KR20190088398A - 사용량에 기반한 배터리 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 장치 교환국에 위치된 에너지 저장 장치를 관리하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 예를 들어, 본 발명은 (1) 서버로부터 장치 교환국에 의해, 에너지 저장 장치와 관련된 적어도 하나의 특성을 나타내는 정보를 수신하고, (2) 장치 교환국에 의해, 적어도 하나의 특성에 기초하여 적어도 하나의 에너지 저장 장치를 선택하고, (3) 적어도 하나의 선택된 에너지 저장 장치의 스와핑 우선 순위를 조정한다.

Description

사용량에 기반한 배터리 관리 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR MANAGING BATTERIES based on USAGE}
본 명세서는 미국 임시 출원(U.S. Provisional Applications) No. 62/612,240 (2017년 12월 29일 출원)의 우선권 및 이익을 주장하며, 이들의 전체 내용이 본 명세서에 참조로 포함된다.
본 기술은 다수의 장치 교환 스테이션(device-exchange station)에서 에너지 저장 장치들(energy storage devices)(예를 들어, 배터리)을 관리하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 기술은 서버로부터 수신된 정보에 기초하여 장치 교환 스테이션에 위치된 에너지 저장 장치의 스와핑 우선 순위를 조정하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
배터리의 특성(characteristic) 또는 성능에 영향을 미치는 많은 요소(factor)들이 있다. 예를 들어 작동 또는 충전 조건은 배터리의 수명에 영향을 줄 수 있다. 따라서 많은 수의 배터리를 관리하는 시스템의 경우 배터리를 유지 관리하거나 교체할 시기를 결정하기 어렵다. 여러 유형의 배터리(예를 들어, 다른 제조사 또는 규격이 다른 배터리)를 관리하는 시스템에서는 더욱 어려워진다. 전통적으로, 시스템 운영자는 임의로 유지 관리를 위한 시간을 결정할 수 있다(예를 들어, 배터리를 사용하는 것으로부터 2 년). 그러나 전통적인 방식은 부정확하고 비효율적 일 수 있습니다. 따라서, 다수의 배터리를 효과적으로 관리 또는 유지할 수 있는 개선된 시스템 및 방법을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명은 장치 교환 스테이션에 위치된 에너지 저장 장치를 관리하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 예를 들어, 본 발명은 (1) 서버로부터 장치 교환 스테이션에 의해, 에너지 저장 장치와 연관된 적어도 하나의 특성을 나타내는 정보를 수신하고, (2) 장치 교환 스테이션에 의해, 적어도 하나의 특성에 기초하여 적어도 하나의 에너지 저장 장치를 선택하고, (3) 적어도 하나의 선택된 에너지 저장 장치의 스와핑 우선 순위를 조정한다.
개시된 기술의 실시예는 첨부된 도면을 사용하여 설명되고 기술될 것이다.
도 1a는 개시된 기술의 실시 예에 따른 시스템을 도시하는 개략도이다. 이 시스템은 삽입된 배터리의 상태를 감지하고 데이터베이스에 저장된 참조 정보를 기반으로 분석한다.
도 1b는 개시된 기술의 실시 예에 따른 시스템을 도시하는 개략도이다. 이 시스템은 여러 샘플 배터리들에서 정보를 수집하도록 구성된다.
도 1c는 개시된 기술의 실시 예에 따른 배터리를 도시하는 개략도이다.
도 2a는 개시된 기술의 실시 예에 따른 시스템을 나타내는 개략도이다. 시스템은 교환 가능한 배터리의 배터리 유지 관리 계획을 결정하도록 구성된다.
도 2b는 개시된 기술의 실시 예에 따른 2 개의 배터리 교환 스테이션 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 3은 개시된 기술의 실시 예에 따른 스테이션 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 4는 개시된 기술의 실시 예에 따른 서버 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 5는 개시된 기술의 실시 예에 따른 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 개시된 기술의 실시 예에 따른 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 7은 개시된 기술의 실시 예에 따른 방법을 나타내는 흐름도이다.
도면은 반드시 일정한 스케일(scale)로 그려지는 것은 아니다. 예를 들어, 도면들 중 몇몇 성분(element)의 치수는 다양한 실시예의 이해를 돕기 위해 확대되거나 축소될 수 있다. 유사하게는, 일부 콤포넌트 및/또는 작동은 몇몇 실시예의 설명의 목적을 위해 상이한 블록으로 분리되거나, 단일 블록으로 연결될 수 있다. 또한, 특정 실시예가 도면에서 예시의 방식에 의해 도시되고, 아래에서 상세하게 설명되었지만, 당업자라면 변형, 등가물 및 대안이 첨부된 청구항의 범위 내에 있다는 것을 인식할 것이다.
본 발명에서, "일부 실시 예", "일 실시 예" 등은 기술된 특정 특징, 기능, 구조 또는 특성이 개시된 기술의 적어도 하나의 실시 예에 포함됨을 의미한다. 본 발명에서 이러한 어구의 출현은 반드시 동일한 실시 예를 지칭하는 것은 아니다. 한편, 언급된 실시 예들은 반드시 상호 배타적 인 것은 아니다.
본 기술은 장치 교환 스테이션(device-exchange station)(예를 들어, 배터리 교환 스테이션)에 배치된 다수의 에너지 저장 장치(예를 들어, 배터리)를 관리하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 어느 에너지 저장 장치(energy storage device)가 사용자에게 제공될지를 결정하기 위해, 장치 교환 스테이션은 그 안에 있는 각각의 에너지 저장 장치에 "스와핑 우선 순위(swapping priority)"를 할당한다. 일부 실시 예에서, 스와핑 우선 순위는 스테이션(station)이 그 안에 위치된 에너지 저장 장치를 제공하기 위해 스테이션이 따르는 순서를 나타내는 값이다. 스와핑 우선 순위는 충전 상태(SoC; State of Charge), 충전 규칙(charging rule)/ 프로파일(profile), 예상(expected)(예를 들어, 사용자 예약으로부터) 또는 예측(predicted)(예를 들어, 이력 요구(historical demands)를 기반으로 계산됨) 배터리 요구, 예상 수명(life expectancy), 충전 사이클(charging cycles), 기록된 셀 온도(recorded cell temperatures), 배터리 유형(battery type), 배터리를 예약한 사용자의 가입(subscription) 계획 또는 다른 적절한 특성 등과 같은 등과 같은 배터리의 하나 이상의 특성에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 뉴 배터리(new battery)는 올드 배터리(old battery)의 스와핑 우선 순위보다 높은 스와핑 우선 순위를 가질 수 있다. 뉴 배터리는 대개 더 적은 충전주기 또는 제조 날짜가 현재에 가깝다. 뉴 배터리는 일반적으로 사용자에게 더 나은 배터리 사용 경험을 제공한다. 예를 들어, 뉴 배터리는 더 안정적이거나 바람직한 성능 또는 적합한 작동 조건(예를 들어, 작동시 배터리 셀 온도가 너무 높지 않음)을 가질 수 있다.
시스템의 서버는 배터리 교환 스테이션에 정보를 전송하여 배터리를 식별/선택하고 스와핑 우선 순위를 조정하도록 요청할 수 있다. 스테이션은 정보에 기초하여 배터리의 스와핑 우선 순위를 증가 또는 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 서버는 1000번의 충전주기가 발생한 배터리의 스와핑 우선 순위를 감소시키도록 스테이션에 지시할 수 있다. 그런 다음 스테이션은 해당 스테이션 안에 그러한 배터리가 있는지 검색한다. 그렇다면, 스테이션은 스와핑 우선 순위를 감소시켜, 사용자에 의해(예를 들어, 큰 배터리 요구가 없는 한) 그러한 배터리가 선택되는 것이 상대적으로 "어렵게" 한다. 결과적으로, 시스템은 이러한 배터리를 스테이션에 보관한 다음 추가 동작(예를 들어, 유지 관리, 교체 또는 수리를 위해 서비스 담당자 또는 사용자를 보냄)을 취할 수 있다.
일부 실시 예에서, 서버는 스테이션들로 하여금 배터리들이 다른 것들보다 더 쉽게 선택 될 수 있도록 배터리의 스와핑 우선 순위를 증가 시키도록 지시 할 수 있다. 예를 들어, 최신 펌웨어 버전(firmware version)의 배터리는 더 높은 스왑 우선 순위를 가질 수 있다. 또 다른 예로서 높은 완전 충전 용량(FCC; Full Charge Capacity)을 가진 배터리는 더 높은 스왑 우선 순위를 가질 수 있습니다. 대안으로, 스와핑 우선 순위는 또한 사용자의 가입 계획에 기초하여 조정될 수 있다. 예를 들어, 서버가 스테이션 X에서 배터리를 교환하는 대부분의 사용자가 고성능 배터리 계획에 가입한다고 결정하면(예를 들어, 가입자가 다른 사용자보다 뉴 배터리를 사용하도록 우선 순위를 부여 함), 서버는 스테이션 X에게 일부 고성능 배터리(예를 들어, 뉴 배터리)의 스와핑 우선 순위를 높이도록 지시 할 수 있다.
이러한 구성에 의해, 시스템은 (1) 배터리 특성을 갖는 정보를 서버로부터 다수의 스테이션으로 송신하고, (2) 스테이션에 의해 서버로부터의 정보에 기초한 배터리를 선택하고, (3) 목적(예를 들어, 유지 관리, 바람직한 배터리 경험 등)을 달성하도록 선택된 배터리의 스와핑 우선 순위를 조정함으로써, 복수의 배터리를 효과적으로 관리 할 수 있다.
본 기술은 또한 에너지 저장 장치(예를 들어, 배터리)에 부착된 메모리에 저장된 정보에 기초하여 장치 교환 스테이션(예를 들어, 배터리 교환 스테이션)에 위치된 에너지 저장 장치(예를 들어, 배터리)를 유지하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 저장된 정보는 실제 사용에 기반하여 생성/업데이트되는 개별 장치 유지 관리 계획과 같은 에너지 저장 장치와 연관된 특성을 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 개시된 시스템은 배터리에 부착된 배터리 메모리에 저장된 정보에 기초하여 배터리를 언제 교체할지 또는 유지할지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 유지 관리 스케줄은 배터리 메모리에 저장될 수 있고, 개시된 시스템(예를 들어, 서버, 배터리 교환 스테이션, 배터리 셀에 연결된 배터리 관리 시스템(BMS; Battery Management System) 등)이 유지 관리 스케줄에 액세스 할 때, 시스템은 배터리를 유지 관리하거나 교체 할시기와 방법을 습득한다.
일부 실시 예에서, 개시된 시스템은 배터리 팩에 내장된 배터리 관리 시스템(BMS; Battery Management System)으로서 구현될 수 있다(예를 들어, BMS는 다수의 배터리 셀, 배터리 컨트롤러, 배터리 메모리, 배터리 통신 콤포넌트, 하나 이상의 배터리 센서 등). 배터리 관리 시스템은 배터리 상태(예를 들어, 배터리 내부 저항, 특정 충전 전류 또는 충전 전압에 대한 배터리의 반응, 기타 적합한 배터리 특성 등)를 모니터링하고 배터리를 유지해야하는지 여부를 결정할 수 있다(예를 들어, 배터리의 충전 또는 방전 기능이 제대로 작동하는지). 일부 실시 예에서, BMS는 또한 배터리의 상태와 연관하여 다른 장치(예를 들어, 도 3에 도시된 배터리 관리 콤포넌트(battery management component)(309)를 통해 서버 또는 스테이션)와 통신할 수 있다.
일부 실시 예에서, 배터리 관리 시스템은 배터리의 상태를 결정 또는 확인하기 위해 배터리 테스트를 시작할 수 있다. 예를 들어, 배터리가 배터리 교환 스테이션에 삽입된 경우, 배터리 관리 시스템은 배터리 교환 스테이션에 충전/방전 테스트를 요청할 수 있다. 충전/방전 테스트의 결과는 배터리의 예기치 않은 저하(예를 들어, 배터리 용량의 감소) 또는 비정상적인 충전/방전 동작의 여부를 결정하는데 사용될 수 있다. 일부 실시 예에서, 배터리 관리 시스템은 기설정된 유지 관리 스케줄에 기초하여 테스트를 시작할 수 있다. 일부 실시 예에서, 테스트는 배터리 센서(예를 들어, 배터리 내부에 배치된)에 의해 검출된 에러 또는 비정상적인 신호/메시지에 응답하여 개시될 수 있다. 시스템이 배터리 성능 저하가 있다고 판단하면, 시스템은 그에 따라 배터리의 충전 또는 유지 관리 계획을 조정할 수 있다(예를 들어, 배터리의 충전 용량을 재조정하거나 배터리의 유지 관리 스케줄을 변경할 수 있다).
본 발명은 또한 배터리 교환 시스템의 다수의 에너지 저장 장치(예를 들어, 배터리들)을 유지 관리 또는 교체하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 개시된 시스템은 각각의 배터리의 실제 사용량에 기초하여 결정된 맞춤화된 배터리 유지 관리 계획에 기초하여 각각의 에너지 저장 장치를 유지한다. 개시된 시스템은 우선 다중 샘플링 배터리들(multiple sampling batteries) 또는 배터리 제조자의 테스트 기관과 같은 다른 소스로부터의 정보에 기초하여 한 세트의 참조 정보(reference information)를 설정한다. 예를 들어, 개시된 시스템은 배터리의 실제 사용이 배터리의 특성 또는 성능에 어떻게 영향을 줄 수 있는지를 나타내는(예를 들어, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같은) 특성 곡선을 검색하거나 생성할 수 있다. 예를 들어, 참조 정보를 분석함으로써, 개시된 시스템은 동일한 유형의 배터리들(예를 들어, 제조업자(M1)에 의해서 만들어진, 하드웨어 버전(V1)을 가진, 배터리 셀(C1)을 가진, 하드웨어 완전 충전 용량(FCC1)을 가진, 1000번 충전주기의 수명을 가진 등)이 상이한 작동 조건들을 경험한 후에 다르게 수행할 수 있다고 결정할 수 있다. 그 차이에 기초하여, 개시된 시스템은 배터리의 유형을 배터리의 유지 관리에 영향을 미치는 사용 파라미터(usage parameters)에 기초하여 다양한 하위 유형으로 더 나눌 수 있다.
예를 들어, 개시된 시스템은 유형 A1 배터리가 섭씨 40도 이상으로 3 시간 이상 충전되면, 배터리의 FCC는 충전 사이클 당 1 % 감소한다고 확인할 수 있다. 이 실시 예에서, 개시된 시스템은 이러한 유형의 배터리를 유형 "A1a" 배터리로서 설정할 수 있다. 다른 예로서, 개시된 시스템은 타입 A1 배터리가 월 2 회 이상 FCC의 2 %보다 낮은 레벨로 고갈되면, 그 배터리의 예상 수명이 1000 번의 충전 사이클에서 800번의 충전 사이클로 감소한다는 것을 확인할 수 있다. 이 실시 예에서, 개시된 시스템은 이러한 유형의 배터리를 유형 "A1b" 배터리로서 설정할 수 있다. 일부 실시 예 들에서, 개시된 시스템은 하나 이상의 배터리 사용 요소(battery usage factor)들 (예를 들어, 기록된 배터리 셀 온도, 배터리 회로 온도, 충전 패턴, 방전 패턴, 지속 시간, 기타 적절한 작업 또는 작동 조건, 환경 조건, 사용자 주행/승차 행동(driving/riding behavior), 등)과 비교하여 배터리로부터 수집된 정보(예를 들어, 배터리 하드웨어/펌웨어 버전, 배터리 셀 유형, 배터리 충전 상태(SoC; State of Charge), 배터리 완전 충전 용량(FCC), 배터리 건강 상태(SoH; State of Health)(예를 들어, 배터리의 성능 저하를 나타내는 백분율, 예를 들어 배터리의 SoH는 제조시 100%이며 시간이 지나면서 감소하고 사용되며 SoH는 내부 저항, 용량, 전압, 충전 수용 능력, 방전 능력, 충전 사이클 등을 기준으로 측정 할 수 있다), 배터리 수명(시간 또는 사이클 카운트), 배터리 오류 상태, 배터리 직류 내부 저항(DCIR; Direct Current Internal Resistance), 등)를 분석할 수 있다.
상술한 분석에 기초하여, 개시된 시스템은 교환 가능한 배터리에 대한 배터리 유지 관리 계획을 결정하기 위해 나중에 사용될 수 있는 참조 정보를 설정한다. 일부 실시 예에서, 사용자가 배터리 교환 스테이션에 교환 가능한 배터리를 삽입할 때, 개시된 시스템은 교환 가능한 배터리에 부착된 메모리로부터 저장된 배터리 특성 정보 및 배터리 사용 정보를 수신한다. 개시된 시스템은 수신된 배터리 정보를 참조 정보와 비교하여 맞춤화된 배터리 유지 관리 계획을 생성한다.
예를 들어, 개시된 시스템은 삽입된 배터리가 "유형 A1b" 배터리인지를 확인할 수 있다. "유형 A1" 배터리의 경우, 권장 유지 관리 시간은 1000번의 충전 사이클에 도달하기까지의 시간이다. 그러나 "유형 A1b" 배터리의 경우, 권장 유지 관리 시간은 700번의 충전 사이클에 도달하기까지의 시간 일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 개시된 시스템은 삽입된 배터리가 700번의 충전 사이클에 도달할 동안 유지될 필요가 있다고 확인할 수 있다. 일부 실시 예에서, 배터리 유지 관리 계획은 동작 시간(예를 들어, 배터리가 얼마나 오래 방전 되었는가에 대한), 충전/방전 시간 (예를 들어, 배터리의 충전/방전 지속 시간), 배치 기간(deployment duration)(예를 들어, 배터리 스테이션 또는 차량의 시간), 등과 같은 하나 이상의 다른 요소(factor)에 기초하여 조정될 수 있다.
일부 실시 예에서, 배터리 셀/팩의 시스템 운영자 또는 배터리 제조자는 작동 또는 실험 중에 배터리 팩 또는 셀의 특정 뱃치(certain batch)가 소정의 비정상적인 동작을 갖는 것을 발견할 수 있다. 따라서, 시스템은 배터리 셀/팩(예를 들어, 특정 제조 뱃치에 기초하여, 일련 번호에 기초하여, 등)을 포함하는 배터리들의 리스트를 생성하고 배터리들의 위치를 추적할 수 있다. 예를 들어, 배터리들은 배터리 교체 스테이션에 있거나, 사용자가 소유하거나, 차량에 사용할 수 있다. 따라서, 개시된 시스템은 이들 배터리가 배터리 스테이션에 삽입될 때 이들 배터리들(예를 들어, 임의의 사용자에 대해 충전 및 해제하지 않음)을 "잠금(locking)"하는 것을 포함하여 이들 배터리들에 대한 배터리 유지 관리 계획을 생성할 수 있다. 개시된 시스템은 유지 관리 또는 교체를 위해 잠긴(locked) 배터리들을 픽업(pick up)하기 위해 서비스 직원(service crew)에게 통지를 보낼 수 있다.
삽입된 배터리에 대한 맞춤화된 배터리 유지 관리 계획을 결정한 후에, 개시된 시스템은 삽입된 배터리가 실제로 어떻게 사용되었는지에 따라 그 계획을 구현할 수 있다. 예를 들어, 개시된 시스템은 삽입된 배터리가 "유형 A1b" 배터리이고 698 번의 충전 사이클을 거쳤다는 것을 결정할 수 있다(상술한 예에서, 배터리는 700번의 충전 사이클에 도달하기 전에 유지 관리 또는 교체될 필요가 있다).
일부 실시 예에서, 시스템(예를 들어, 서버 또는 배터리 교환 스테이션)은 리스트 상에 삽입된 배터리를 잠금(lock)할 수 있고, 시스템은 대응하는 배터리 유지 관리 계획을 실행할 수 있다. 예를 들어, 배터리 유지 관리 계획은 삽입된 배터리에 내장된 BMS에 의해 실행될 수 있다. 삽입된 배터리에 내장된 BMS는 삽입된 배터리가 위치한 배터리 교환 스테이션으로 메시지를 보낼 수 있다. 일부 실시 예에서, 삽입된 배터리는 배터리 교환 스테이션에서(예를 들어, 사용자에게 해제(release)되지 않도록) "잠금(locked)" 될 수 있다. 일부 실시 예에서, 배터리 교환 스테이션 또는 BMS는 삽입된 배터리에 대한 배터리 유지 관리 계획을 실행할 수 있다(예를 들어, 삽입된 배터리에 대한 FCC 캘리브레이션(calibration) 프로세스를 수행하여 FCC 또는 용량을 조정할 수 있다). 일부 실시 예에서, 삽입된 배터리는 BMS가 임의의 비정상적인 행동을 검출할 때 배터리 교환 스테이션에 메시지(예를 들어, 경고 또는 오류 메시지를 포함하여 배터리 교환 스테이션에)를 보낼 수 있다. 배터리 교환 스테이션이 경고 또는 오류 메시지를 받으면, 배터리 교환 스테이션은 배터리를 "잠금(lock)"하고, 삽입된 배터리에 대한 테스트 또는 FCC 캘리브레이션(calibration)을 수행하거나 또는 추가 프로세스를 위해 서버에 알릴 수 있다.
일부 실시 예에서, 시스템(예를 들어, 서버 또는 배터리 교환 스테이션)은 서비스/택배 직원(service/courier crew)에게 삽입된 배터리를 수집하도록 지시할 수 있다. 일부 실시 예에서, 시스템(예를 들어, 서버 또는 배터리 교환 스테이션)은 여전히 삽입된 배터리를 충전할 수 있지만 (다른 정상 배터리와 비교하여) 스와핑 우선 순위를 낮출 수 있다. 즉, 시스템은 "잠긴(locked)" 배터리를 제공하기 전에 사용자에게 일반 배터리를 제공한다. 이것은 수요가 많은 시간 간격 동안 스테이션의 높은 배터리 수요를 충족시키는데 도움이 될 수 있다.
일부 실시 예에서, 개시된 시스템은 삽입된 배터리를 유지 관리 설비 또는 다른 배터리 교환 스테이션으로 이동시키는 것을 돕기 위해 사용자에게 배터리 교환 스테이션으로 오는 사용자에게 통지를 보내어 유지 관리 계획을 구현할 수 있다(예를 들어, 개시된 시스템은 사용자에게 동기를 부여하기 위해 소정의 인센티브(incentives), 크레딧(credits), 포인트(points) 등을 제공 할 수 있다). 다른 실시 예에서, 개시된 시스템은 시스템 서비스/택배 직원(service/courier crew)에게 삽입된 배터리를 픽업하도록 통지할 수 있다. 일부 실시 예에서, 개시된 시스템은 사용자의 과거 루트(route) 데이터를 고려하여 삽입된 배터리를 사용자에게 (예를 들어, 아마도 할인된 요금으로) 제공하여 삽입된 배터리가 사용자에 의해 지정 스테이션(designation station) (예를 들어, 스테이션 근처의 배터리 팩토리(factory) 또는 고객 서비스 센터)으로 이송/전달되도록 할 수 있으며, 여기서 삽입된 배터리는 추가 작업을 위해 서비스 직원(service crew)이 픽업 할 수 있다.
일부 실시 예에서, 개시된 시스템은 삽입된 배터리가 "유형 A1a" 배터리이고 900 번의 충전 사이클을 거친 것으로 확인한다. 개시된 시스템은 또한 삽입된 배터리의 현재 FCC가 91% 임을 결정한다. 앞의 예제에서 설명한 것처럼 "유형 A1a" 배터리의 FCC는 충전주기 당 1 % 감소 한다. "유형 A1a" 배터리에 대한 임계값 FCC 값은 88%가 될 수 있다. 따라서, FCC가 임계값 FCC 값에 도달하는 동안에 삽입된 배터리를 유지할 필요가 있다. 그 결정에 기초하여, 개시된 시스템은 (예를 들어, 삽입된 배터리의 FCC 값을 검출한 후) 맞춤화된 배터리 유지 관리 계획을 생성하고 그에 따라 구현한다(예를 들어, 사용자가 배터리를 유지 관리 시설에 전달하도록 동기를 부여하거나 또는 서비스 직원(service crew)에게 배터리를 픽업하도록 지시하는 등).
일부 실시 예에서, 개시된 시스템은 이 단계에서 삽입된 배터리를 유지하기 위한 동작을 취하지 않기로 결정한다. 예를 들어, 위에서 언급된 사용 분석에 기초하여, 개시된 시스템은 삽입된 배터리가 여전히 충전되고 사용자에 의해 교환되는 양호한 상태에 있다고 결정한다. 이러한 실시 예에서, 개시된 시스템은 추후 참조를 위해 삽입된 배터리에 부착된 메모리에 사용 분석 결과를 저장 (또는 서버에 업로드) 할 수 있다. 일부 실시 예에서, 개시된 시스템은 동작을 취할지 여부를 결정하기 위한 임계 시간 주기를 갖는 유지 관리 정책을 가질 수 있다. 예를 들어 임계 시간 주기는 30일이 될 수 있다. 예상되는 배터리 유지 관리 시간(예를 들어, 20 일 후)과 교체 가능한 배터리가 배터리 스테이션에 삽입되는 시간 사이의 시간차가 30일을 초과하는 경우, 개시된 시스템은 이에 대한 동작을 취하지 않기로 결정할 수 있다. 시간차가 30 일 미만이면, 개시된 시스템은 생성된 배터리 유지 관리 계획(예를 들어, 사용자가 배터리를 유지 관리 시설로 전달하도록 동기를 부여하거나 또는 서비스 직원에게 배터리를 픽업하도록 지시하는 등)을 실행하도록 결정할 수 있다.
또 다른 예로서, 개시된 시스템은 임계 충전 사이클 카운트(threshold charging cycle count)(예를 들어, 다음 유지 관리까지 얼마나 많은 충전 사이클이 남았는지)를 사용하여 동작을 취할지를 결정한다. 예를 들어, 임계 사이클 수는 10 사이클이 될 수 있다. 예상 배터리 유지 관리 사이클 카운트(battery maintenance cycle count)(예를 들어, 1000 사이클)와 삽입된 교환 가능한 배터리의 현재 충전 사이클 카운트(예를 들어, 950 사이클) 사이의 사이클 카운트 차이가 10 사이클보다 큰 경우, 이 단계에서 개시된 시스템은 동작을 취하지 않기로 결정할 수 있다. 사이클 카운트 차이가 10 사이클보다 적은 경우(예를 들어, 현재 충전 사이클 카운트가 998일 때), 개시된 시스템은 생성된 배터리 유지 관리 계획을 구현하도록 결정할 수 있다.
일부 실시 예에서, 개시된 시스템은 사용자가 배터리 교환 스테이션으로부터 배터리를 제거할 때 사용자에게 통지를 보낸다. 예를 들어, 개시된 시스템이 사용자에 의해 제거된 배터리가 곧 유지 될 필요가 있다고 결정하면(예를 들어, 맞춤화된 배터리 유지 관리 계획에 따라), 본발명의 시스템은 사용자의 모바일 장치에 메시지를 전송하고, 개시된 시스템은 사용자가 제거된 배터리를 특정 위치로 반송하면, 사용자는 특정 보상(예를 들어, 향후 배터리 교환에 대한 할인, 크레딧(credits), 현금 환급, 포인트 등)을 받을 것이다. 일부 실시 예에서, 통지는 배터리 교환 스테이션의 디스플레이에 의해 시각적으로 제공될 수 있다.
개시된 기술의 다른 측면은 교환 가능한 배터리에 대한 "동적(dynamic)" 모니터링 및 분석을 제공한다는 것이다. 배터리 특성 중 일부는 "동적"(예를 들어, 상이한 방식으로 사용/작동된 후에 시간에 따라 변할 수 있음)이기 때문에, 개시된 시스템은 배터리의 현재 상태를 면밀히 모니터링하고 맞춤화된 유지 관리 계획을 생성/구현 한다. 예를 들어, 개시된 시스템은 배터리가 배터리 교환 스테이션에 삽입될 때(또는 일부 실시 예에서는 서버에 연결된 경우) 배터리의 사용 내역을 분석 할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 개시된 시스템은 삽입된 배터리의 현재 상태를 면밀히 모니터링하고 맞춤화된 유지 관리 계획을 생성할 수 있다.
일부 실시 예에서, 개시된 방법은 배터리 교환 스테이션에 의해 구현 될 수 있다. 일부 실시 예에서, 개시된 방법은 다수의 배터리 교환 스테이션을 관리하는 서버에 의해 구현 될 수 있다. 일부 실시 예에서, 개시된 방법은 배터리 교환 스테이션 및 다수의 배터리 교환 스테이션을 관리하는 서버 모두에 의해 구현될 수 있다.
일부 실시 예에서, 시스템은 (1) 다수의 샘플링 배터리로부터 배터리 정보를 수집 및 분석하고(예를 들어, 일부 실시 예에서, 샘플링 배터리는 개시된 시스템에 의해 관리되거나 제어되는 다수의 배터리 일 수 있다), (2) 이에 따라 참조 정보를 생성하도록 구성된다(예를 들어, 참조 정보는 매일 또는 매주와 같이 주기적으로 분석되거나 업데이트 될 수 있거나, 시스템에 가입하는 새로운 배터리 스테이션, 배터리 계획에 가입하는 새로운 사용자 등과 같은 트리거링(triggering) 이벤트에 응답하여 업데이트 될 수 있다). 본 시스템은 먼저 다수의 샘플링 배터리로부터 측정된 배터리 정보를 수집 할 수 있다. 일부 실시 예에서, 샘플링 배터리는 배터리 교환 시장에 현재 배치된 충전식/교환 가능한 배터리를 포함 할 수 있다. 예를 들어, 샘플링 배터리는 사용자(예를 들어, 배터리 계획 가입자)가 사용자의 전기 자동차에 전력을 공급하기 위해 사용했던 배터리를 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 샘플링 배터리는 아직 사용되지 않는 배터리(예를 들어, 공장, 창고, 실험실 등에서 테스트 또는 저장되는 배터리)를 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 개시된 시스템은 다수의 소스(예를 들어, 배터리 교환 스테이션들, 전기 자동차들, 배터리들, 사용자 모바일 장치들 등)로부터 정보를 수집한다. 일부 실시 예에서, 개시된 시스템은 데이터베이스로부터 정보를 수집한다. 개시된 시스템은 수집된 배터리 정보를 분석하고 그에 따라 참조 정보의 세트를 생성한다. 예를 들어, 본 시스템은 (1) 배터리 제조 정보, (2) 배터리 기본 특성 및 (3) 배터리 사용과 같은 다수의 요소(factor)에 기초하여 수집된 배터리 정보를 분류 할 수 있다. 요소(factor)의 예는 아래에 설명되어 있다.
배터리 제조 정보의 예시는 배터리 제조사 또는 배터리 셀 제조사의 아이덴티티(예컨대, 다른 제조사에 의해 제조된 베터리 또는 배터리 셀은 배터리 사양이 동일할 수 있지만 특성이 다를 수 있음), 제조 날짜(예컨대, 다른 날짜에 제조된 배터리는 다른 특성을 가질 수 있음), 제조 뱃치(manufacturing batches)(예컨대, 다른 뱃치(batches)로 제조된 배터리는 여전히 다른 특성을 가질 수 있음), 배터리 하드웨어/펌웨어 버전, 및/또는 제조 일련 번호(예컨대, 개별 배터리는 다른 특성을 가질 수 있음)를 포함할 수 있다.
배터리 기본 특성의 예로는 배터리 용량(예를 들어, 완전 충전 용량(FCC)), 배터리 방전 용량(예를 들어, 특정 조건에서 배터리가 얼마나 많은 전력을 제공 할 수 있는지), 배터리 셀 유형, 배터리 직류 내부 저항(DCIR; battery direct current internal resistance) 및/또는 권장 배터리 작동 온도(예를 들어, 배터리 셀 온도 및 배터리 회로 온도를 포함하여 섭씨 5에서 35 도와 같은 온도 범위). 배터리 기본 특성의 다른 예는 권장 배터리 충전 온도(예를 들어, 섭씨 25도에서 40도 사이와 같은 온도 범위), 권장 배터리 충전 전류(예를 들어, 일정하거나 조절된 전류), 권장 배터리 충전 전압(예를 들어, 일정하거나 조절된 전압), 권장 배터리 충전 사이클(예를 들어, 매주 1 회 이상 완전 충전), 권장 배터리 충전 속도(예를 들어, 5분 안에 배터리의 10 % 충전 상태(SoC) 증가) , 권장 만충전 포인트(예를 들어, FCC의 98%) 및/또는 권장 배터리 충전 시간(예를 들어, 5 시간 이상 연속적으로 충전되지 않음)을 포함할 수 있다.
배터리 사용 요소의 예에는 실제 배터리 충전 온도 내역(예를 들어, 배터리가 어제 섭씨 30도로 충전되었고, 오늘 섭씨 35도로 25 분 동안 충전됨), 실제 배터리 충전 전류(예를 들어, 1-50 암페어), 실제 배터리 충전 전압(예를 들어, 1-220 볼트), 다수의 실제 배터리 충전 사이클(예를 들어, 배터리는 50번의 완전 충전 사이클 및 125 번의 부분 사이클을 거쳤다), 실제 배터리 충전 속도 또는 충전률(예를 들어, 30분 동안 20암페어, 30분 동안 30 암페어 등), 실제 배터리 충전 시간(예를 들어, 배터리가 어제 56 분 동안 충전됨), 실제 배터리 작동 온도(예를 들어, 배터리가 어제 섭씨 35도에서 2 시간 동안 작동 중임), 실제 배터리 방전 시간(예를 들어, 배터리는 어제 15분 동안 최대 전류 용량으로 방전됨)을 포함한다. 일부 실시 예에서, 배터리 계획을 가입할 때, 사용자는 전술한 요소(factor)들의 다양한 조합과 연관된 상이한 계획을 선택함으로써 배터리에 대한 자신의 선호도를 특정할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 제조업체(M1)의 새 배터리를 사용하도록 허용하는 배터리 계획에 가입(subscribe)할 수 있다.
수집된 배터리 정보를 위에서 언급된 하나 이상의 요소(factor)들과 비교하여 분석함으로써, 본 시스템은 목적(object) 또는 목표(goal)를 달성하기 위해 특정 유형의 충전식 배터리를 유지하는 방법을 이해할 수 있게 하는 참조 정보 세트를 수립한다. 예를 들어, 분석에 기초하여, 본 기술은 가능한 특정 유형의 배터리의 최대 용량을 유지할 수 있는 맞춤화된 배터리 유지 관리 계획을 생성할 수 있다. 다른 예로서, 본 기술은 배터리의 유형의 수명을 최대화할 수 있는 맞춤화된 배터리 유지 관리 계획을 생성할 수 있다. 일부 실시 예에서, 본 기술은 특정 유형의 배터리가 최대 충전 사이클 수(예를 들어, 500번의 충전 사이클 후에, 배터리는 여전히 원래의 용량의 90 % 용량을 가질 수 있다)를 갖도록 하는 맞춤화된 배터리 유지 관리 계획을 생성할 수 있다. 다른 실시 예에서, 본 기술은 다른 유형의 적합한 목적들(예를 들어, 고객 만족도 극대화, 최상의 배터리 성능 확보, 사용자 환경 개선 등)을 가질 수 있다.
본 기술의 다양한 실시 예들은 다음의 기술적 개선 중 하나 이상을 제공할 수 있다: (1) 여러 교환 배터리의 상태를 동적으로 모니터하고 배터리 교환 스테이션이 따를 수 있도록 준비된 맞춤화된 배터리 유지 관리 계획을 생성할 수 있는 기능; (2) 맞춤화된 배터리 유지 관리 계획을 구현하여 배터리 수명 및 성능을 효과적으로 최대화할 수 있는 기능; (3) 운영자가 다수의 배터리 교환 스테이션에서 배터리들을 관리할 수 있도록 하는 기능; 및 (4) 에너지 효율적인 방식으로 만족스러운 배터리 경험을 제공함으로써 향상된 사용자 경험을 제공할 수 있는 기능.
일부 실시 예에서, 개시된 시스템이 배터리가 유지되거나 교체되어야 한다고 결정하면(예를 들어, 배터리의 완전 충전 용량(FCC)이 임계값보다 낮다), 개시된 시스템은 통지(예를 들어, 경고, 메시지, 교정 통지 등)를 시스템 운영자에게 제공하여 시스템 운영자가 그 배터리에 대한 유지 관리 또는 교체를 계획할 수 있도록 한다.
이하의 설명에서, 설명의 목적으로, 다수의 특정 세부 사항은 본 기술의 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 그러나, 본 기술의 실시예는 이러한 특정 세부 사항의 일부없이 실시될 수 있음이 명백할 것이다.
도 1a는 개시된 기술의 실시 예에 따른 시스템(10)을 도시하는 개략도이다. 시스템(10)은 배터리 스테이션(11), 배터리 스테이션(11)과 연결된 서버(13) 및 서버(13)와 연결된 데이터베이스(15)를 포함한다. 배터리 스테이션(11)은 배터리(14)의 유형을 결정하고 배터리(14)를 충전 및/또는 유지하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 배터리 스테이션(11)은 배터리 테스트 콤포넌트(battery testing component)(12)를 포함한다. 배터리(14)는 하나 이상의 배터리 센서(16) 및 배터리 메모리(18)를 포함한다. 배터리 센서(16)는 배터리(14)의 상태(예를 들어, 온도, 전류, 전압 등)를 측정/감지하도록 구성된다. 배터리 메모리(18)는 배터리(14)와 연관된 정보(예를 들어, 배터리(14)가 얼마나 많은 충전 사이클을 경험했는지와 같은 사용 정보, 충전 중 또는 사용 중에 측정된 온도, 방전 상태와 같은 배터리(14)의 동작 상태, 등)를 저장하도록 구성된다.
일부 실시 예에서, 배터리 테스트 콤포넌트(battery testing component)(12)는 배터리(14)를 테스트하는데 사용될 수 있는 로드(load) 일 수 있다. 예를 들어, 배터리(14)가 배터리 스테이션(11)에 전기적으로 연결될 때, 로드는 배터리(14)가 로드에 반응할 수 있는 정도를 알아보기 위하여 배터리(14)의 적은 양의 에너지를 소비할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 배터리(14)가 배터리 스테이션(11)의 배터리 슬롯에 삽입되면, 배터리 테스트 콤포넌트(12)는 배터리(14)의 특성을 테스트하고 학습할 수 있다. 배터리 스테이션(11)은 테스트 결과를 서버(13)에 업로드 할 수 있다. 서버(13)는 배터리(14)로부터 수신된 다른 정보 및 데이터베이스(15)에 저장된 참조 정보와 함께 테스트 결과를 분석하여 이 특정 배터리에 대한 유지 관리 계획에 어떠한 변경이 이루어져야 하는지 결정한다. 따라서, 시스템(10)은 고려되는 요소(factor)의 수에 기초하여 배터리 유지 관리 계획을 생성한다.
도 1a에서, 참조 정보의 몇몇 실시 예는 예를 들어 특성 곡선/라인의 형태로 도시된다. 그러나, 다른 실시 예에서, 참조 정보는 다른 적절한 형태의 배터리 유지 관리 또는 교체와 연관된 다른 유형의 적절한 정보를 포함 할 수 있다(예를 들어, (1)배터리 제조 정보, (2)배터리 기본 특성 및 (3)배터리 사용과 같은 다른 배터리 요소에 대한 배터리 수명 간의 관계).
예를 들어, 데이터베이스(15)에 저장된 참조 정보는 다수의 상이한 요소(factor)가 특정 유형의 배터리의 수명에 어떻게 영향을 미치는지를 포함한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 참조 정보는 배터리 충전 사이클(battery charging cycle)과 배터리 수명(battery life) 간의 관계를 포함한다 (예를 들어, 도 1a의 차트(151)). 예를 들어, 50번의 충전 사이클을 경험한 후, 유형 1a 배터리는 25개월의 수명을 가지 지만, 유형 1b 배터리는 50개월의 수명을 가진다. 참조 정보는 최대 충전 전류와 배터리 수명 간의 관계를 포함할 수 있다(예를 들어, 도 1a의 차트(152)). 예를 들어, 1시간 동안 50암페어 충전 전류가 발생하면, 유형 2a 배터리는 125일의 잔여 수명을 가지 지만, 유형 2b 배터리는 250일의 잔여 수명을 갖습니다. 참조 정보는 배터리 충전 사이클과 최대 동작 온도 사이의 관계를 포함할 수 있다(예를 들어, 도 1a의 차트 (153)). 예를 들어, 섭씨 50도에서 1 시간 동안 작동한 후, 유형 3a 배터리는 120번의 남아 있는 충전 사이클을 가지 지만, 유형 3b 배터리는 240번의 남아 있는 충전 사이클을 갖는다. 일부 실시 예에서, 특정 배터리에 대한 유지 관리 계획은 데이터베이스(15)에 저장된 정보 및 배터리 메모리(18)로부터 판독된 정보에 기초하여 결정되거나 변경된다. 예를 들어, 배터리는 500번의 충전 사이클의 예상 수명(expected life)을 가질 수 있다. 그러나 배터리가 섭씨 50도 이상의 온도를 경험한 경우, 예상 수명은 단축될 수 있다. 서버(13)는 이러한 고온(high-temperature) 사용을 검출할 수 있으므로, 데이터베이스(15) 내의 모든 요소 및 배터리로부터 수신된 정보를 고려하여 특정 배터리에 대한 유지 관리 계획을 계산할 수 있다.
참조 정보에 기초하여, 시스템(10)은 배터리(14)에 대한 적절한 유지 관리 계획을 결정한다. 예를 들어, 배터리(14)가 유형 2a 배터리로 결정되고 배터리(14)가 50암페어로 1시간 동안 충전되는 경우, 시스템(10)은 배터리(14)의 잔여 배터리 수명(remaining battery life)이 약 125일이라고 예측할 수 있다. 그 다음, 시스템(10)은 배터리(14)에 대한 유지 관리/교체 일자를 스케줄 할 수 있다(예를 들어, 100 일 내에 유지되도록). 일부 실시 예에서, 배터리(14)에 대한 유지 관리 계획은 배터리 수명 또는 성능을 최대화하도록 배터리(14)를 충전하는 방법을 포함 할 수 있다.
일부 실시 예에서, 참조 정보는 다양한 샘플링 배터리(various sampling batteries)로부터 수집된 분석 데이터에 기초하여 생성될 수 있다. 도 1b는 개시된 기술의 실시 예에 따른 시스템(100)을 도시하는 개략도이다. 시스템(100)은 다수의 샘플링 배터리(sampling batteries)(도 1b에서 101a-C로 도시됨)로부터 배터리 정보(battery information)를 수집하도록 구성된다. 시스템(100)은 서버(103), 서버(103)에 연결된 데이터베이스(105) 및 배터리 교환 스테이션(107)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 배터리 교환 스테이션(107)은 네트워크(109)를 통해 서버(103)와 통신할 수 있다. 각각의 샘플링 배터리는 배터리 메모리(도 1b에서 113A-C로 도시됨)를 포함한다. 배터리 메모리는 대응하는 샘플링 배터리와 연관된 배터리 정보를 저장 및 기록하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 배터리 메모리는 샘플링 배터리에 부착된 제어기(controller)(예를 들어, 제어 칩(control chip), 프로세서(processor), 회로(circuit) 등,도 1b에 도시되지 않음)에 연결될 수 있다. 제어기는 배터리 메모리에 저장된 배터리 정보를 관리할 수 있다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 서버(103)는 네트워크(109)를 통해 배터리 교환 스테이션(107)을 통해 배터리 정보를 배터리 메모리(113A)로부터 수집하도록 구성된다.
일부 실시 예에서, 서버(103)는 네트워크(109)를 통해 배터리 정보를 배터리 메모리 (113B)로부터 직접 수신할 수 있다. 또한 서버(103)는 네트워크(109)를 통해 모바일 장치(mobile device)(111)(예를 들어, 샘플링 배터리(101c)를 관리하도록 구성된 앱을 갖는 배터리 사용자의 스마트 폰)를 통해 배터리 메모리(113C)로부터 배터리 정보를 수신할 수 있다. 배터리 정보를 수집한 후, 서버(103)는 수집된 배터리 정보를 분석하여 맞춤화된 배터리 유지 관리 계획을 생성하기 위한 참조 정보로서 사용될 수 있는 배터리 특성 또는 패턴을 결정 또는 식별할 수 있다. 서버(103)의 실시예는 도 4를 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다.
데이터베이스(105)는 본 발명과 연관된 정보(예를 들면, 서버(103)에 의해 수집된 정보, 서버(103)에 의해 분석된 정보, 서버(103)에 의해 생성된 정보, 참조 정보, 사용자 계정 정보, 사용자 배터리 계획, 사용자 이력, 사용자 행동, 사용자 주행/승차 습관(driving/riding habits), 환경 조건, 이벤트 정보 등)를 저장할 수 있다. 일부 실시예에서, 데이터베이스(105)는 또한 정부 또는 사기업에 의해 유지되는 공개적으로 액세스 가능한 데이터베이스(publicly accessible database)(예를 들어, 일기 예보 데이터베이스, 여행 경보 데이터베이스, 트래픽 정보 데이터베이스(traffic information database), 위치 서비스 데이터베이스, 지도 데이터베이스 등)로부터의 정보를 저장한다. 또한 일부 실시예에서, 데이터베이스(105)는 고유의 정보(proprietary information)(예를 들어, 사용자 계정, 사용자 신용 이력, 사용자 가입 정보 등)를 저장할 수 있다.
네트워크(109)는 근거리 통신망(LAN; local area network) 또는 광역 통신망(WAN; wide area network)일 수 있지만, 다른 유선 또는 무선 네트워크일 수도 있다. 네트워크(109)는 인터넷 또는 몇몇 다른 공개 또는 사설 네트워크일 수 있다. 배터리 교환 스테이션(107) 또는 모바일 장치(111)는 (예를 들어, 유선 또는 무선 통신에 의해) 네트워크 인터페이스를 통해 네트워크(109)에 연결될 수 있다. 서버(103)는 네트워크(109) 또는 별도의 공개 또는 사설 네트워크를 포함하는 임의의 종류의 로컬, 광역, 유선 또는 무선 네트워크를 통해 데이터베이스(105)에 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 네트워크(109)는 사설 엔티티(private entity)(예를 들어, 회사 등)에 의해 사용되는 보안 네트워크를 포함한다.
일부 실시 예에서, 배터리 교환 스테이션(107)은 샘플링 배터리로부터 배터리 정보를 수집하고 전술한 분석을 수행하도록 구성될 수 있다. 이러한 실시 예에서, 배터리 교환 스테이션(107)은 수집된 배터리 정보를 분석하여 맞춤화된 유지 관리 계획을 생성하기 위한 참조 정보로서 사용될 수 있는 배터리 특성 또는 패턴을 결정 또는 식별할 수 있다. 이러한 참조 정보는 국부적으로(예를 들어, 배터리 교환 스테이션(107)에) 저장될 수 있거나 서버 (103)로 송신 또는 업로드(uploaded) 될 수 있다. 배터리 교환 스테이션(107)의 실시예는 도 2a 및 도 3을 참조하여 아래에서 상세히 설명된다.
도 1c는 개시된 기술의 실시 예에 따른 배터리(101)를 도시하는 개략도이다. 도시된 바와 같이, 배터리(101)는 하나 이상의 배터리 셀(121), 배터리 관리 시스템(BMS; Battery Management System)(127) 및 외부 장치(external device)(예를 들어, 전기 모터)에 연결되도록 구성된 커넥터(connectors)(123)를 포함한다. 도시된 실시 예에서, 배터리 관리 시스템 배터리(127)는 배터리 메모리(113), 전압 센서(voltage sensor)(115), 전류 센서(current sensor)(117), 온도 센서(temperature sensor)(119) 및 배터리 프로세서(126)와 같은 하나 이상의 센서를 포함한다. 배터리 프로세서는 배터리(101)의 상태를 모니터링하고 배터리 교환 스테이션(예를 들어, 배터리 교환 스테이션(207)) 또는 서버(예를 들어, 서버(13 또는 103))와 통신하도록 구성된다. 배터리 셀(121)은 내부에 전기 에너지를 저장한다. 전압 센서(115)는 배터리(101)의 충전 전압을 측정하도록 구성된다. 전류 센서(117)는 배터리(101)의 충전 및/또는 방전 전류를 측정하도록 구성된다. 온도 센서(119)는 배터리(101)의 충전 또는 사용 온도(예를 들어, 배터리 셀 온도 및/또는 배터리 회로 온도)를 측정하도록 구성된다. 측정된 정보는 배터리 메모리(113)에 저장되고 모바일 장치, 배터리 교환 스테이션, 차량 및/또는 서버에 의한 유선 또는 무선 연결을 통해 액세스 가능할 수 있다.
도 2a는 개시된 기술의 실시 예에 따른 시스템(200)을 도시하는 개략도이다. 시스템(200)은 (1) 삽입된 교환 가능한 배터리(201)에 대한 배터리 유지 관리 계획을 결정하고; (2) 배터리 교환 스테이션(207)에 위치된 배터리들의 스와핑 우선 순위를 결정하고; 및/또는 (3) 스와핑 우선 순위에 기초하여 배터리 교환 스테이션(207)에서 배터리를 관리한다. 시스템(200)은 서버(203), 데이터베이스(205) 및 배터리 교환 스테이션(207)을 포함한다. 서버(203), 데이터베이스(205) 및 배터리 교환 스테이션(207)은 네트워크(209)를 통해 서로 통신할 수 있다. 도시된 바와 같이, 배터리 교환 스테이션(207)은 (i) 사용자와 상호 작용하도록 구성된 디스플레이(215) 및 (ii) 충전될 배터리를 수용하도록 구성된 8개의 배터리 슬롯(217a-h)을 갖는 배터리 랙(battery rack)(219)을 포함한다.
도 2a에 도시된 실시 예에서, 작동 동안, 배터리가 차지하는 6개의 배터리 슬롯(예컨대, 슬롯(217a, 217b, 217d, 217e, 217f, 217h))이 있으며, 나머지 2개의 슬롯(예컨대, 슬롯(217c, 217g))은 사용자가 교환할 배터리(예컨대, 저전력 또는 고갈된 배터리)를 삽입하기 위해 예약된다. 일부 실시예에서, 배터리 교환 스테이션(207)은 상이한 수의 랙, 디스플레이 및/또는 슬롯과 같은 상이한 구성을 가질 수 있다. 일부 실시 예에서, 배터리 교환 스테이션(207)은 운영자가 배터리 교환 스테이션(207)의 용량을 편리하게 설치 또는 확장할 수 있게 하는 모듈식 콤포넌트(modular components)(예를 들어, 모듈식 랙, 모듈식 디스플레이 등)를 포함할 수 있다. 배터리 교환 스테이션(207)은 그 안에 위치된 배터리를 충전하고 다른 작동(예컨대, 서버(203)와 통신하기 위해)을 수행하기 위해 전력을 수신하도록 하나 이상의 전원(예컨대, 전력망(power grid), 전력선(power lines), 전력 저장, 발전소(power station)/변전소(substations) 등)에 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 사용자는 사전에 배터리를 삽입하지 않고, 배터리 교환 스테이션(207)으로부터 배터리를 제거할 수 있다. 일부 실시예에서, 배터리 교환 스테이션(207)은 그 안에 위치된 배터리를 고정(securing)하기 위한 잠금 메커니즘(locking mechanism)를 가질 수 있다. 일부 실시 예에서, 배터리 교환 스테이션(207)은 잠금 메커니즘 없이 구현될 수 있다.
시스템(200)의 각 배터리는 배터리 특성, 사용량(usage), 유지 관리(maintenance)/수리(repair)/교체 스케쥴(replace schedules) 등에 관한 배터리 정보를 기록하도록 구성된 메모리(예를 들어, 배터리 메모리(113)) 및 배터리 관리 시스템(BMS)을 가질 수 있다. 이러한 배터리 정보는 메모리에 저장되어 서버(203)에 업로드 될 수 있다. 일부 실시 예에서, 배터리 교환 스테이션(207)은 그들의 스와핑 우선 순위에 기초하여 배터리 슬롯(217a, 217b, 217d, 217e, 217f 및 217h)에 위치된 배터리를 관리할 수 있다. 이들 배터리는 배터리의 충전 상태(SoC)에 기초하여 초기에 결정될 수있는 "1", "2", "3", "4", "5"및 "6"의 스와핑 우선 순위를 갖는 배터리 B1- B6이라고 가정한다. 배터리 B6은 가장 높은 스와핑 우선 순위를 가지므로 다음에 픽업될 것으로 예상된다. 업로드 된 배터리 정보에 기초하여, 서버(203)는 배터리(B1-B6)를 효과적으로 관리할 수 있다.
배터리 교환 스테이션(207)은 서버(203)로부터 어떤 배터리가 유지되거나 교체되어야하는지에 관한 정보를 수신할 수 있다. 일부 실시 예에서, 서버(203)는 배터리의 특성을 지정함(specifying)으로써 유지되거나 교체되어야 할 배터리를 결정할 수 있다. 예를 들어, 서버(203)는 배터리 교환 스테이션(207)에 요청을 송신하여, 날짜 Y 이전 또는 회사 X에 의해 제조된 배터리를 식별하고, 스와핑 우선 순위를 낮추도록 요청할 수 있다. 배터리(B3 및 B4)가 기준(criteria)을 충족한다고 가정한다. 배터리 교환 스테이션(207)은 배터리(B3 및 B4)를 선택하여 스와핑 우선 순위를 조정 (예를 들어, 감소) 할 수 있다. 배터리 B1-B6의 조정된 스와핑 우선 순위는 이제 "3", "4", "1", "2", "5" 및 "6" 이다.
일부 실시 예에서, 배터리 교환 스테이션(207)은 추가 동작을 위해서 선택된 배터리 (B3 및 B4)를 "잠금(lock)"할 수 있다(예를 들어, 이러한 배터리를 픽업하기 위해 서비스 직원을 보내는 것; 그들을 전달하기 위해 사용자에게 통지(notice)를 보내는 것). 일부 실시 예에서, 배터리를 식별하는데 사용되는 배터리의 특성은 충전 사이클(예를 들어, 800 회 이상의 충전 사이클), 완전 충전 용량(FCC)(예를 들어, 배터리의 FCC가 원래 FCC보다 15% 낮은 경우 유지/교체해야 할 수도 있음), 기록된 배터리 셀 온도(예를 들어, 배터리 셀이 섭씨 50도에서 1 시간 이상 동안 작동되는 경우, 유지/교체 될 필요가 있음), 배터리 유형 (예를 들어, 상술한 유형 "A1a" 배터리), 배치 기간(deployment duration)(예를 들어, 1000 시간 동안 차량에 있는) 및/또는 본 명세서에서 논의된 다른 적절한 특성을 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 서버(203)는 배터리 교환 스테이션(207)에 요청을 전송하여 특정 배터리를 식별하고 스와핑 우선 순위를 증가 시키도록 요청할 수 있다. 예를 들어, 서버(203)는 오래된 버전의 펌웨어(firmware)를 가진 배터리보다 새로운 버전의 펌웨어를 갖는 배터리를 사용자에게 먼저 제공하기를 원할 수 있다. 서버(203)는 대응하는 요청을 배터리 교환 스테이션(207)에 송신할 수 있다. 배터리 B2에 새 버전 펌웨어가 있다고 가정한다. 배터리 교환 스테이션(207)은 배터리(B2)를 선택하고 스와핑 우선 순위를 조정할 수 있다. 배터리 B1-B6의 조정된 스와핑 우선 순위는 "1", "6", "2", "3", "4"및 "5"가 될 수 있습니다.
또한, 서버(203)는 하나 이상의 사용자 프로파일(예를 들어, 사용자가 "스포츠 패키지" 배터리 계획을 가입(subscribes)함을 나타내는)에 따라 특정 유형의 배터리(예를 들어, 고성능 배터리(high-performance battery))를 제공하기로 결정할 수 있다. 예를 들어, 사용자 프로파일에 따라, 스테이션(207)에서 배터리를 교환하는 대부분의 사용자는 스포츠 패키지에 가입했다. 사용자 경험을 향상시키기 위해, 서버(203)는 대응하는 요청을 배터리 교환 스테이션(207)에 전송할 수 있다. 배터리(B1)가 기준(criterion)(예를 들어, 배터리(B1)가 고성능 배터리 임)을 충족한다고 가정한다. 배터리 교환 스테이션(207)은 배터리(B1)를 선택하고 그 스와핑 우선 순위를 조정할 수 있다. 배터리 B1-B6의 조정된 스와핑 우선 순위는 "6", "1", "2", "3", "4" 및 "5"가 될 수 있다.
일부 실시 예에서, 스와핑 우선 순위를 조정함으로써, 서버(203)는 사용자가 스테이션(S1)으로부터 스테이션(S2)으로 특정 배터리를 전달하게 할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 서버(203)는 사용자가 이동한 이력 경로(historical routes) 및 사용자의 배터리 선호(preference)를 포함하는 사용자의 프로파일을 분석할 수 있다. 사용자(H)는 일반벅으로 평일 동안 스테이션(S1)에서 스테이션(S2)으로 이동한다고 가정한다(예를 들어 오전 10시에 스테이션(S1)에서 배터리를 픽업하고 오후 5시에 스테이션(S2)에서 배터리를 반환(returning)하는 경우). 이 실시 예에서, 서버(203)에서 사용자(H)가 스테이션(S1)에서 스테이션(S2)으로 특정 유형의 배터리를 전달하기를 원하면 서버(203)는 평일 동안 오전 10시에 그 유형의 배터리의 스와핑 우선 순위를 증가 시키도록 스테이션(S1)에 요청할 수 있다.
일부 실시 예에서, 예를 들어, 특정 회사에 의해 제조되거나 조립된 배터리 뱃치(batch)가 리콜(recall)을 필요로하는 경우, 서버(203)는 각 배터리 메모리에 저장된 정보를 검색 및 검증하여 배터리 교환 스테이션(207)에 이러한 배터리를 식별하도록 요청할 수 있다. 예를 들어, 서버(203)는 다수의 배터리 교환 스테이션(207)에 요청을 보내어 연관 배터리를 식별/선택하고 스와핑 우선 순위를 조정하도록 요청할 수 있다. 따라서, 이러한 배터리는 리콜을 위해 잠금(locked)하고 픽업(picked up)할 수 있다.
도 1b를 참조하여 상술한 바와 같이, 다수의 샘플링 배터리로부터 수집된 배터리 정보에 기초하여 한 세트의 참조 정보가 생성된다. 일부 실시예에서, 참조 정보는 데이터베이스(205) 또는 서버(203)에 저장된다. 사용자는 배터리 교환 스테이션(207)의 비어 있는 배터리 슬롯(예를 들어, 도 2a에 도시된 슬롯(217c))으로 교체 가능한 배터리(201)(전술한 다양한 유형의 배터리 정보를 저장하도록 구성된 배터리 메모리(213)를 포함함)를 삽입한다. 배터리 교환 스테이션(207)은 배터리 정보를 수집한다(일부 실시 예에서는 서버(203)에 배터리 정보를 송신한다). 일부 실시 예에서, 스테이션(207)은 수집된 배터리 정보를 분석하고 삽입된 배터리(201)의 특성을 식별한다. 일부 실시예에서, 서버(203)는 수집된 배터리 정보를 분석하고 삽입된 배터리(201)의 특성을 식별한다. 스테이션(207)(또는 서버(203))는 식별된 특성을 저장된 참조 정보와 비교한다. 비교에 기초하여, 스테이션(207)(또는 서버(203))은 배터리 유사성에 기초하여 제2 교환 가능한 배터리(211)를 식별할 수 있다. 예를 들어, 시스템 (200)은 배터리 제조, 하드웨어/펌웨어 버전, SoC, FCC, 사용량(usage), 예측/실제 충전 온도 등과 같은 하나 이상의 배터리 특성에 기초하여 제2 배터리(211)를 식별할 수 있다.
시스템(200)은 제1 배터리(201) 및 제2 배터리(211) 모두에 적합한 배터리 유지 관리 계획을 생성한다. 배터리 유지 관리 계획은 삽입된 배터리(201)를 특정 방식(예를 들어, 일정 시간 후에 유지되는 것, 몇 번의 충전 사이클 등)으로 유지 관리 또는 교체하는 것을 포함한다. 배터리 유지 관리 계획은 삽입된 배터리(201)의 배터리 특성에 기초하여 결정된다. 시스템(200)은 배터리 유지 관리 계획을 구현하도록 구성된다.
일부 실시 예에서, 시스템(200)은 삽입된 배터리(201)의 하나 이상의 특성을 식별하고 삽입된 배터리(201)의 유형을 결정하기 위해 참조 정보 (예를 들어, 도 1a에 설명된 참조 정보)로부터 일치(또는 일반적인 일치(general match))를 식별할 수 있다. 일부 실시 예에서, 시스템(200)은 배터리 메모리(213)에 저장된 정보로부터 삽입된 배터리(201)의 유형을 결정한다. 삽입된 배터리(201)의 유형을 결정한 후에, 시스템(200)은 삽입된 배터리(201)에 대한 배터리 유지 관리 계획을 결정할 수 있다.
시스템(200)은 즉각적인 동작을 취하지 않음으로써 결정된 배터리 유지 관리 계획을 구현할 수 있다. 예를 들어, 시스템(200)이 삽입된 배터리 (201)가 여전히 충전 상태에 양호하다고 판단하면 (예를 들어, 그 사용에 기초하여), 삽입된 배터리 (201)에 부착된 배터리 메모리(213)에 사용 분석 결과(usage analysis result)를 저장할 수 있다(또는 그것을 서버(203)에 업로드하거나 또는 데이터베이스 (205)에 저장한다). 예를 들어, 시스템(200)이 삽입된 배터리(201)가 충전될 양호한 컨디션(condition)에 있다고 결정하면(예를 들어, 그 사용량에 기초하여), 시스템(200)은 추후 참조를 위해 삽입된 배터리(201)에 부착된 배터리 메모리(213)에 사용 분석 결과(usage analysis result)를 저장(또는 서버(203)에 업로드하거나 데이터베이스(205)에 저장) 할 수 있다.
일부 실시 예에서, 시스템(200)은 동작을 취할 것인지를 결정하기 위한 임계값(예를 들어, 시간, 사이클 카운트 등)을 갖는 유지 관리 정책(maintenance policy)을 가질 수 있다. 예를 들어, 임계값 기간은 10-50일이 될 수 있다. 예상된 배터리 유지 시간(예를 들어, 20일 후)과 삽입된 배터리(201)가 배터리 스테이션에 삽입되는 시간 사이의 시간차가 임계값보다 큰 경우, 시스템(200)은 이 단계에서 동작을 취하지 않을 것이다. 시간차가 임계값보다 작으면, 시스템(200)은 사용자(예를 들어, 스테이션(207)에서 배터리를 교환하려고 하는 사용자)가 삽입된 배터리(201)의 사용을 완료할 때 삽입된 배터리(201)를 위치로 전달하도록 사용자에게 통지(214)를 전송함으로써 생성된 배터리 유지 관리 계획을 구현할 수 있다(예를 들어, 스테이션(207)은 사용자가 사용할 수 있도록 삽입된 배터리(201)를 여전히 충전한다). 일부 실시 예에서, 통지(214)는 디스플레이(215)를 통해 사용자에게 시각적으로 제공될 수 있다.
일부 실시 예에서, 시스템(200)이 즉각적인 동작(예를 들어, 시간차가 임계값 미만이거나 동작을 취하기 위한 날자가 초과됨)을 취할 필요가 있다고 결정하면, 시스템(200)은 통지(214)를 서비스/택배 직원(service/courier crew)에게 송신하여, 수신자(recipient)가 삽입된 배터리(201)를 픽업하도록 요청한다.
일부 실시 예에서, 임계값은 임계 충전 사이클 카운트(예를 들어, 다음 유지 관리까지 남은 충전 사이클) 일 수 있다. 일부 실시 예에서, 임계값은 사용자 행동에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 고성능 배터리 사용자(예를 들어, 빠른 주행/승차(drives/rides)를 하는 사용자)에 의해 사용되도록 설계된 배터리의 경우, 임계값은 정규 임계값(regular threshold value)보다 낮을 수 있다(예를 들어, 보다 빈번한 유지 관리 필요).
도 2b는 개시된 기술의 실시 예에 따른 2개의 배터리 교환 스테이션 시스템(22 및 24)을 도시한 개략도이다. 도시된 바와 같이, 스테이션 시스템(22)은 6개의 배터리(14A-B, 15A-B, 16A-B) 및 2 개의 슬롯(C, D)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 개별 배터리 유지 관리 계획에 따라, 배터리(14A)는 300일 동안 유지될 필요가 있고, 배터리(14B)는 25일 동안 유지될 필요가 있고, 배터리(15A)는 180일 동안 유지될 필요가 있고, 배터리(15B)는 185일 동안 유지될 필요가 있고, 배터리(16A)는 170일 동안 유지될 필요가 있고, 배터리(16B)는 67일 동안 유지될 필요가 있다. 유사하게, 스테이션 시스템(24)은 6개의 배터리(17A-B, 18A-B, 19A-B) 및 2개의 슬롯(E, F)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 배터리(17A)는 15일 동안 유지될 필요가 있고, 배터리(17B)는 36일 동안 유지될 필요가 있고, 배터리(18A)는 30일 동안 유지될 필요가 있고, 배터리(18B)는 35일 동안 유지될 필요가 있고, 배터리(19A)는 165일 동안 유지될 필요가 있고, 배터리(19B)는 180일 동안 유지될 필요가있다.
도시된 실시 예에서, 시스템(22, 24)에 대한 유지 관리 정책은 시스템(22, 24)으로부터 다음 유지 관리까지 40일 미만인 배터리를 제거하는 것이다. 또한, 서비스 직원은 오전 3시에 스테이션 시스템(24)에서 유지 관리 대상 배터리를 픽업할 예정이다. 이 실시 예에서, 시스템(22)은 배터리 사용자 그룹(예를 들어, 시스템(22)에 가까이 사는 사람들, 시스템(22)에서 배터리를 교환한 사람들, 시스템(22)에 가까운 곳에 현재 위치하는 사람들 등)에게 통지를 전송하고, 오전 3시에 배터리(14B)를 스테이션 시스템(24)으로 가져갈 수 있다면 인센티브(incentives)(예를 들어, 할인, 크레딧(credits), 현금, 포인트 등)를 제공할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 서비스 직원은 유지 관리 또는 교체될 배터리를 픽업하기 위해 모든 스테이션 시스템으로 갈 필요가 없으므로 운송/물류 비용이 절감된다. 일부 실시 예에서, 사용자는 광고, 활동(activities)(예를 들어, 시스템(22)으로부터 시스템 (24)으로 전달 작업을 생성하는 것), 게임(예를 들어, 배터리(14B)를 픽업하는 사람은 피어 사용자들 사이에서 자랑할만한 권리를 누릴 수 있다), 사회적 이벤트(예를 들어, 스테이션 시스템(24)에서 사용자 만남 이벤트(user meet-up event)를 개최함) 등에 의해 동기 부여될 수 있다.
도 3은 개시된 기술의 실시예에 따른 스테이션 시스템(300)을 도시하는 개략도이다. 도시된 바와 같이, 스테이션 시스템(300)은 프로세서(301), 메모리(memory)(303), 사용자 인터페이스(user interface)(305), 통신 콤포넌트(communication component)(307), 배터리 관리 콤포넌트(battery management component)(309), 하나 이상의 센서(311), 저장 콤포넌트(storage component)(313) 및 다수의 배터리 슬롯(317a-n)에 연결된 충전 콤포넌트(charging component)(315)를 포함한다. 프로세서(301)는 스테이션 시스템(300)에서의 메모리(303) 및 다른 콤포넌트(예를 들어, 콤포넌트(305-317))와 상호 작용하도록 구성된다. 메모리(303)는 프로세서(301)에 연결되고, 다른 스테이션 시스템(300)에서의 다른 정보 또는 다른 콤포넌트를 제어하기 위한 명령(instructions)을 저장하도록 구성된다.
사용자 인터페이스(305)(예를 들어, 사용자 입력을 수신하여 사용자에게 정보를 제공하는)는 사용자와 상호 작용하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 사용자 인터페이스(305)는 터치 스크린 디스플레이(touchscreen display)로 구현될 수 있다. 다른 실시예에서, 사용자 인터페이스(305)는 다른 적합한 사용자 인터페이스 장치를 포함할 수 있다. 저장 콤포넌트(313)는 스테이션 시스템(300)과 연관된 정보, 데이터, 파일 또는 신호(예를 들어, 센서 (313)에 의해 측정된 정보, 배터리(317a-n)에 의해 수집된 정보, 참조 정보, 충전 명령, 사용자 정보 등)를 일시적으로 또는 영구적으로 저장하도록 구성된다.
통신 콤포넌트(307)는 차량(31)(예를 들어, 교환 가능한 배터리(201)를 전원으로 사용하는 전기 차량), 모바일 장치(32)(예를 들어, 교환 가능한 배터리(201)가 사용되는 차량을 관리하도록 구성된 앱을 갖는 배터리 사용자의 스마트 폰), 서버(33)(예를 들어, 도 4를 참조하여 후술될 서버(103, 203) 또는 서버 시스템(400)), 다른 스테이션 시스템 및/또는 다른 장치와 같은 다른 시스템과 통신하도록 구성된다.
배터리 관리 콤포넌트(309)는 다양한 소스로부터 배터리 정보를 수집하고, 수집된 정보를 분석하도록 구성된다. 예를 들어, 배터리 관리 콤포넌트(309)는 배터리 슬롯(317a-n)에 위치된 배터리, 스테이션 시스템(300)에 관한 정보, 하나 이상의 전원(power sources)(34)에 관한 정보, 사용자에 관한 정보(예를 들어, 통신 콤포넌트(307)를 통해 모바일 장치(32)로부터 수신됨), 및/또는 차량(31)에 관한 정보를 수집할 수 있다. 일부 실시예에서, 배터리 관리 콤포넌트(309)는 추가 분석 또는 프로세스를 위해 수집된 정보를 서버로 송신 또는 업로드하도록 통신 콤포넌트(307)에 정보의 전부 또는 일부를 제공할 수 있다. 배터리 정보를 수신한 후, 서버(33)는 수신된 배터리 정보를 분석하고, 이를 참조 정보와 비교하여 배터리가 기설정된 목적 (예를 들어, 배터리 수명을 최대화하고, 사용자의 배터리 경험을 향상시키기 위해)을 달성하도록 맞춤화된 배터리 유지 관리 계획을 생성할 수 있다.
일부 실시 예에서, 배터리 관리 콤포넌트(309)는 서버(33)(이는 도 4를 참조하여 이하에 상세하게 설명될 서버(103, 303) 및 서버 시스템(400)과 유사한 방식으로 기능할 수 있다)로부터의 명령에 기초하여 배터리 슬롯 (317)에 배치된 배터리를 유지할 수 있다. 일부 실시 예에서, 배터리 관리 콤포넌트(309)는 업데이트된 명령어를 요청하기 위해서 서버(33)와 주기적으로 통신할 수 있다. 일부 실시 예에서, 배터리 관리 콤포넌트(309)는 배터리 슬롯들(317) 중 하나에 삽입된 배터리와 관련된 수집된 배터리 정보를 분석하고 수집된 배터리 정보를 참조 정보와 비교한다.
충전 콤포넌트(315)는 배터리 슬롯들(317a-n)에 위치된 각각의 배터리에 대한 충전 프로세스를 제어하도록 구성된다(예를 들어, 서버(33) 또는 배터리 관리 콤포넌트(309)에 의해 생성된 맞춤화된 유지 관리 계획에 따라). 예를 들어 유형 B 배터리는 예상된 배터리 수명을 유지하기 위해 특정 충전 규칙(charging rules)(예를 들어, 임계 충전 온도 미만)에 따라 충전해야 한다. 배터리 슬롯들(317a-n)은 거기에 위치되고 및/또는 잠긴(locked) 배터리들을 수용하고 충전하도록 구성된다. 충전 콤포넌트(315)는 전원(34)으로부터 전력을 수신한 다음 기설정된 맞춤화된 배터리 유지 관리 계획에 기초하여 배터리 슬롯(317a-n)에 위치된 배터리를 충전하기 위해 전력을 사용한다.
일부 실시 예에서, 맞춤화된 배터리 유지 관리 계획은 서버(33)에 의해 생성된 배터리 수요 예측(battery demand prediction)에 기초하여 조정될 수 있다(예를 들어, 배터리 수요 예측은 예측된 사용자 행동, 스테이션 특성, 배터리 교환 스테이션에 가까운 이벤트 등에 기초하여 생성될 수 있다). 예를 들어, 스테이션 시스템(300)은 일정 기간 동안 배터리를 충전하기 위해 전원(34)으로부터 이용 가능한 충분한 전력이 없을 것이라는 결정에 응답하여 배터리 유지 관리 계획을 변경하도록 결정할 수 있다.
센서(311)는 스테이션 시스템(300)과 연관된 정보(예를 들어, 작동 온도, 환경 조건, 전력 연결, 네트워크 연결 등)를 측정하도록 구성된다. 또한, 센서(311)는 배터리 슬롯(317a-n)에 위치된 배터리를 모니터하도록 구성될 수 있다. 측정된 정보는 추후 분석을 위해 배터리 관리 콤포넌트(309) 및/또는 서버(33)로 전송될 수 있다. 일부 실시예에서, 측정된 정보는 맞춤화된 배터리 유지 관리 계획을 생성하는데 사용되는 참조 정보로 분석될 수 있다. 예를 들어, 맞춤화된 배터리 유지 관리 계획은 스테이션 시스템(300) 주위 온도 또는 배터리 슬롯(317)에서의 온도에 따라 달라질 수 있다.
도 4는 개시된 기술의 실시 예에 따른 서버 시스템(400)을 도시하는 개략도이다. 또한, 서버 시스템(400)은 서버 시스템(400)에 의해 배포 또는 관리될 수 있는 다수의 배터리와 연관된 정보를 수집하도록 구성된다. 또한, 서버 시스템(400)은 수집된 정보를 분석하고 분석에 기초하여 클라이언트 스테이션(40)에 대한 맞춤화된 배터리 유지 관리 계획을 생성하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 클라이언트 스테이션(40)은 상술한 배터리 교환 스테이션(107 또는 207)으로서 구현될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 서버 시스템(400)은 프로세서(401), 메모리(403), 입력/출력(I/O) 장치(405), 저장 콤포넌트(407), 배터리 분석 콤포넌트(battery analysis component)(409), 전원 분석 콤포넌트(power source analysis component)(411), 스테이션 분석 콤포넌트(station analysis component)(413), 사용자 행동 분석 콤포넌트(user behavior analysis component)(417), 차량 분석 콤포넌트(vehicle analysis component)(419), 및 통신 콤포넌트(421)를 포함한다. 프로세서(401)는 서버 시스템(400)의 메모리(403) 및 다른 콤포넌트(예를 들어, 콤포넌트(405-421))와 상호 작용하도록 구성된다.
I/O 장치(405)는 운영자와 통신하도록(예를 들어, 그로부터 입력을 수신하고 및/또는 거기에 정보를 제공하도록) 구성된다. 일부 실시예에서, I/O 장치(405)는 하나의 콤포넌트(예를 들어, 터치 스크린 디스플레이)일 수 있다. 일부 실시예에서, I/O 장치(405)는 입력 장치(예컨대, 키보드, 포인팅 장치(pointing devices), 카드 판독기(card reader), 스캐너, 카메라 등) 및 출력 장치(예를 들어, 디스플레이, 네트워크 카드(network card), 스피커, 비디오 카드, 오디오 카드, 프린터 또는 기타 외부 장치)를 포함할 수 있다.
저장 콤포넌트(407)는 서버 시스템(400)과 연관된 정보, 데이터, 파일 또는 신호(예를 들어, 수집된 정보, 참조 정보, 분석될 정보, 분석 결과 등)를 일시적으로 또는 영구적으로 저장하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 저장 콤포넌트(407)는 하드 디스크 드라이브(hard disk drive), 플래시 메모리, 또는 다른 적합한 저장 수단일 수 있다. 통신 콤포넌트(421)는 다른 시스템(예를 들어, 클라이언트 스테이션(40) 또는 다른 스테이션) 및 다른 디바이스(예를 들어, 사용자, 차량 등에 의해 운반되는 모바일 장치)와 통신하도록 구성된다.
배터리 분석 콤포넌트(409)는 분석될 배터리 정보를 수집하고 (예를 들어, 저장 콤포넌트(407)에) 저장하도록 구성된다. 수집된 정보는 다양한 소스(예를 들어, 배터리 교환 스테이션, 전기 차량, 배터리, 사용자 모바일 장치 등)의 다수의 샘플링 배터리(예를 들어, 도 1b)로부터 수집될 수 있다. 수집된 정보를 수신한 후에, 배터리 분석 콤포넌트(409)는 수집된 정보를 분석할 수 있다.
일부 실시예에서, 배터리 분석 콤포넌트(409)는 (1) 배터리 제조사, (2) 배터리 기본 특성, 및 (3) 배터리 사용량과 같은 다수의 요소에 기초하여 수집된 배터리 정보를 분류한다. 상술한 다수의 요소 대 수집된 배터리 정보를 분석함으로써, 배터리 분석 콤포넌트(409)는 시스템이 목적 또는 목표를 달성하기 위해 배터리를 유지하는 방법을 이해할 수 있도록 하는 참조 정보 세트를 확립한다. 확립된 참조 정보는 클라이언트 스테이션(40)에서 배터리에 대한 배터리 유지 관리 계획을 생성하는데 사용될 수 있다.
전원 분석 콤포넌트(411)는 배터리를 충전하기 위해 클라이언트 스테이션(40)에 전력을 공급하는데 사용되는 하나 이상의 전원 소스의 상태(예를 들어, 신뢰성, 안정성, 연속성 등)를 분석하도록 구성된다. 예를 들어, 전원 분석 콤포넌트(411)는 클라이언트 스테이션(40)에 전력을 공급하기 위해 사용된 전원이 특정 날짜의 오전 1시부터 오전 3시 사이에 중단될 것이라는 정보를 스케쥴(schedule)(예를 들어, 전력 회사 또는 다른 소스에 의해 유지되는 온라인 데이터베이스)로부터 수신할 수 있다. 전원 분석 콤포넌트(411)는 이에 따라 배터리 유지 관리 계획(예를 들어, 충전 프로세스를 지연시키거나 또는 충전 프로세스를 이전 시간으로 이동시키는)을 구현할 수 있다.
스테이션 분석 콤포넌트(413)는 다수의 배터리 스테이션을 다양한 유형으로 분류하고 각각의 타입에 대한 대표적인 특성/패턴을 식별하도록 구성되고, 배터리 분석 콤포넌트(409)는 그 분석을 위한 기초로서 그러한 정보를 사용할 수 있다. 예를 들어, 스테이션 분석 콤포넌트(413)는 수집된 정보를 분석하고 배터리 요구에 기초하여 여러 배터리 스테이션을 다양한 유형으로 나눈다. 이러한 유형에 기초하여, 배터리 분석 콤포넌트(409) 및 스테이션 분석 콤포넌트(413)는 적절한 배터리 유지 관리 계획을 결정할 수 있다. 예를 들어, 스테이션 분석 콤포넌트(413)는 스테이션(40)이 수요가 높은 피크 시간 스테이션(high-demand-peak-hour station)(예를 들어, 피크 시간대에 많은 사용자가 배터리를 교환하기 위해이 스테이션으로 이동)임을 결정할 수 있다. 스테이션(40)의 유형을 알게 된 후에, 시스템(400)은 이에 따라 배터리 유지 관리 계획을 구현할 수 있다(예를 들어, 피크 시간대에 교체할 배터리를 픽업하기 위해 서비스 직원을 보내지 않음).
스테이션 분석 콤포넌트(413)와 유사하게, 사용자 행동 분석 콤포넌트(417) 및 차량 분석 콤포넌트(419)는 배터리에 의해 전력이 공급되는 차량 및 사용자 행동을 다양한 유형으로 각각 분류하고, 각 유형에 대한 대표적인 특성/패턴을 식별하도록 구성된다. 사용자 행동 분석 콤포넌트(417)는 배터리를 교환 및/또는 사용하는 방법에 기초하여 사용자 행동을 분류할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 배터리 성능(예를 들어, 전문 레이서)에 대해 매우 까다로울 수 있다. 다른 예시로서, 다른 사용자는 단지 데일리 심부름(예를 들어, 아이들 또는 식료품 쇼핑을 픽업)을 위해 차량에 동력을 공급하기 위해 배터리를 사용할 수 있다. 일단 사용자가 클라이언트 스테이션(40)에서 배터리를 예약하면, 클라이언트 스테이션(40)은 예약과 연관된 정보를 서버 시스템(400)에 제공한다. 서버 시스템(400)은 예약을 한 사용자의 유형/카테고리를 결정할 수 있고, 그에 따라 클라이언트 스테이션(40)에 대한 배터리 유지 관리 계획을 조정할 수 있다. 예를 들어, 서버 시스템(400)은 사용자가 특정 유형의 배터리를 요구하는 전문 레이서임을 알 수 있다. 예를 들어, 배터리로부터 판독된 정보는 레이싱(racing)(예를 들어, 높은 방전율)을 나타내는 온도 판독값을 포함할 수 있다. 또한, 사용자로부터의 정보는 프리미엄 배터리(예를 들어, 비교적 큰 방전 전류를 제공하는 배터리)에 대한 지불 선호도를 나타낼 수 있다. 이 정보를 함께 사용하면 교환된 배터리가 조기에 소진되어 유지 관리 계획이 적절히 조정될 수 있음을 유추할 수 있습니다. 그 다음에, 시스템(400)은 클라이언트 스테이션(40)에서 특정 유형의 배터리에 대한 배터리 유지 관리 계획을 구현하는 것을 클라이언트 스테이션(40)에 지시하고, 특정 유형의 배터리(예를 들어, 프리미엄 배터리, 비교적 새로운 배터리 등) 중 하나가 사용자가 클라이언트 스테이션(40)에서 선택할 수 있도록 준비된다. 일부 실시 예에서, 실행되는 유지 관리 계획에 대한 이러한 조정은 클라이언트 스테이션(40)에 의해 이루어질 수 있다.
차량 분석 콤포넌트(419)는 사용자가 작동을 계획하고 있는 차량의 유형을 분류할 수 있다. 각각의 차량 유형에 대해, 차량 분석 콤포넌트(419)는 차량의 각 유형에 대해 어떤 유형의 배터리가 가장 잘 작동하는지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 차량 분석 콤포넌트(419)는 전기 스쿠터가 특정 유형의 배터리로 가장 잘 작동한다고 결정할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 차량 분석 콤포넌트(419)는 배터리 분석 콤포넌트(409)와 함께 작동하여 서버 시스템(400)이 연관 차량 정보를 수신하는 경우 특정 유형의 배터리(예를 들어, (1) 시스템이 특정 충전 스테이션에서 배터리를 예약한 특정 유형의 차량의 사용자에 의해 픽업될 것이라는 것을 알고있는 경우, 유지 관리를 위해 제거되는 배터리를 충전하는 것)에 대한 배터리 유지 관리 계획을 조정할 수 있다. 일부 실시 예에서, 이러한 정보는 사용자 프로파일 또는 계좌 정보에서 발견될 수 있다. 다른 실시 예에서, 이러한 차량 정보는 클라이언트 스테이션(40)에 의해 서버 시스템(400)에 제공될 수 있다.
일부 실시 예에서, 본 기술은 목적 또는 목표를 달성하기 위해 특정 배터리를 관리(예를 들어, 충전, 서비스, 교체 등)하는 방법을 결정하기 위한 참조 정보로서 사용될 수 있는 여러 유형의 특성 곡선 또는 패턴을 제공할 수 있다. 일부 실시 예에서, 목적 또는 목표는 재정적인 이유(예를 들어, 운영 비용 절감), 고객 만족(예를 들어, 사용자에게 가능한 최상의 배터리 경험을 제공하기 위해) 또는 다른 적절한 요소에 기초하여 결정될 수 있다.
도 5는 개시된 기술의 실시 예에 따른 방법(500)을 나타내는 흐름도이다. 방법(500)은 교환 가능한 배터리에 대한 배터리 유지 관리 계획을 생성하도록 구성된다. 또한, 방법(500)은 생성된 배터리 유지 관리 계획을 구현하도록 구성된다. 방법(500)은 (1) 서버(예를 들어, 상술한 서버 시스템(400)와 배터리 교환 스테이션(예를 들어, 스테이션 시스템(300))과 함께 또는 (2) 배터리 교환 스테이션 만으로 구현될 수 있다. 방법(500)은 교환 가능한 배터리에 부착된 메모리로부터 하나 이상의 배터리 정보를 수신함으로써 블록 (501)에서 시작한다. 배터리 정보는 배터리 제조 정보, 배터리 특성 정보, 배터리 충전 정보 및 배터리 사용량 정보를 포함한다. 블록(503)에서, 방법(500)은 배터리로부터 수신된 정보를 데이터베이스에 저장된 다른 정보와 함께 분석하여 배터리에 대한 배터리 유지 관리 계획을 변경해야 하는지를 결정한다.
블록(505)에서, 연관 시스템(예를 들어, 서버 또는 스테이션)은 분석에 기초하여 교환 가능한 배터리에 대한 배터리 유지 관리 계획을 결정한다. 배터리 유지 관리 계획에는 예상된 배터리 유지 관리 시간이 포함될 수 있다. 일부 실시 예에서, 데이터베이스 내의 정보는 다수의 샘플링 배터리로부터 수집된 정보에 기초하여 생성된다. 샘플링 배터리 및 교환 가능한 배터리는 적어도 하나의 공통된 특성(예를 들어, 동일한 제조 회사, 동일한 사양 등)을 가지므로, 본 기술은 수집된 정보의 어느 부분이 교환 가능한 배터리에 대한 배터리 유지 관리 계획을 결정하는데 사용될 것인지(또한 얼마나 많은 가중치가 할당되어야하는지)를 결정하기 위해이 특성을 공통적으로 사용할 수 있다.
블록(507)에서, 방법(500)은 예상된 배터리 유지 시간과 교환 가능한 배터리가 배터리 교환 가능한 스테이션으로부터 제거되는 시간 사이의 시간차가 임계 시간보다 작으면, 예상된 배터리 유지 시간 및 사용자가 교환 가능한 배터리를 반환할 위치와 연관한 통지를 사용자에게 제시한다
도 6은 개시된 기술의 실시 예에 따른 방법(600)을 나타내는 흐름도이다. 방법(600)은 장치 교환 스테이션에 위치된 에너지 저장 장치를 관리하도록 구성된다. 방법(600)은 배터리 교환 스테이션(예를 들어, 스테이션 시스템 (300))에 의해 구현될 수 있다. 방법(600)은 서버(예를 들어, 상술한 서버 시스템(400))로부터 에너지 저장 장치와 연관된 적어도 하나의 특성을 나타내는 정보를 수신함으로써 블록(601)에서 시작한다. 일부 실시 예에서, 정보는 에너지 저장 장치와 연관된 적어도 하나의 특성(예를 들어, 충전 사이클, FCC, 기록된 배터리 셀 온도, 배터리 유형, 배치 기간 및/또는 본 명세서에서 논의된 다른 적절한 특성)을 나타낸다.
블록(603)에서, 방법(600)은 적어도 하나의 특성에 기초하여 적어도 하나의 에너지 저장 장치를 (예를 들어, 장치 교환 스테이션에 의해) 선택함으로써 계속된다. 블록(605)에서, 방법(600)은 적어도 하나의 선택된 에너지 저장 장치의 스와핑 우선 순위를 조정하는 단계를 포함한다. 일부 실시 예에서, 방법(600)은 적어도 하나의 선택된 에너지 저장 장치를 잠금(locking)하는 것을 포함한다(예를 들어, "교환 가능”하지 않게). 배터리가 잠기면, 스테이션 또는 서버는 서비스 직원 또는 사용자에게 선택된 에너지 저장 장치를 픽업하도록 통지할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 개시된 기술은 다양한 장치 교환 스테이션에서 다수의 에너지 저장 장치를 효과적으로 관리할 수 있다.
일부 실시 예에서, 방법(600)은 장치 교환 스테이션에 위치된 각각의 에너지 저장 장치에 스와핑 우선 순위를 할당하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 스와핑 우선 순위를 조정하는 것은 스로핑 우선 순위를 "증가(increasing)" 또는 "감소(decreasing)"시키는 것을 포함할 수 있다. 서버가 특정 배터리를 픽업하지 않거나 또는 남아있는 배터리보다 나중에 픽업하길 원하면, 스와핑 우선 순위를 낮출 것이다. 예를 들어, 배터리를 유지관리/보수/ 교체 할 필요가 있을 때 배터리 스와핑 우선 순위를 낮출 수 있다. 이러한 실시 예에서, 배터리를 선택하는 스테이션에 대한 특성은 충전 사이클, FCC 및/또는 기록된 배터리 셀 온도를 포함 함, 배터리 유형, 배치 기간, 및/또는 본 명세서에서 논의된 다른 적절한 특성을 포함한다.
일부 실시 예에서, 서버가 특정 배터리가 남아있는 배터리보다 먼저 픽업되기를 원하면, 그것의 스왑 우선 순위를 증가시킬 것이다. 예를 들어, 최신 펌웨어 버전의 배터리는 스와핑 우선 순위가 더 높을 수 있다. 예를 들어, 특정 유형의 배터리(예를 들어, 사용자 프로필에서 알 수 있는 최신, 고성능 등)는 스와핑 우선 순위가 더 높을 수 있다.
일부 실시 예에서, 배터리의 각각은 배터리의 현재 상태를 모니터링하도록 구성된 배터리 관리 시스템(BMS)을 가질 수 있다. 이러한 실시 예에서, 방법(600)은 (1) BMS로부터 배터리의 현재 상태를 수신하는 단계; 및 (2) 수신된 특성과 배터리의 현재 상태를 BMS로부터 비교함으로써 (예를 들어, 일치가 되는지 알기 위해) 배터리를 선택하는 단계를 포함한다. 일부 실시 예에서, BMS는 배터리의 현재 상태를 검증하기 위해 배터리에 대한 테스트를 개시할 수 있다. 예를 들어, BMS는 배터리 교환 스테이션에 충전 또는 방전 테스트를 수행할 것을 요구할 수 있다(예를 들어, 배터리의 예상하지 못한 열화 또는 비정상적인 충전/방전 동작이 있는지를 알기 위해).
도 7은 개시된 기술의 실시 예에 따른 방법(700)을 나타내는 흐름도이다. 방법(700)은 배터리 교환 스테이션에 배치된 배터리를 관리하기 위한 것이다. 방법(700)은 배터리 교환 스테이션(예를 들어, 스테이션 시스템(300)) 및 배터리 교환 스테이션 내의 배터리에 대한 개별 배터리 관리 시스템(예를 들어, 도 1c에 도시된 BMS(127))에 의해 구현될 수 있다(예를 들어, 각 배터리는 하나의 개별 BMS를 갖는다). 방법(700)은 배터리와 연관된 개별 BMS에 의해 배터리 교환 스테이션에 배치된 배터리의 상태를 주기적으로 모니터링함으로써 블록(701)에서 시작한다. 블록(703)에서, 방법(700)은 개별 BMS에 의해 개별 배터리 메모리(예를 들어, 각각의 배터리가 하나의 개별 배터리 메모리를 가짐)에 배터리의 상태를 저장함으로써 계속된다.
블록(705)에서, 방법 (700)은 배터리 교환 스테이션의 배터리와 연관된 적어도 하나의 특성을 나타내는 정보를 서버로부터 배터리 교환 스테이션에 의해 수신함으로써 계속된다. 응답을 위해, 블록(707)에서, 배터리 교환 스테이션은 개별 배터리 관리 시스템에 배터리의 상태에 대한 쿼리(query)를 보낸다. 블록(709)에서, 배터리 교환 스테이션은 개별 BMS로부터 배터리의 상태를 수신한다. 블록(711)에서, 방법(700)은 배터리의 적어도 하나의 특성 및 상태에 기초하여 배터리 교환 스테이션에 의해 적어도 하나의 배터리를 선택함으로써 계속된다. 블록(713)에서, 방법(700)은 적어도 하나의 배터리의 스와핑 우선 순위를 조정함으로써 계속된다. 스와핑 우선 순위를 조정하는 것에 관한 실시 예는 상술한 것과 유사하다. 예를 들어, 스와핑 우선 순위는 서버로부터의 특성(예를 들어, 펌웨어 버전, 충전 사이클, 완전 충전 용량(FCC), 기록된 배터리 셀 온도, 서버에 저장된 사용자 프로파일과 연관된 가입 특징(subscribed feature), 배치 기간(deployment duration) 등)에 기초하여 증가 또는 감소할 수 있다. 스와핑 우선 순위를 조정한 후, 스테이션은 배터리 잠금(locking), 사용자(예를 들어, 사용자에게 배터리를 지정 스테이션에 전달하도록 요청) 또는 서비스 직원(예를 들어, 서비스 직원에게 배터리를 픽업하도록 요구)에게 통지를 전송하는 것과 같은 추가 동작을 취할 수 있다.
본원에서 설명된 실시예에서, "콤포넌트(component)"는 프로세서, 제어 로직, 디지털 신호 프로세서, 컴퓨팅 유닛, 및/또는 전술한 기능을 수행하기 위한 명령을 실행하도록 구성되거나 프로그래밍된 임의의 다른 적합한 장치를 포함할 수 있다.
본 기술은 특정한 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 기술은 설명된 실시예들에 한정되지 않고 첨부된 청구 범위의 사상 및 범위 내에서 변형 및 변경하여 실시될 수 있음이 인식될 것이다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미보다는 예시적인 의미로 간주되어야 한다.

Claims (20)

  1. 차량(vehicle)을 구동(driving)하기 위한 허브 장치(hub apparatus)에 있어서,
    다수 세트들의 코일들(multiple sets of coils)을 가지는 모터;
    상기 다수 세트들의 코일들에 전기적으로 결합된 구동 회로(drive circuitry); 및
    상기 구동 회로 및 상기 다수 세트들의 코일들에 전기적으로 결합된 시큐리티 유닛(security unit)
    을 포함하고,
    상기 시큐리티 유닛은 컨트롤러로부터의 신호에 응답하여 상기 다수 세트들의 코일들 중 적어도 하나의 세트를 단락(short-circuit)시키고,
    상기 신호는 상기 모터가 턴 오프(turned off)된 것을 지시하는,
    허브 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시큐리티 유닛은
    액추에이터(actuator) 및 전도성 플레이트(conductive plate)를 포함하고,
    상기 액추에이터는
    상기 전도성 플레이트를 이동시켜 상기 다수 세트들의 코일들의 적어도 하나의 세트를 단락시키는, 허브 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액추에이터는
    솔레노이드 밸브(solenoid valve) 또는 선형 모터(linear motor)를 포함하는, 허브 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 시큐리티 유닛은
    상기 다수 세트들의 코일들 중 적어도 하나의 세트를 단락시키는 스위치를 포함하고,
    상기 스위치는
    상기 다수 세트들의 코일들 중 적어도 하나의 세트를 단락시키는 기계적 스위치(mechanical switch); 또는
    상기 다수 세트들의 코일들 중 적어도 하나의 세트를 단락시키는 트랜지스터-기반 스위치(transistor-based switch)
    를 포함하는, 허브 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 모터는
    상기 다수 세트들의 코일들을 가지는 스테이터 어셈블리(stator assembly)를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 단락된 세트의 코일들(at least one short-circuited set of coils)은
    로터 어셈블리(rotor assembly)의 회전에 의해 야기된 자기장의 변화에 응답하여 상기 로터 어셈블리의 상기 회전의 역방향(reverse direction)의 토크를 생성하는, 허브 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 모터는
    상기 다수 세트들의 코일들을 가지는 로터 어셈블리를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 단락된 세트의 코일들은
    상기 로터 어셈블리의 회전에 의해 야기된 자기장의 변화에 응답하여 상기 로터 어셈블리의 회전의 역방향의 토크를 생성하는, 허브 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 로터 어셈블리가 상기 스테이터 어셈블리에 대해 회전하는 것을 적어도 부분적으로(partially) 방지하는 잠금 장치(locking device)
    를 더 포함하고,
    상기 잠금 장치는 스토퍼(stopper) 및 상기 스토퍼에 결합된 액추에이터를 가지고,
    상기 스토퍼는 상기 액추에이터에 의해 이동되는, 허브 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 모터는
    샤프트(shaft)에 회전 가능하게(rotatably) 결합된 하우징을 포함하고,
    상기 스테이터 어셈블리는 상기 하우징 내부에 위치되어 상기 샤프트에 결합되고,
    상기 스테이터 어셈블리는 상기 스테이터 어셈블리 내에 밀폐된(enclosed) 배터리 어셈블리에 전기적으로 결합되는, 허브 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 구동 회로는
    3상 교류 전류(three-phase alternating current)를 생성하기 위해 상기 다수 세트들의 코일들을 제어하는, 허브 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 다수 세트들의 코일들 및 상기 시큐리티 유닛 사이에 전기적으로 연결되는 릴레이(relay)
    를 더 포함하는 허브 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 릴레이는
    상기 다수 세트들의 코일들을 통해 흐르는 전류가 임계 값(threshold value)를 초과하면 개방 회로를 형성하는, 허브 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러로부터의 상기 신호는
    상기 모터가 미리 결정된 시간(predetermined time period) 동안 턴 오프되었음을 지시하는, 허브 장치.
  13. 시큐리티 시스템을 구비한 차량에 있어서,
    다수 세트들의 코일들을 가지는 모터;
    상기 모터에 전기적으로 결합된 컨트롤러;
    상기 다수 세트들의 코일들에 전기적으로 결합된 구동 회로; 및
    상기 구동 회로 및 상기 다수 세트들의 코일들에 전기적으로 결합된 시큐리티 유닛을 가지는 시큐리티 시스템
    을 포함하고,
    상기 시큐리티 유닛은 상기 컨트롤러로부터의 신호에 응답하여 상기 다수 세트들의 코일들의 적어도 하나의 세트를 단락시키고,
    상기 신호는 모터가 턴 오프된 것을 지시하는,
    차량.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 모터는 로터 어셈블리 및 스테이터 어셈블리를 포함하고,
    상기 시큐리티 시스템은
    상기 로터 어셈블리가 상기 스테이터 어셈블리에 대해 회전하는 것을 적어도 부분적으로 방지하는 잠금 장치를 더 포함하고,
    상기 잠금 장치는 스토퍼 및 상기 스토퍼에 결합된 액추에이터를 가지고,
    상기 스토퍼는 상기 액추에이터에 의해 이동되는, 차량.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 시큐리티 유닛은
    액추에이터 및 전도성 플레이트를 포함하고,
    상기 액추에이터는
    상기 전도성 플레이트를 이동시켜 상기 다수 세트들의 코일들의 적어도 하나의 세트를 단락시키는, 차량
  16. 제13항에 있어서,
    상기 모터에 의해 구동되는 휠(wheel)
    를 더 포함하고,
    상기 모터는 파워 전달 컴포넌트(power transmission component)를 통해 상기 휠을 구동시키는, 차량.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 모터에 의해 구동되는 휠
    를 더 포함하고,
    상기 모터의 로터 어셈블리는 상기 휠에 고정적으로(fixedly) 결합되는, 차량.
  18. 차량 시큐어링(securing) 방법에 있어서,
    컨트롤러에 의해, 상기 차량을 턴 오프하는 것에 관한 신호를 수신하는 단계;
    상기 컨트롤러에 의해, 상기 차량 내 모터의 복수의 코일들을 단락시키도록 시큐리티 유닛을 명령(instruct)하는 단계;
    상기 컨트롤러에 의해, 상기 복수의 코일들이 단락되었는지 여부를 검증(verify)하는 테스팅 신호를 전송하도록 회로 컨트롤러(circuit controller)를 명령하는 단계;
    상기 복수의 코일들 중 일부 또는 전부가 단락되었다는 확인 신호(confirmation signal)가 수신되면, 하이버네이션 모드(hibernation mode)로 진입(enter)하는 단계
    를 포함하는, 차량 시큐어링 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 확인이 성공적으로 수신되지 않으면, 사용자 모바일 디바이스 또는 상기 차량의 디스플레이로 알림(notification)을 전송하는 단계; 및
    상기 알림을 전송한 후 상기 하이버네이션 모드로 진입하는 단계
    를 더 포함하는, 차량 시큐어링 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 컨트롤러에 의해, 상기 컨트롤이 상기 복수의 코일들 중 일부 또는 전부가 단락되었다는 확인 신호를 수신하면, 잠금 장치의 스토퍼를 이동시켜 상기 차량의 상기 모터의 로터 어셈블리에 접촉하도록 상기 잠금 장치의 액추에이터를 명령함으로써, 상기 잠금 장치를 활성화하는 단계
    를 더 포함하는, 차량 시큐어링 방법.
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