정하는 방법은, 소정 시점에서의 전지의 방전 용량을 결정하는 것, 전지의 기능 종료점에서 방전 용량을 결정하는 것, 및 소정 시점에서의 방전 용량과 전지의 기능 종료점에서의 전지의 방전 용량의 함수로서 소정 시점에서 전지에 남은 연료를 결정하는 것을 포함한다. 결정된 연료는 전지의 수명 종료를 지시한다.
본원의 또다른 양태에서, 전지의 수명 종료를 결정하는 방법은, 전지의 기능 종료점에서의 방전 용량 및 소정 시점에서의 방전 용량에 기초하여 전지의 수명 종료를 결정하는 것을 포함하고, 소정 시점에서의 방전 용량은 쿨롱 단위로 계산하여 결정된다.
본원의 또다른 양태에서, 전지의 수명 종료를 결정하는 방법은, 전지의 기능 종료점에서의 방전 용량 및 소정 시점에서의 방전 용량에 기초하여 전지의 수명 종료를 결정하는 것을 포함하고, 소정 시점에서의 방전 용량은 전지의 폐회로 전압과 전지에 대한 온도에 기초하여 결정된다.
본원의 또다른 양태에서, 전지 구동식 전기기기는, 전지 연료량을 측정하는 명령어를 저장하는 메모리, 적어도 하나의 전지를 수용하도록 구성된 전지 수용부로서, 이 전지 수용부에 삽입된 전지와 전기적으로 통신하는 적어도 하나의 전기 콘택트를 포함하는, 상기 전지 수용부, 및 메모리와 상기 전지 수용부의 적어도 하나의 전기 콘택트와 동작적으로 통신하는 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는 전지 연료량을 측정하는 명령어를 실행하고, 적어도 하나의 전기 콘택트를 통해 획득된 전지에 대한 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 전지 수용부에 설치된 전지의 남은 수명을 추정한다. 상기 프로세서는 결정된 전지의 남은 수명이 미리설정된 연료 레벨 미만일 때 적어도 하나의 동작을 호출한다. 상기 전지 연료량을 측정하는 명령어는 전지의 기능 종료점에서의 예상된 방전 용량과 전지의 방전 용량의 함수로서 전지의 남은 수명을 결정한다. 한 예로서, 전지는 필수적으로 리튬 기반 일차 전지로 이루어지고, 더욱 바람직하게는, 리튬-철 이황화물 전지로 이루어진다. 그러나, 기타 전지 화학도 채용될 수 있다.
본원의 또다른 양태에서, 전지 구동식 전기기기는 또한 적어도 하나의 광원을 포함하고, 적어도 하나의 광원은 전지에 의해 공급되는 전력으로 조명된다.
당업자는 하기의 발명의 상세한 설명을 읽고 이해할 때 본원에 대한 여러 양태를 이해할 것이다.
개선된 전지 수명 종료 결정기가 제공된다.
본원은, 동일한 구성요소에 대해 마찬가지의 도면 참조부호로 표기한 첨부 도면으로 단지 예시된 것이며, 이 도면에 한정되진 않는다.
도 1은 전지의 수명 종료를 결정하는 예시적인 전지 연료량 측정 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 전지 연료량 측정 시스템을 사용하여 전지의 실제 남아 있는 수명 대 결정된 전지의 남아 있는 수명을 나타낸 곡선을 이용하여 표현한 그래프이다.
도 3은 도 1의 전지 연료량 측정 시스템을 사용하여 연료를 측정하는 예시적인 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 전지의 수명 종료를 결정하는 또다른 예시적인 전지 연료량 측정 시스템을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 전지 연료량 측정 시스템을 사용하여 전지의 실제 남아 있는 수명 대 결정된 전지의 남아 있는 수명을 나타낸 곡선을 이용하여 표현한 그래프이다.
도 6은 도 4의 전지 연료량 측정 시스템을 사용하여 연료를 측정하는 예시적인 방법을 설명하는 도면이다.
도 7은 예시적인 전지 구동식 전기기기를 나타내는 도면이다.
도 8은 예시적인 전지 구동식 조명기기를 나타내는 도면이다.
도 9 및 10은 온도의 범위에 대해 연료량을 측정하는 것을 나타내는 그래프이다.
도 11은 간헐적인 상이한 방전시점에서 연료량을 측정하는 것을 나타내는 그래프이다.
도 12 및 13은 전지 설계 변경에 대해 연료량을 측정하는 것을 나타내는 그래프이다.
도 14는 부분적으로 방전된 전지에 대해 연료량을 측정하는 것을 나타내는 그래프이다.
도 15는 1 스텝 방전 및 2 스텝 방전에 대해 연료량을 측정하는 것을 나타내는 그래프이다.
도 16은 상이한 방전율에 걸쳐 연료량을 측정하는 것을 나타내는 그래프이다.
도 17은 온도의 변동에 대해 연료량을 측정하는 것을 나타내는 그래프이다.
도 18 및 19는 부정확한 전지 화학에 기초하여 연료량을 측정하는 것을 나타내는 그래프이다.
도 20은 정확한 전지 화학에 기초하여 연료량을 측정하는 것을 나타내는 그래프이다.
도 21 내지 24는 방전 용량 곡선을 나타내는 그래프이다.
하기의 설명은 조명 전기기기(예를 들어, 플래시라이트, 테이블 램프등) 및 비조명 전기기기(예를 들어, 개별 디바이스, 디지털 카메라, 컴퓨터상에서 하나 이상의 이차 전지를 재충전하기 위해 일차 전지를 사용하는 전지 수명 연장기, 셀룰러 전화기, 게임)와 같은 다양한 전지 구동식 전기기기에 사용될 수 있다. 한 예에서, 결정된 전지의 수명 종료는 전기기기의 오퍼레이터가 결정된 전지의 남은 수명에 기초하여 적합하게 행동(아무것도 하지 않는 것을 포함하여)을 취할 수 있도록 제공될 수 있다(예를 들어, 시각적으로, 청각적으로 등). 또다른 예에서, 전기 회로는 결정된 전지의 수명 종료에 기초하여 적절한 동작(아무것도 하지 않는 것을 포함하여)을 호출할 수 있다. 기타 동작 및/또는 응답도 고려해 볼 수 있다.
본원에 설명된 전지의 수명 종료를 결정하는 접근법은 전지의 남은 수명에 대한 결정에 영향을 미칠 수 있는 다양한 요인에 대해 정확하고 및/또는 신뢰성있는 연료량 측정을 제공할 수 있다는 것을 알아야 한다. 그러한 요인들로는 전지 온도, 방전률, 방전 모드, 간헐적 전지 사용, 전지의 설계 변형, 전지의 초기 상태(예를 들어, 새로운 전지 또는 사용된 전지), 방전 특성(예를 들어, 1 스텝 또는 2 스텝), 전지 사용상태(예를 들어, 양호함 또는 형편없음), 및/또는 기타 요인중 하나 이상을 포함하지만 이들로만 제한되는 것은 아니다.
먼저 도 1을 참조하면, 전지 구동식 전기기기내의 전지의 남은 수명(남아 있는 전지 연료)을 결정하는 전지 연료량 측정 시스템(100)의 블록도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 전지 연료량 측정 시스템(100)은 임의 소정 시점에 전지의 폐쇄 회로 전압(CCV), 또는 부하 전압(loded voltage)을 결정할 수 있는 폐회로 전압 결정기(102)를 포함한다. 시스템(100)은 또한 소정 시점에서 전지의 방전 용량(Qm)을 결정할 수 있는 방전 용량 결정기(104)를 포함한다. 도시된 예에서, 방전 용량 결정기(104)는 당업계에서 알려진 클롱 단위 계산으로 Qm을 결정한다. 그러나, 방전 용량을 측정, 추정, 예측을 위한 기타 기술들이 사용될 수 있거나, 그렇지않으면 결정하는 기술이 사용될 수 있다. 한 대안 방법은 구동 부하가 인가된 전지에 대한 방전 용량을 알기 위해 구동 부하의 크기를 아는 것을 수반하고 이 부하를 개별적으로 전지에 실험적으로 인가한다.
시스템(100)은 또한 전지의 기능 종료점(QFE)에서의 용량을 결정하는 기능 종료점 용량 결정기(106)를 포함한다. 예시된 예에서, 기능 종료점 용량 결정기(106)는 결정된 CCV 및 결정된 Qm에 적어도 부분적으로 기초하여 QFE를 결정한다. 시스템(100)은 또한 전지의 남아 있는 수명(남아 있는 연료)을 결정하는 전지 남은 수명결정기(108)를 포함한다. 예시된 예에서, 전지 남은 수명 결정기(108)는 Qm 및 Qm에 적어도 부분적으로 기초하여 전지의 남은 수명을 결정한다. 그러나, 그 밖의 경우엔, 기타 공지된 기술이 사용될 수 있다.
상기 설명 내용을 요약하면, 도시된 예에서 기능 종료점 용량 결정기(106)는 결정된 CCV 및 Qm에 기초하여 QFE를 결정한다. 비제한적인 한 예로서, 기능 종료점 용량 결정기(106)는 수학식 1에 기초하여 QFE를 결정한다.
수학식 1
QFE = (A x Qm 2) + (B x CCV2) + (C x Qm x CCV) + (D x Qm) + (E x CCV) + F
여기서, A, B, C, D, E 및 F는 계수이거나, 또는 맞춤 상수(fitting constant)이다. 이 예에서, 수학식 1은 2차 다항식, 또는 2차 방정식이다. 그러나, 선형 및/또는 3차, 4차, 5차등과 같은 고차 방정식도 또한 본원에서 고려해 볼 수 있다. 간결성 및 명확성을 위해, 2차 방적식만이 본원에 제시되었다.
계수 A, B, C, D, E 및 F는 다양하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 계수는 경험적으로 결정될 수 있거나, 또는 실험 및/또는 관찰에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 전지가 방전됨에 따라 시간에 대해 전지의 여러 동작 특성을 측정 및/또는 기록함으로써 산출된다. 이론적인 기술, 통계학적인 기술, 확률적인 기술, 예측적인 기술, 및/또는 기타 기술들도 이용될 수 있다. 적합한 계수의 세트에 대한 비제한적인 예들로는 수학식 2의 계수를 포함하지만 이들로 한정되진 않는다.
수학식 2
QFE = (19966 x Qm 2) + (-2.733 x 10-4 x CCV2) + (-4.909 x Qm x CCV) + (60232 x Qm) + (-7.278 x CCV) + (-42449)
여기서, QFE 및 Qm은 밀리암페어(mAh)로 표현되고, CCV는 볼트(volt)로 표현된다. 상기 계수들은 Li/FeS2 전지에 대해 조정되었음을 알아야 한다. 그러나, 기타 계수들도 Li/FeS2 에 사용될 수 있고 및/또는 상기 계수들은 기타 전지 화학에 기초하여 조정될 수 있음을 알아야 한다. 이 접근법은 전지 화학이 광범위한 소비자 디바이스에 사용될 수 있고 전지 화학이 기타 소비자 전기기기 및/또는 일반적으로는 일차 전지 및 특별하게는 알카라인 전지에 대해 다수의 현재 공지된 연료 측정 방식에 적합하지 않는 한 Li/FeS2 시스템에 특별한 적합성을 가질 것으로 예상된다. 상기 설명한 바와 같이, 예시된 예에서 전지 수명 결정기(108)는 QFE 및 Qm에 기초하여 전지의 남은 수명을 결정한다. 비제한적인 예에서, 전지 수명 결정기(108)는 수학식 3에 기초하여 전지의 수명 종료(결정된 남아 있는 연료)를 결정한다.
수학식 3
결정된 남아 있는 연료 = 1 - (Qm/ QFE)
이것은 남아있는 연료의 백분율에 관하여 또는 실제 남은 시간 또는 카메라에서 찍을 수 있는 사진의 장수와 같은 것에 관련된 것일 수 있다.
기타 파라미터 및/또는 변수도 결정 수학식에 포함될 수 있음을 알아야 한다. 예를 들어, 다른 예에서, 온도, 전지 유형, 전지 화학등은 전지 수명 결정에 추가적으로 또는 대안적으로 포함될 수 있다.
도 2는 수학식 1 내지 3을 사용하여 결정된, 전지내의 실제 남아 있는 연료 대 결정된 남아 있는 연료의 곡선을 설명하는 그래프(200)이다. 이 그래프(200)에서, y 축은 전체 가용 연료의 백분율로서 표현된 전지내의 실제 남아 있는 연료를 표현하고, x축은 전체 가용 연료의 백분율로서 표현된 전지내의 결정된 남아 있는 연료를 표현한다. 기준선(202)은 실제 남아 있는 연료 및 결정된 남아 있는 연료가 동일한 그래프(200)의 지점들을 보여준다. 곡선(204)은 섭씨 약 20의 온도에서, 실제 남아 있는 연료 대 결정된 남아 있는 연료를 나타낸다. 결정된 남아 있는 연료를 나타내는 곡선(204)은 실제 연료 레벨의 범위에 걸쳐 기준선(202)을 실질적으로 추적한다
도 3은 도 1 및 도 2와 연계하여 설명된 한 접근법에 기초하여 전지의 남은 수명을 결정하는 것에 관한 흐름도(300)를 나타낸다. 흐름도(300)는 일련의 동작을 통해 설명된다는 것을 알아야 한다. 그러나, 다양한 경우에 하나 이상의 동작은 생략될 수 있거나 및/또는 하나 이상의 동작이 추가될 수 있고, 동작의 순서는 설명을 위한 것이고 제한하려는 것이 아님을 알아야 한다.
단계 302에서, 전지 구동식 전기기기가 온으로 된다. 단계 304에서, 전지의 방전 용량(Qm)이 결정된다. 한 비제한적인 예에서, Qm은 측정 또는 계산을 통해 결정된다. 예를 들어, AA 사이즈의 LiFeS2 전지의 방전 용량은 낮은 방전율에서 값 1을 갖고 더 높은 방전율에선 그 보다 약간 적은 값을 갖는다. ZnMnO2 (알카라인) 전지에 인가된 동일한 부하는 상이한 값을 산출한다. 이 값들은 실험 작업을 통해 알려질 수 있고 단계 304에서 방법에 이용될 수 있다. 단계 306에서, 전지의 CCV가 결정된다. 한 비제한적인 예에서, 아날로그 디지털 컨버터(ADC) 또는 당업자에게 적합한 임의의 기타 회로에 의한 측정을 통해 결정된다. 단계 308에서, 전지의 기능 종료점 용량(QFE)이 결정된다. 상기 설명한 바와 같이, QFE는 수학식 1 및 2에서와 같이 CCV 및 Qm의 함수로서 결정될 수 있다. 단계 310에서, 남아 있는 연료(FR; fuel remaining)가 결정된다. 상기 설명한 바와 같이, 남아 있는 연료(FR)는 수학식 3에서와 같이 Qm 및 QFE의 함수로서 결정될 수 있다. 결정된 남아 있는 연료(FR; fuel remaining)가 예를 들어 제공될 수 있거나(시각적으로 또는 청각적으로) 그렇지않으면 이용될 수 있다. 예를 들어, 결정된 남아 있는 연료(FR)는 연속적으로 제시되거나 또는 요구에 따라 제시될 수 있다.
단계 312에서, 결정된 남아 있는 연료(FR)는 제1 남아 있는 연료 레벨에 따라 설정될 수 있는, 제1 문턱값(T1)에 대해 비교된다. 결정된 남아 있는 연료(FR) > T1 이면, 동작은 단계 304로 되돌아 간다. 그러나, FR < T1이면, 단계 314에서 제1 동작이 호출된다. 적절한 동작의 예로는 오퍼레이터에 대해 메시지의 표현(예를 들어, 시각적으로 또는 청각적 표현)을 호출하는 것이다. 이 메시지는 T1 이하에 속한 전지의 수명(낮은 전지 수명 경고)을 지시하고, 결정된 남아 있는 연료(예를 들어, 전지가 자신의 수명 종료에 도달하기 전에 추정된 남아 있는 시간으로서, 남아 있는 연료의 백분율)등을 지시할 수 있다. 그러면, 단계 316에서, 결정된 남아 있는 연료(FR)는 제2 남아 있는 연료 레벨에 따라 설정될 수 있는, 제2 문턱값(T2)에 대해 비교된다. 결정된 남아 있는 연료(FR) > T2이면, 동작은 304로 되돌아 간다. 그러나, FR < T2이면, 단계 318에서 제2 동작이 호출된다. 적합한 동작의 예는 전지 구동식 전기기기를 정지시키는 것이다. 이것은 전지 구동식 전기기기를 중지시키기 전에 또는 중지시키는 것과 동시에 상태 정보를 저장할 수 있다.
동작(312 내지 316)은 선택적인 사항이고 생략될 수 있음을 알아야 한다. 그러한 경우에, 결정된 남아 있는 연료(FR)는 제공될 수 있거나(예를 들어, 시각적 으로 또는 청각적으로) 그렇지않으면 상기 설명한 바와 같이 이용될 수 있다.
선택사항으로서, 전지가 교체되어야 하는 지의 여부를 알기 위해 초기 검사가 수행될 수 있다. 그러한 경우에, 메시지는 오퍼레이터에게 제공될 수 있고 전기기기는 동작 304 내지 316을 수행하지 않고도 중지될 수 있다.
이제 도 4를 참조하면, 전지 구동식 전기기기에서 전지의 수명 종료(남아 있는 연료)를 결정하는 또다른 전지 연료 측정 시스템(400)의 블록도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 시스템(400)은 전지에 대한 온도를 결정하는 온도 결정기(402)를 포함한다. 온도 결정기(402)는 온도(T)를 측정하는 센서 및/또는 추정치를 예측하고, 수신하고, 획득하고 또는 그렇지 않으면 온도(T)를 결정하는 기타 컴포넌트를 포함할 수 있다. 시스템(400)은 또한 소정 시점에 전지의 기능 종료점(QFE)에 대한 예상된 방전 용량을 결정하는 기능 종료점 추정기(404)를 포함한다. 설명된 예에서, QFE는 결정된 온도(T)의 함수이다. 시스템(400)은 또한 소정 시점에서 전지의 폐회로 전압(CCV)을 결정하는 폐회로 전압 결정기(406)를 포함한다. 시스템(400)은 또한 소정 시점에서 전지의 방전 용량(Qm)을 결정하는 방전 용량 결정기(408)를 포함한다. 설명된 예에서, Qm은 결정된 CCV 및 온도(T)의 함수이다. 시스템은 또한 전지의 수명 종료를 결정하는 남은 전지 수명 결정기를 포함한다. 설명된 예에서, 남아 있는 연료는 결정된 Qm 및 QFE의 함수이다.
상기 설명한 바와 같이, 설명된 예에서, 기능 종료점 결정기(404)는 결정된 CCV 및 T에 기초하여 QFE를 결정한다. 비제한적인 한 예에서, 기능 종료점 결정기(404)는 수학식 4를 기초로 하여 QFE를 결정한다.
수학식 4
QFE = (A x T3) + (B x T3) + (C x T) + D
여기서, A, B, C 및 D는 계수 또는 맞춤 상수이다. 이 예에서, 수학식 4는 3차 다항식 또는 3차 방정식이다. 그러나, 선형, 2차, 및/또는 고차 방정식도 고려할 수 있다. 계수 A, B, C 및 D는 수학식 1과 관련하여 설명한 바와 같이 다양하게 결정될 수 있다. 적합한 계수의 예로는 수학식 5의 계수를 포함하지만 이에 한정되진 않는다.
수학식 5
QFE = (3.11 x 10-3 x T3) + (-.7982 x T3) + (37.33 x T) + 2295
여기서 QFE는 mAh로 표현되고, T는 섭씨 온도로 표현된다. 수학식 2에서와 같이, 상기 계수들은 특정한 애플리케이션에 대한 Li/FeS2 전지에 대해 조정되었고, 기타 계수가 Li/FeS2 전지에 사용될 수 있거나 및/또는 이 계수가 두 개 이상의 상이한 전지 화학에 기초하여 조정될 수 있다는 것을 알아야 한다.
방전 용량 결정기(408)는 결정된 CCV 및 T에 기초하여 Qm을 결정한다. 비제한적인 예에서, 방전 용량 결정기(408)는 수학식 6에 기초하여 Qm를 결정한다.
수학식 6
Qm = (A x CCV x T2) + (B x CCV2) + (C x T) +
(D x T x CCV) + (E x CCV) + (F x T) + G
여기서, A, B, C, D, E, F 및 G는 계수 또는 맞춤 상수이다. 이 예에서, 수학식 6은 2차 다항식이다. 그러나, 선형, 및/또는 고차 방정식도 고려할 수 있다. 계수 A 내지 G는 수학식 1과 관련하여 설명한 바와 같이 다양하게 결정될 수 있다. 적합한 계수의 예로는 수학식 7의 계수를 포함하지만 이에 한정되진 않는다.
수학식 7
Qm = (2.464 x CCV x T2) + (-11047 x CCV2) + (-3.086 x T) +
(44.44 x T x CCV) + (16269 x CCV) + (-5.837 x T) + (-2333)
여기서, 여기서 Qm는 mAh로 표현되고, CCV는 볼트로 표현되고, T는 섭씨 온도와 표현된다. 상기 계수들은 Li/FeS2 전지에 대해 조정되었지만, 기타 계수가 Li/FeS2 전지에 사용될 수 있거나 및/또는 이 계수가 두 개 이상의 상이한 전지 화학에 기초하여 조정될 수 있다.
상기 설명한 바와 같이, 설명된 예에서 남은 전지 수명 결정기(410)는 Qm 및 QFE에 기초하여 전지의 남은 수명을 결정한다. 비제한적인 예에서, 전지 수명 결정기(410)는 수학식 8에 기초하여 전지의 수명 종료(결정된 남아 있는 연료)를 결정한다.
수학식 8
결정된 남아 있는 연료 = 1 - (Qm/ QFE)
이것은 백분율 또는 다른 항과 관련된다.
도 5는 수학식 4 내지 8을 사용하여, 전지내의 실제 남아 있는 연료 대 결정된 남아 있는 연료를 표현한 곡선이 구비된 그래프(500)이다. 그래프(500)에서, y 축은 전체 가용 연료의 백분율로서 표현된 전지내의 실제 남아 있는 연료를 표현하고, x축은 전체 가용 연료의 백분율로서 표현된 전지내의 결정된 남아 있는 연료를 표현한다. 기준선(502)은 실제 남아 있는 연료 및 결정된 남아 있는 연료가 동일한 그래프 내의 지점들을 보여준다. 곡선(504)은 섭씨 약 20의 온도에서, 실제 남아 있는 연료 대 결정된 남아 있는 연료를 나타낸다. 그래프(200)의 곡선(204)와 마찬가지로, 결정된 남아 있는 연료를 나타내는 곡선(504)은 실제 연료 레벨의 범위에 걸쳐 기준선(502)을 실질적으로 추적한다. 또한, 결정된 남아 있는 연료는 실질적으로 전지의 실제 수명 종료에 가까운 기준선(502)을 추적하고, 그래프의 그 영역은 남아 있는 연료가 제로(0) 퍼센트에 근접한다.
도 6은 도 4 및 도 5와 연계하여 설명된 한 접근법에 기초하여 전지의 남은 수명을 결정하는 것에 관한 흐름도(600)를 나타낸다. 도 3에서와 같이, 흐름도(600)는 동작이 추가되거나, 제외되거나 및/또는 그렇지 않으면 수정될 수 있는, 일련의 비제한적인 동작을 통해 설명된다.
단계 602에서, 전지 구동식 전기기기가 온으로 된다. 단계 604에서, T가 결정된다. 이것은 온도 센서를 통해 또는 그렇지 않으면 다른 방법을 통해 달성될 수 있다. 단계 606에서, 전지의 CCV가 결정된다. 한 비제한적인 예에서, CCV는 측정을 통해 결정된다. 단계 608에서, 전지의 기능 종료점 용량(QFE)이 결정된다. 상기 설명한 바와 같이, QFE는 수학식 4 및 5에서와 같이 T의 함수로서 결정될 수 있다. 단계 610에서, 전지의 방전 용량(Qm)이 결정된다. 상기 설명한 바와 같이, Qm은 수학식 6 및 7에서와 같이 CCV 및 T의 함수로서 결정될 수 있다. 단계 612에서, 전지의 결정된 남아 있는 연료(FR)가 결정된다. 상기 설명한 바와 같이, 결정된 남아 있는 연료(FR)는 수학식 8에서의 Qm 및 QFE 의 함수로서 결정된다. 결정된 남아 있는 연료(FR)는 제공되거나(예를 들어, 시각적으로 또는 청각적으로) 그렇지 않으면 이용될 수 있다. 예를 들어, 결정된 남아 있는 연료(FR)는 계속적으로 제공되거나 요구시 제공될 수 있다.
단계 614에서, 결정된 남아 있는 연료(FR)가 제1 남아 있는 연료 레벨에 따라 설정될 수 있는 제1 문턱값에 대해 비교된다. 결정된 남아 있는 연료(FR) > T1, 이면, 동작은 단계 604로 되돌아 간다. 그러나, 결정된 남아 있는 연료(FR) < T1이면, 단계 316에서 제1 동작이 호출된다. 적절한 동작의 예로는 오퍼레이터에 대한 메시지의 표현(예를 들어, 시각적으로 또는 청각적 표현)을 호출하는 것이다. 이 메시지는 T1 이하에 속한 전지의 수명(하한 전지 수명 경고)을 지시하고, 결정된 남아 있는 연료(예를 들어, 전지가 자신의 수명 종료에 도달하기 전에 추정된 남아 있는 시간으로서, 남아 있는 연료의 백분율)등을 지시할 수 있다. 그러면, 단계 616에서, 결정된 남아 있는 연료(FR)는 제2 남아 있는 연료 레벨에 따라 설정될 수 있는, 제2 문턱값(T2)에 대해 비교된다. 결정된 남아 있는 연료(FR) > T2이면, 동작은 604로 되돌아 간다. 그러나, FR < T2이면, 단계 620에서 제2 동작이 호출된다. 적절한 동작의 예는 전지 구동식 전기기기를 중지시키는 것이다. 이것은 전지 구동식 전기기기를 중지시키기 전에 또는 중지시키는 것과 동시에 상태 정보를 저장하는 것을 포함할 수 있다.
동작(614 내지 620)은 선택적인 사항이고 생략될 수 있음을 알아야 한다. 그러한 경우에, 결정된 남아 있는 연료(FR)는 제공될 수 있거나(예를 들어, 시각적으로 또는 청각적으로) 그렇지 않으면 상기 설명한 바와 같이 이용될 수 있다.
선택사항으로서, 전지가 교체되어야 하는 지의 여부를 알기 위해 초기 검사가 수행될 수 있다. 그러한 경우에, 메시지는 오퍼레이터에게 제공될 수 있고 전기기기는 동작 604 내지 620을 수행하지 않고도 중지될 수 있다.
도 7은 본원에 설명된 연료 측정 접근법에 사용될 수 있는, 예시적인 전지 구동식 전기기기(700)를 나타낸다. 전지 구동식 전기기기(700)는 마이크로프로세서, 중앙처리유닛(CPU), 또는 기타 처리유닛과 같은 프로세서(704)를 포함한다. 메모리(706)는 본원에 설명된 바와 같은 하나 이상의 연료 측정 명령어(708) 및 기타 데이터를 저장하는 데에 사용될 수 있다. 예를 들어, 본원에 설명된 하나 이상의 수학식에 대한 계수의 세트도 메모리에 저장될 수 있다. 한 예에서, 적어도 제1 계수 세트가 제1 전지 화학에 대해 조정되고 적어도 제2 계수 세트가 제2 전지 화학에 대해 조정된다. 하나의 설명된 예에서, 프로세서(704)는 하나 이상의 연료 측정 명령어(708)를 실행한다.
전지 수용부(710)는 하나 이상의 전지를 수용하도록 구성된다. 전지 수용부(710)는 개별적인 일차(재충전 불가능한) 전지, 개별적인 이차(재충전가능한) 전지, 전지 팩 또는 대안적으로 개별적인 일차, 개별적인 이차, 또는 전지 팩을 수용할 수 있다. 본원의 연료 측정 기술은 리튬 철 이황화물(LiFeS2 ), 니켈 금속 수소화물(NiMH), 니켈 옥시수산화물(NiOOH), 아연 망간 이산화물(ZnMnO2), 탄소 아연(CZn), 아연 망간 이산화물, 리튬 이온(Li-Ion), 니켈-카드뮴(NiCd), 아연 공기, 아연 공기 프리즘뿐만 아니라 기타 화학을 포함하지만 이에 제한되지 않는, 필수적인 임의 화학 전지에 사용될 수 있다. 적합한 크기의 전지는 AAA 크기의 전지, AA 크기의 전지, C 크기의 전지, D 크기의 전지, N 크기의 전지, 9볼트 전지, 버튼 전지 및 렌턴 및 임의 크기의 전지를 포함한다.
디스플레이, 하나 이상의 LED, 스피커등과 같은 출력 컴포넌트(712)는 사람이 이해할 수 있는 형태로 정보를 제공한다. 입력 컴포넌트(714)는 오퍼레이터가 입력을 전기기기에 제공할 수 있도록 한다. 이 입력 컴포넌트는 "연료 측정 요청" 푸시버튼에 전용되거나 디바이스의 모드 스위치 또는 온/오프 스위치와 같은 또다른 기능을 갖는 또다른 사용자 작동식 입력부일 수 있다. 이것은 전기기기를 온 및 오프시켜서 하나 이상의 동작등을 호출한다. 온도 센서(702)는 온도를 결정하기 위해 포함될 수 있다. 연료 측정에서 온도를 이용하지 않는 경우에, 온도 센서(702)는 생략될 수 있다.
선택사항으로서, 전지 화학 식별자도 포함될 수 있다. 그러한 경우에, 전지 화학은 또한 연료 측정을 위해 이용될 수 있다. 전지 화학 식별은 선택기 스위치 또는 프로세서 코드의 선택 사항 및 메모리등과 같은 사용자 입력 수단에 의해 행해질 수 있다. 대안으로서, 전지 화학 식별은 디바이스에 의해 전지상에 부여된 하나 이상의 여러 부하가 있는 상태에서 전지의 자동 측정에 의해 사용자 입력없이 행해질 수 있다. 전지 개방 회로 전압 및 전지 폐회로 전압과 연계된 부하에서의 변동에 대한 이러한 전지 응답은 전지 화학을 결정하는 데에 사용될 수 있다. 전지 화학이 수동작업으로 또는 자동적인 수단에 의해 식별되면, 적절한 세트의 연료 측정 계수가 연료 측정 계산에 사용될 수 있다.
동작시, 프로세서(704)는 메모리(706)와 통신하고 하나 이상의 연료 측정 명령어(708)의 실행을 호출한다. 전지와 연관된 다양한 파라미터가 획득되고, 남아 있는 연료 값이 결정된다. 이 결정은 시간에 대해, 예를 들어, 연속적으로, 주기적으로, 비주기적으로, 또는 요구시 마다, 및/또는 그렇지 않으면 기타 방식으로 재계산될 수 있다. 출력 컴포넌트(712)는 결정된 남아 있는 연료를 예를 들어, 미리설정된 기준이 충족되었을 때, 및/또는 그 밖의 경우에 요구시 마다 또는 연속적으로 입력 컴포넌트(714)를 통해 전기기기의 오퍼레이터에 의해, 결정된 남아 있는 연료를 제공할 수 있다. 메시지와 같은 기타 정보도 제공될 수 있다. 다른 예의 경우에, 연료 측정 정보는 네트워크를 통해, 무선등의 방식으로 전달될 수 있다. 또다른 예의 경우에, 프로세서(704)는 연료 측정 정보에 기초하여 변동된 동작 모드로 예를 들어, 저전력 모드, 수면 모드등과 같은 모드로 추가적으로 또는 대안적으로 입력할 수 있다.
도 8은 본원에 설명된 연료 측정 접근법을 사용할 수 있는, 예시적인 전지 구동식 조명 전기기기(800)를 나타낸다. 전지 구동식 조명 전기기기(800)는, 전지 구동식 조명 전기기기(800)가 전지 수용부(710) 내의 전지에 의해 또는 다른 동력에 의해 구동되는 하나 이상의 광원(802)을 포함하는 것을 제외하곤, 전지 구동식 전기기기(700)와 유사하다. 하나 이상의 광원(802)은 발광 다이오드(LED), 백열광, 또는 형광등을 포함하지만 이에 한정되진 않는 여러 유형의 광원을 포함할 수 있다.
광원(802)은 예를 들어, 플래싱, 디밍등에 의해 연료 측정 정보를 지시하기 위해 이용될 수 있다. 또한, 프로세서는 저전력 모드를 개시시킬 수 있고, 광원(802)에 의해 발생된 광은 연료 측정 정보에 따라 감소된다.
상기 설명한 바와 같이, 다양한 요인들이 전지의 수명 종료에 대한 결정에 영향을 미칠 수 있고, 이러한 요인은 전지 온도, 전지 방전율, 방전 모드, 전지 사용 간헐성, 동일 화학의 전지들간의 변동, 전지의 초기 상태(예를 들어, 새로운 전지 또는 사용된 전지), 방전 특성(예를 들어, 1 스텝 방전 또는 2 스텝 방전), 전지 사용상태(양호함 또는 불량), 및/또는 기타 요인중 하나 이상을 포함한다. 추가적인 광원은 화학 검출에 관한 단락에서 설명된 부하로서의 역할을 수행할 수 있음을 알아야 한다. 하기의 설명은 상기 요인들에 관해 본원에서 설명하는 연료 측정 접근법을 설명한다. 설명을 위한 목적으로, 본원에 설명된 접근법은 y축이 실제 남아 있는 연료를 나타내고 x축은 결정된 남아 있는 연료를 나타내는 그래프와 연계하여 설명하였다. 그래프의 곡선은 계수 및/또는 기타 파라미터에 기초하여 변동될 수 있다.
온도
도 9 및 10은 도 1 내지 6과 연계하여 설명된 접근법에 대해 섭씨 영하 20도(-20) 내지 섭씨 사십도(40)의 범위에 걸쳐 실제 남아 있는 연료 대 결정된 남아 있는 연료를 나타낸 곡선을 구비한 그래프를 나타낸다.
도 9에서, 곡선은 도 1 내지 3과 연계하여 설명된 접근법에 기초한다. 곡선에 대한 온도는 약 섭씨 영하 20도(-20), 섭씨 영도(0), 섭씨 20도(20), 섭씨 사십도(4에 대한 것이다. 이 곡선들은 실제 남아 있는 연료 및 결정된 남아 있는 연료가 동일한 지점들을 실질적으로 추적 한다는 것을 알아야 한다.
도 10에서, 곡선은 도 4 내지 6과 연계하여 설명된 접근법에 기초한다. 마찬가지로, 곡선에 대한 온도는 약 섭씨 영하 20도(-20), 섭씨 영도(0), 섭씨 20도(20), 섭씨 사십도(40)에 대한 것이다. 또다시, 이 곡선들은 실제 남아 있는 연료 및 결정된 남아 있는 연료가 대략 동일한 지점들을 실질적으로 추적한다는 것을 알아야 한다.
방전 간헐성
도 11은 도 1 내지 도 3과 연계하여 설명된 접근법을 사용하여 상이한 방전 간헐성에 대해 실제 남아 있는 연료 대 결정된 남아 있는 연료를 나타낸 곡선이 표시된 그래프를 설명한다. 이 곡선들에 대한 방전율은 연속적, 1분당 10초(10s/min), 1시간 당 5분(5min/hr), 하루에 한 시간(1 hr/day)이다. 이 곡선들은 실제 남아 있는 연료 및 결정된 남아 있는 연료가 대략 동일한 지점을 실질적으로 추적한다는 것을 알아야 한다.
전지 설계 변동
알 수 있는 바와 같이, 제조자는 성능, 신뢰성등을 개선시키기 위해, 시간에 대해 전지의 설계를 변경할 수 있다. 도 12 및 도 13은 도 1 내지 도 6과 연계하여 설명된 접근법에 대해 각각의 상이한 전지 설계에 대해 실제 남아 있는 연료 대 결정된 남아 있는 연료를 나타내는 곡선이 표시된 그래프를 설명한다. 도 12에서, 도 1 내지 도 3의 접근법에 대응하는 곡선은 실질적으로 실제 남아 있는 연료와 결정된 남아 있는 연료가 대략 동일한 지점을 따라 추적한다. 도 13에서, 도 4 내지 도 6의 접근법에 대응하는 곡선은, 전지의 수명의 종료를 표현하는 지점을 따라 더욱 근접하게 추적한다. 한 예에서, 그래프의 이 부분은 더욱 중요한데 전지의 기능적 성능을 넘는 전지 방전 이전에 사용자에게 알리고 및/또는 소정 동작을 수행하는 것이 흔히 바람직하다.
부분적으로 방전된 전지
도 14는 도 1 내지 도 6과 연계하여 설명된 각각의 접근법에 대해 부분적으로 방전된 전지에 대한 실제 남아 있는 연료 대 결정된 남아 있는 연료를 나타내는 곡선이 표시된 그래프를 설명한다. 이 곡선은 전지의 수명 종료 가까이에 잇는 지점들을 양호하게 추적한다. 설명된 곡선에 대해, 전지는 1000 mAh(milli-Ampere hours) 용량을 제거하기 위해 2 시간 동안 시간 당 500mA로 방전되었고, 또다시 방전되기 전에 10일 동안 섭씨 십(10)도인 상태에 놓여 있었다.
2 스텝(two-stepped) 방전
일부 전지에 대한 방전 동작은 2 방전 안정기(plateau)를 포함한다. 예를 들어, LiFeS2 전지의 방전 동작은 전지가 고온에서 및/또는 매우 낮은 속도로 방전될 때 2 방전 안정기를 포함한다는 것이 알려져 있다. 도 15는 도 1 내지 도 3에 대응하는 곡선이 실제 남아 있는 연료 및 결정된 남아 있는 연료가 1 스텝 방전(1502) 및 2 스텝 방전(1504 및 1506)에 대해 거의 동일한 지점들을 따라 추적한다는 것을 나타낸다.
방전률
담배 연기 검출기와 같은 일부 애플리케이션에서, 예상 전지 수명은 십(10)년 이상일 수 있다. 이러한 낮은 방전율의 방전 곡선은 비교적 높은 방전율로 또는 중간 방전률의 방전 곡선과 매우 상이할 수 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 본원에 설명된 접근법은 실제 남아 있는 연료 및 결정된 남아 있는 연료가 저 방전률에서 거의 동일한 지점들을 따라 추적한다. 예시된 곡선은 10A와 300mA 사이의 방전률을 망라한다.
방전 동안 온도 변동
도 17은 결정된 남아 있는 연료에 대한 온도 변화의 영향을 나타낸다. 도 17에 대해, 온도 변화는 50mA 연속 방전에 대해 섭씨 약 이십(20)도와 영하 이십도(-20) 사이에서 6시간 마다 변동되었다. 온도 변동은 결정 남아 있는 연료에 대해 미미한 영향을 미쳤음을 알아야 한다.
부정확한 전지 화학
도 18 및 도 19는 남아 있는 연료에 대한 전지 화학의 영향을 나타낸다. 도 18 및 도 19에 대해, 연료 측정 수학식에 대한 계수는 특히 리튬(Li/FeS2 ) 전지에 대해 조정되었다. 곡선은 니켈 금속 수소화물(NiMH) 전지, 옥시라이드(Oxyride) 전지, 아연 망간 이산화물(Zn/MnO2 ) 전지, 및 리튬(Li/FeS2 ) 전지에 대한 응답을 나타낸다. 도 18은 도 4 내지 도 6의 연료 측정 접근법에 대한 곡선을 도시하고 도 19는 도 1 내지 도 3의 연료 측정 접근법에 대한 곡선을 도시한다. 하한 전지 경고가 디스플레이된 결정된 남아 있는 연료가 십(10) 퍼센트인 연료에 대해 행해진다면, 실제 남아 있는 연료는 오(5) 퍼센트 내지 이십(20) 퍼센트의 범위에 있을 수 있다. 도 20에서, 각각의 곡선에 대해 사용된 계수는 도 1 내지 도 3의 접근법을 사용하여, 대응하는 전지 화학에 맞춰 조정된다. 전지는 방전의 처음부터 끝까지 정확하게 연료가 측정된다는 것을 알아야 한다. 도 21 내지 도 24는 실제 방전 곡선의 예를 설명한다. 방전 곡선은 매우 상이할 수 있다는 것을 알아야 한다.
본원은 여러 실시예를 참조하여 설명되었다. 당업자는 본원을 이해함으로써 본원에 대한 수정 및 변경을 떠올릴 수 있을 것이다. 본 발명은 그러한 모든 수정 및 변경이, 첨부된 청구항 및 이와 등가인 범위에 속하는 한, 그러한 모든 수정 및 변경을 포함한다는 것으로 이해되어야 한다는 것이다.
700: 전지 구동식 전기기기
702: 온도 센서
704: 프로세서
706: 메모리
708: 연료 측정 명령어
710: 전지 수용부
712: 출력 컴포넌트
714: 입력 컴포넌트

Claims (31)

  1. 전지의 수명 종료를 결정하는 방법에 있어서,
    소정 시점에서 전지의 방전 용량을 결정하고;
    전지의 기능 종료점에서 방전 용량을 결정하며; 및
    소정 시점에서의 전지의 방전 용량과 전지의 기능 종료점에서의 전지의 방전 용량의 함수로서 소정 시점에서 전지에 남은 연료를 결정하는 것
    을 포함하고, 결정된 남은 연료는 전지의 수명 종료를 지시하는 것인, 전지 수명 종료 결정 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    1-(소정 시점에서의 방전 용량 / 전지의 기능 종료점에서의 방전 용량)
    상기 함수로서 전지에 남아 있는 연료를 결정하는 것을 더 포함하는, 전지 수명 종료 결정 방법.
  3. 제1항 또는 제2 항에 있어서, 소정 시점에서의 결정된 방전 용량과 전지의 폐회로 전압의 함수로서 전지의 기능 종료점에서의 방전 용량을 결정하는 것을 더 포함하는, 전지 수명 종료 결정 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전지의 폐회로 전압을 결정하는 것을 더 포함하고, 전지의 기능 종료점에서의 방전 용량은 소정 시점에서의 전지의 방전 용량과 전지의 폐회로 전압의 함수인 것인, 전지 수명 종료 결정 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 소정 시점에서의 전지의 방전 용량은 쿨롱 단위로 계산하여 결정되는 것인, 전지 수명 종료 결정 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    전지의 온도를 결정하고;
    결정된 온도의 함수로서 전지의 기능 종료점에서의 방전 용량을 결정하는 것
    을 더 포함하는, 전지 수명 종료 결정 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    전지의 폐회로 전압을 결정하고;
    전지에 대한 온도를 결정하며;
    결정된 폐회로 전압과 결정된 온도의 함수로서 소정 시점에서의 전지의 방전 용량을 결정하는 것
    을 더 포함하는, 전지 수명 종료 결정 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 결정된 남아있는 연료가 미리설정된 연료 문턱값 보다 적을 때 신호를 출력하는 것을 더 포함하고, 상기 신호는 남아있는 연료를 지시하는 것인, 전지 수명 종료 결정 방법.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 신호는 시각적 및 청각적 메시지 중 적어도 하나인 것인, 전지 수명 종료 결정 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 전지 구동식 디바이스에서 실행되고, 결정된 남아 있는 연료가 미리설정된 연료 문턱값 보다 적을 때 전지 구동식 디바이스를 자동적으로 정지시키는 것인, 전지 수명 종료 결정 방법.
  11. 제10 항에 있어서, 전지 구동식 디바이스는 전지 구동식 디바이스의 적어도 하나의 전기 컴포넌트를 작동시키기 위해 전지로부터의 전력을 이용하는 것인, 전지 수명 종료 결정 방법.
  12. 제10 항에 있어서, 전지 구동식 디바이스는 적어도 하나의 광원을 포함하고 전지로부터의 전력은 광원을 조명하는 데에 이용되는 것인, 전지 수명 종료 결정 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    전지의 화학(chemistry)을 결정하고;
    전지의 기능 종료점에서의 방전 용량, 전지의 방전 용량, 및 전지의 화학인 3개 요인 모두의 함수로서 전지에 남아 있는 연료를 결정하는 것
    을 포함하는 것인, 전지 수명 종료 결정 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 전기 디바이스의 전지의 연료의 양을 측정하기 위해 사용되고,
    결정된 전지에 남아 있는 연료가 제1 미리설정된 연료 레벨 보다 낮을 때 하한 전지 경고(low battery warning)를 제공하는 것; 및
    결정된 전지에 남아 있는 연료가 제2 미리설정된 연료 레벨 보다 낮을 때 전기 디바이스의 전력을 강하시키는 것
    을 포함하고, 제1 미리설정된 문턱값은 제2 미리설정된 문턱값 보다 큰 것인, 전지 수명 종료 결정 방법.
  15. 전지의 수명 종료를 결정하는 방법에 있어서,
    전지의 기능 종료점에서의 방전 용량 및 소정 시점에서의 방전 용량에 기초하여 전지의 수명 종료를 결정하는 것을 포함하고, 소정 시점에서의 방전 용량은 쿨롱 단위로 계산하여 결정되는 것인, 전지 수명 종료 결정 방법.
  16. 제15 항에 있어서, 전지의 수명 종료는,
    1 - (Qm / QFE)의 함수이고, 여기서,
    Qm은 소정 시점에서의 방전 용량이고 QFE는 전지의 기능 종료점에서의 방전 용량인 것인, 전지 수명 종료 결정 방법.
  17. 제15 항 또는 제16 항에 있어서, 기능 종료점에서의 방전 용량은 전지의 폐회로 전압과 소정 시점에서의 방전 용량에 기초하여 계산되는 것인, 전지 수명 종료 결정 방법.
  18. 제15 항 또는 제16 항에 있어서, 기능 종료점에서의 방전 용량은,
    (A x Qm 2) + (B x CCV2) + (c x Qm x CCV) + (D x Qm) + (E x CCV) + F
    의 함수이고,
    여기서, A, B, C, D, E 및 F는 맞춤 상수이고, Qm는 소정 시점에서의 방전 용량이고, CCV는 전지의 폐회로 전압인 것인, 전지 수명 종료 결정 방법.
  19. 전지의 수명 종료를 결정하는 방법에 있어서,
    전지의 기능 종료점에서의 방전 용량 및 소정 시점에서의 방전 용량에 기초하여 전지의 수명 종료를 결정하는 것을 포함하고, 소정 시점에서의 방전 용량은 전지의 폐회로 전압과 전지에 대한 온도에 기초하여 결정되는 것인, 전지 수명 종료 결정 방법.
  20. 제19 항에 있어서, 전지의 수명 종료는 1 - (Qm / QFE)의 함수이고,
    여기서, Qm은 소정 시점에서의 방전 용량이고, QFE는 전지의 기능 종료점에서의 방전 용량인 것인, 전지 수명 종료 결정 방법.
  21. 제19 항 또는 제20 항에 있어서, 기능 종료점에서의 방전 용량은 온도에 기초하여 계산되는 것인, 전지 수명 종료 결정 방법.
  22. 제19 항 또는 제20 항에 있어서, 기능 종료점에서의 방전 용량은,
    (A x T3) + (B x T2) + (c x T) + D 의 함수이고,
    여기서, A, B, C 및 D는 맞춤 상수이고, T는 온도인 것인, 전지 수명 종료 결정 방법.
  23. 제19 항 내지 제22 항 중 어느 한 항에 있어서, 소정 시점에서의 방전 용량은,
    (A x CCV x T2) + (B x CCV2) + (C x T) + (D x T x CCV) + (E x CCV) + (F x T) + G의 함수이고,
    여기서, A, B, C, D, E, F 및 G는 맞춤 상수이고, CCV는 폐회로 전압이고, T는 온도인 것인, 전지 수명 종료 결정 방법.
  24. 전지 구동식 전기기기(700,800)에 있어서,
    전지 연료량을 측정하는 명령어를 저장하는 메모리(706);
    적어도 하나의 전지를 수용하도록 구성된 전지 수용부(710)로서, 이 전지 수용부에 삽입된 전지와 전기적으로 통신하는 적어도 하나의 전기 콘택트를 포함하는, 상기 전지 수용부(710); 및
    메모리와 상기 전지 수용부의 적어도 하나의 전기 콘택트와 동작적으로 통신하는 프로세서(704)를 포함하고,
    상기 프로세서는 전지 연료량을 측정하는 명령어를 실행하고, 적어도 하나의 전기 콘택트를 통해 획득된 전지에 대한 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 전지 수용부에 설치된 전지의 남은 수명을 결정하고, 상기 프로세서는 결정된 전지의 남은 수명이 미리설정된 연료 레벨 미만일 때 적어도 하나의 동작을 호출하며,
    상기 전지 연료량을 측정하는 명령어는 전지의 기능 종료점에서의 예상된 방전 용량과 전지의 방전 용량의 함수로서 전지의 남은 수명을 결정하는 것인, 전지 구동식 전기기기(700,800).
  25. 제24 항에 있어서, 적어도 하나의 광원(802)을 더 포함하고, 적어도 하나의 광원은 전지에 의해 공급되는 전력으로 조명되는 것인, 전지 구동식 전기기기(700,800).
  26. 제24 항 또는 제25항에 있어서, 결정된 전지의 남은 수명을 지시하는 신호를 출력하는 출력 컴포넌트(712)를 더 포함하는, 전지 구동식 전기기기(700,800).
  27. 제24 항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 동작은 결정된 전지의 남은 수명을 지시하는 신호 또는 전지 구동식 전기기기의 전력을 감소시키는 신호 중 적어도 하나를 출력하는 것을 포함하는 것인, 전지 구동식 전기기기(700,800).
  28. 제24 항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 전지 수용부의 적어도 하나의 전기 콘택트와 전기적으로 통신하여 전지의 화학을 결정하는 전지 화학 결정기를 더 포함하고, 상기 메모리는 전지 연료량 측정 명령어와 연계하여 채용된 전지 연료량 측정 계수의 적어도 두 개의 세트를 저장하고, 이 전지 연료량 측정 계수의 적어도 두 개의 세트는 두 개의 상이한 전지 화학에 맞도록 조정되고, 채용된 전지 연료량 측정 계수의 세트는 결정된 전지 화학에 기초하는 것인, 전지 구동식 전기기기(700,800).
  29. 제24 항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 전지는 본질적으로 리튬 기반 일차 전기화학 전지로 이루어지는 것인, 전지 구동식 전기기기(700,800).
  30. 제24 항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 전지는 본질적으로 리튬-철 이황화물 전기화학 전지로 이루어지는 것인, 전지 구동식 전기기기(700,800).
  31. 제24 항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 전지는 전지 화학을 결정하기 위해 사용되는 전지 개방회로와 폐회로와 함께 부하의 변동에 응답하는 것인, 전지 구동식 전기기기(700,800).
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