KR20200032739A - 무선-활성화형 모노블록 - Google Patents
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Abstract
모노블록 케이스의 상부 외부 표면을 포함하는 상부 케이스 구성요소를 포함하는 납-산 모노블록 케이스의 상부 케이스 구성요소로서, 상기 상부 외부 표면은: (a) 배터리 모니터 회로를 수용하도록 구성된 포켓 - 포켓은 상부 케이스 구성요소 및 주 케이스 구성요소의 밀봉된 계면을 지나 모노블록 케이스의 내부로 연장됨; 및 (b) 배터리 모니터 회로를 모노블록의 양극 및 음극과 전기적으로 연결되도록 배치하는 전기 전도성 연결부를 수용하도록 구성된 적어도 하나의 경로를 포함한다.
Description
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 "Energy Storage Device, Systems and Methods For Monitoring and Performing Diagnostics on Power Domains"의 명칭으로 2017년 7월 28일 출원된 미국특허가출원 제62/538,622호; U.S. Prov. Pat. App. No. 62/599,958, entitled "Wireless Enabled Monobloc"의 명칭으로 2017년 12월 18일 출원된 미국특허가출원 제62/599,958호; "Systems and Methods for Monitoring Battery Performance"의 명칭으로 2018년 4월 19일 출원된 미국특허가출원 제62,659,929호; "SYSTEMS AND METHODS FOR ANALYSIS OF MONITORED TRANSPORTATION BATTERY DATA"의 명칭으로 2018년 4월 19일 출원된 미국특허가출원 제62,660,157호; "DETERMINING THE STATE OF CHARGE OF A DISCONNECTED BATTERY"의 명칭으로 2018년 6월 1일 출원된 미국특허가출원 제62,679,648호; "ENERGY STORAGE DEVICE, SYSTEMS AND METHODS FOR MONITORING AND PERFORMING DIAGNOSTICS ON BATTERIES"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,727호; "SYSTEMS AND METHODS FOR DETERMINING A STATE OF CHARGE OF A DISCONNECTED BATTERY"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/0946,883호; "SYSTEMS AND METHODS FOR UTILIZING BATTERY OPERATING DATA""의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,671호; "SYSTEMS AND METHODS FOR UTILIZING BATTERY OPERATING DATA AND EXOGENOUS DATA"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,709호; "SYSTEMS AND METHODS FOR DETERMINING CRANK HEALTH OF A BATTERY"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,747호; "OPERATING CONDITIONS INFORMATION SYSTEM FOR AN ENERGY STORAGE DEVICE"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,855호; "SYSTEMS AND METHODS FOR DETERMINING A RESERVE TIME OF A MONOBLOC"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,774호; "SYSTEMS AND METHODS FOR DETERMINING AN OPERATING MODE OF A BATTERY"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,687호; "SYSTEMS AND METHODS FOR DETERMINING A STATE OF CHARGE OF A BATTERY"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,811호; "SYSTEMS AND METHODS FOR MONITORING AND PRESENTING BATTERY INFORMATION"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,792호; "SYSTEMS AND METHODS FOR DETERMINING A HEALTH STATUS OF A MONOBLOC"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,737호; "SYSTEMS AND METHODS FOR DETECTING BATTERY THEFT"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,773호; "SYSTEMS AND METHODS FOR DETECTING THERMAL RUNAWAY OF A BATTERY"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,791호; 및 "BATTERY WITH INTERNAL MONITORING SYSTEM"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,777호에 관한 우선권을 주장하며; 그 각각의 면책 조항 또는 거부를 제외하고, 포함된 자료가 본 명세서의 명시적인 개시 내용과 일치하지 않는 범위를 제외하고는, 각각 그 전문이 참조로 포함된다.
기술 분야
본 발명은 일반적으로 에너지 저장 장치의 모니터링, 특히 에너지 저장 장치 내에 배치된 모니터링 구성요소를 갖는 에너지 저장 장치의 모니터링에 관한 것이다.
납산 에너지 저장 장치는 널리 보급되어 있으며 100 년 이상 다양한 응용 분야에서 사용되어왔다. 일부 예에서, 이러한 에너지 저장 장치는 에너지 저장 장치의 상태를 평가하기 위해 모니터링되고 있다. 그럼에도 불구하고, 이들 종래 기술의 모니터링 기술은 통상적으로 충분히 복잡하고 충분히 갑비싸서, 그 용도가 제한되고, 특히 낮은 값의 원격 애플리케이션에서, 획득되는 데이터의 양이 제한된다. 예를 들어, 일반적으로 사용 수명 동안 특정 에너지 저장 장치의 이력에 대한 데이터가 충분하지 않다. 더욱이, 아주 조금이지만, 일부 에너지 저장 장치는 에너지 저장 시스템에 관한 데이터를 수집하기 위해 센서와 결합되지만, 이는 다수의 장치 및/또는 지리적으로 분산된 시스템에서 일반적이지 않다. 알려진 모니터링 시스템/체계를 통해 얻은 제한된 데이터는 다른 방법으로 바람직할 수 있는 분석, 조치, 알림 및 결정을 지원하기에 충분하지 않다. 유사하게, 비-납산 에너지 저장 장치에 대한 제한이 존재한다. 특히, 이 배터리는 높은 에너지와 전력으로 인해, 기존 모니터링 시스템에 적합하지 않은 다양한 새로운 모바일 애플리케이션에 도입되었다. 따라서, 에너지 저장 장치(특히 배터리)를 모니터링하기 위한 새로운 장치, 시스템 및 방법은 바람직하게 유지되고, 다양한 및/또는 원격의 지리적 위치에서 서비스 중인 장치를 포함한, 하나 이상의 에너지 저장 장치를 관리함에 있어서 새로운 기회를 제공한다.
예시적인 실시예에서, 납산 모노블록 케이스의 상부 케이스 구성요소로서, 상기 상부 케이스 구성요소는,
모노블록 케이스의 상부 외부 표면;
모노블록 케이스의 상부 내부 표면;
상기 모노블록 케이스의 주 케이스 구성요소의 하부 밀봉 표면과 밀봉 결합되도록 구성된 상부 밀봉 표면 - 상기 주 케이스 구성요소는 일체형 측면과 하부를 더 포함하고, 상기 하부 밀봉 표면은 일체형 측면의 최상면에 대응함;
모노블록의 양극이 돌출할 수 있도록 구성된 양 단자 개구부; 및
모노블록의 음극이 돌출할 수 있도록 구성된 음 단자 개구부를 포함하며,
상기 모노블록 케이스의 상부 외부 표면은:
배터리 모니터 회로를 수용하도록 구성된 포켓 - 상기 포켓의 적어도 최하면은 상기 상부 밀봉 표면 아래에 있어서, 상기 상부 케이스 구성요소가 상기 주 케이스 구성요소에 결합될 때, 상기 포켓은 상부 케이스 구성요소 및 주 케이스 구성요소의 밀봉된 계면을 지나 모노블록 케이스의 내부로 연장됨; 및
배터리 모니터 회로를 모노블록의 양극 및 음극과 전기적으로 연결되도록 배치하는 전기 전도성 연결부를 수용하도록 구성된 적어도 하나의 통로를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 상기 포켓은 상기 포켓이 상기 모노블록의 전기화학 셀 팩들 사이의 셀간 커넥터(intercell connector)에 근접하도록 상기 상부 케이스 구성요소에 구성된다.
예시적인 실시예에서, 상기 배터리 모니터 회로는 회로 보드 상에 있고,
상기 포켓은 실질적 수평, 실질적 수직, 또는 실질적 수직과 실질적 수평 사이로 이루어진 군으로부터 선택된 배향으로 회로 기판을 수용하도록 구성된다.
예시적인 실시예에서, 상기 포켓은 상기 회로 기판을 상기 포켓 내에 고정시키도록 구성된 하나 이상의 구조물을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로가 포켓에 또한 수용된다.
예시적인 실시예에서, 상기 적어도 하나의 경로에 수용된 전기 전도성 연결부를 더 포함한다.
예시적인 실시예에서, 상기 배터리 모니터 회로는:
상기 모노블록으로부터 전력을 수신하고 상기 모노블록의 양극 및 음극 사이의 전압을 모니터링하기 위해 상기 모노블록의 양극 및 음극에 전기적으로 연결되도록 구성된 전압 센서;
납산 모노블록의 상부 밀봉 표면 아래에 있는 납산 모노블록 내의 위치에서 온도를 모니터링하기 위한 온도 센서;
전압 센서로부터 모니터링된 전압 신호를 수신하고, 온도 센서로부터 모니터링된 온도 신호를 수신하고, 모니터링된 전압 신호 및 모니터링된 온도 신호를 처리하고, 모니터링된 전압 신호 및 모니터링된 온도 신호에 기초하여 전압 데이터 및 온도 데이터를 생성하기 위한, 프로세서;
전압 데이터 및 온도 데이터를 저장하기 위한 메모리 - 전압 데이터는 모노블록의 양극 및 음극 사이의 전압을 나타내고, 온도 데이터는 모노블록의 온도를 나타냄;
안테나; 및
전압 데이터 및 온도 데이터를 안테나를 통해 원격 장치로 무선 통신하기 위한 트랜시버를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 상기 배터리 모니터 회로는, 상기 상부 케이스 구성요소의 위치를 식별하고 위치 데이터로 상기 상부 케이스 구성요소의 위치를 나타내기 위해 지리-위치 장치(geo-location devcice)를 더 포함한다.
예시적인 실시예에서, 상기 포켓에 수용된 배터리 모니터 회로 및 상기 적어도 하나의 경로에 수용된 전기 전도성 연결부를 고정 및 보호하기 위한 조성물을 더 포함한다.
예시적인 실시예에서, 상기 조성물은 포팅 재료, 접착제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.
예시적인 실시예에서, 상기 프로세서는, 상기 전압 데이터 및 온도 데이터를 분석하여 상기 전압 데이터 및 온도 데이터로부터 도출된 정보를 생성하도록 구성된다.
예시적인 실시예에서, 상기 메모리는 배터리 동작 이력 매트릭스에 상기 모노블록의 동작 이력을 포함하고, 상기 배터리 동작 이력 매트릭스는:
각 열이 모노블록의 전압 범위를 나타내는 복수의 열; 과
각 행이 모노블록의 온도 범위를 나타내는 복수희 행을 포함하며,
배터리 동작 이력 매트릭스의 셀의 수치는 모노블록이 해당 셀의 전압 범위 및 온도 범위에 대응하는 특정 상태에 있었던 누적 시간을 나타낸다.
예시적인 실시예에서, 배터리 동작 이력 매트릭스에 의해 점유된 메모리의 저장 공간을 증가시키지 않으면서, 모노블록의 전체 연결 수명을 특성화할 수 있도록, 상기 배터리 모니터 회로의 동작 동안, 상기 메모리는, 상기 배터리 모니터 회로가 모노블록에 전기적으로 연결되어 있던 기간 동안 배터리 동작 이력 매트릭스에 의해 표현된 복수의 상태 중 각각에서 모노블록이 있었던 누적 시간에 대응하는 정보를 저장한다.
예시적인 실시예에서, 상기 원격 장치는 상기 모노블록의 위치 이력 및 배터리 동작 이력을 표시하기 위해, 상기 모노블록으로부터 원격으로, 원격 디스플레이 시스템을 더 포함한다.
상술한 예시적인 실시예에서의 상부 케이스 구성요소 및 주 케이스 구성요소를 포함하는 납산 모노블록 케이스로서, 주 케이스 구성요소 및 상부 케이스 구성요소는 조립시 모노블록 케이스 내에 적어도 하나의 셀을 형성한다.
예시적인 실시예에서, 주 케이스 구성요소는 일체형 측면이 최상면으로부터 하부를 향해 내측으로 경사지도록 하부를 향한 드래프트(draft)를 갖는다.
예시적인 실시예에서, 상기 주 케이스 구성요소는 주 케이스 구성요소 및 상부 케이스 구성요소가 조립될 때 모노블록 케이스 내에 다수의 창고을 형성하도록 적어도 하나의 일체형 내부 벽을 더 포함한다.
예시적인 실시예에서
무선-활성화 납산 모노블록으로서,
상술한 예시적인 실시예에서의 납산 모노블록 케이스;
각 셀의 전기화학 셀 팩;
각각의 전기화학 셀 팩 사이의 셀간 커넥터;
전기화학 셀 팩(들)과 전기적으로 연결된 양극 및 음극; 및
양극 및 음극과 전기적으로 연결되는 모노블록 파라미터 모니터링 장치 및 무선 통신 장치를 포함한다.
발명의 다른 실시예는 배터리 팩에 관한 것으로서, 무선-활성화 모노블록의 적어도 하나의 스트링 - 각각의 스트링은 병렬 또는 직렬로 전기적으로 연결된 예시적인 실시예에서의 복수의 무선-활성화 납산 모노블록을 포함함; 및
스트링에 전기적으로 연결된 배터리 팩 양단자 및 음단자 - 스트링은 전기적으로 병렬 연결됨 - 을 포함한다.
이 섹션의 내용은 본 개시 내용을 간략하게 소개하기 위한 것이며, 청구 범위를 제한하려는 것이 아니다.
도 1은 다양한 실시예에 따른 배터리 모니터 회로가 배치된 모노블록을 도시한다.
도 2는 다양한 실시예에 따른, 다중 모노블록를 포함하는 배터리 팩을 도시하며, 각각의 모노블록은 배터리 모니터 회로가 내부에 배치된다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 배터리를 모니터링하는 방법을 도시한다.
도 4a는 다양한 실시예에 따른 배터리 모니터링 시스템을 도시한다.
도 4b는 다양한 실시예에 따른, 전압 측정 범위를 나타내는 열 및 온도 측정 범위를 나타내는 행을 갖는 배터리 작동 이력 행렬을 도시한다.
도 4c는 다양한 실시예에 따른, 배터리 모니터 회로가 내부에 배치되는 배터리를 도시하며, 배터리가 부하 및/또는 전원에 연결되고, 다양한 로컬 및/또는 원격 전자 시스템과 통신 연결된다.
도 6은 다양한 실시예에 따른 예시적인 무선-활성화 모노블록(WEM)을 도시한다.
도 7은 다양한 실시예에 따른 예시적인 무선-활성화 모노블록(WEM)을 도시한다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 예시적인 무선-활성화 모노블록(WEM)을 도시한다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 예시적인 무선-활성화 모노블록(WEM)을 도시한다.
도 2는 다양한 실시예에 따른, 다중 모노블록를 포함하는 배터리 팩을 도시하며, 각각의 모노블록은 배터리 모니터 회로가 내부에 배치된다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 배터리를 모니터링하는 방법을 도시한다.
도 4a는 다양한 실시예에 따른 배터리 모니터링 시스템을 도시한다.
도 4b는 다양한 실시예에 따른, 전압 측정 범위를 나타내는 열 및 온도 측정 범위를 나타내는 행을 갖는 배터리 작동 이력 행렬을 도시한다.
도 4c는 다양한 실시예에 따른, 배터리 모니터 회로가 내부에 배치되는 배터리를 도시하며, 배터리가 부하 및/또는 전원에 연결되고, 다양한 로컬 및/또는 원격 전자 시스템과 통신 연결된다.
도 6은 다양한 실시예에 따른 예시적인 무선-활성화 모노블록(WEM)을 도시한다.
도 7은 다양한 실시예에 따른 예시적인 무선-활성화 모노블록(WEM)을 도시한다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 예시적인 무선-활성화 모노블록(WEM)을 도시한다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 예시적인 무선-활성화 모노블록(WEM)을 도시한다.
상세한 설명은 최상의 모드를 포함한, 예시적인 실시예를 도시한다. 이들 실시예는 당업자가 본 개시의 원리를 실시할 수 있도록 충분히 상세하게 설명되었지만, 다른 실시예가 실현될 수 있고 본 개시의 원리 및 사상의 범위를 벗어나지 않고 논리적, 기계적, 화학적 및/또는 전기적 변화가 이루어질 수 있음을 이해해야한다. 따라서, 본 명세서의 상세한 설명은 단지 예시를 위한 것이며 제한하려는 것이 아니다. 예를 들어, 임의의 방법 설명에서 언급된 단계들은 임의의 적절한 순서로 실행될 수 있으며 제시된 순서로 제한되지 않는다.
또한, 간결성을 위해, 개별 구성요소의 특정 하위 구성요소 및 시스템의 다른 측면은 본 명세서에서 상세하게 설명되지 않을 수 있다. 많은 대안적 또는 추가의 기능적 관계 또는 물리적 결합이 실제 시스템, 예를 들어 배터리 모니터링 시스템에 존재할 수 있음에 유의해야한다. 이러한 기능 블록은 특정 기능을 수행하도록 구성된 임의의 수의 적합한 구성요소에 의해 실현될 수 있다.
본 발명의 원리는, 예를 들어 충전된 배터리를 조기에 방전시킬 수 있는 전류 센서와 같은 모니터링 구성요소를 제거함으로써 배터리의 동작을 개선시킨다. 또한, 배터리 모니터링 회로는 배터리를 모니터링하고 배터리 수명의 첫날부터 재활용 또는 달리 폐기될 때까지 배터리를 모니터링하고 관련 데이터를 저장/전송할 수 있도록 제조시 배터리 내에 내장될 수 있다. 더욱이, 본 개시의 원리는 이동 통신 장치 및/또는 배터리 모니터 회로와 같은 다양한 컴퓨팅 장치의 동작을 다양한 방식으로 개선한다 - 예를 들어: 새로운 행렬-형 데이터베이스에 배터리 이력 정보의 컴팩트한 저장을 통해 배터리 모니터 회로에 의해 사용되는 메모리를 감소시켜서, 제조 비용, 동작 전류를 감소시키고, 배터리 모니터 회로의 동작 수명을 연장시키며; 단일 이동 통신 장치를 통해 다중 모노블록의 모니터링 및/또는 제어를 용이하게 하여, 효율성 및 처리량을 개선시키며; 그리고, 하나 이상의 배터리와 원격 장치를 연결하는 네트워크를 통해 전송되는 데이터의 양을 감소 시켜서, 네트워크의 부하를 덜어, 네트워크가 다른 전송 데이터를 운반할 수 있고, 및/또는 관련 데이터를 더 빠르게 운반할 수 있으며, 또한 통신 비용을 크게 절감할 수 있다.
부가적으로, 본 개시의 원리는 예를 들어 셀룰러 무선 기지국, 전동 지게차, 전자 자전거 등과 같이, 배터리에 결합 및/또는 이와 연계된 장치의 동작을 개선시킨다.
또한, 본 개시의 원리의 적용은 현실 세계에서 대상을 변형 및 변경시킨다. 예를 들어, 예시적인 알고리즘의 일부로서, 납산 모노블록 내의 납 설페이트는 충전 전류의 인가를 통해 납, 산화 납 및 황산으로 변환되어, 부분적으로 고갈된 납산 배터리를 완전히 충전된 배터리로 변화시킨다. 또한, 다른 예시적인 알고리즘의 일부로서, 웨어 하우스 내의 다양한 모노블록들이가 물리적으로 재배치, 재충전 또는 웨어 하우스로부터 제거 또는 교체될 수 있어서, 웨어 하우스에서 모노블록의 새로운 전체 구성을 생성할 수 있다.
에너지 저장 장치의 모니터링, 유지 및/또는 사용을 위한 다양한 다른 접근법이 존재한다는 것을 이해할 것이다. 이와 같이, 본 명세서에 청구된 시스템 및 방법은 그러한 분야 또는 기술을 선점하지 않고, 기술 개선, 시간 및 비용 절감, 환경적 이점, 개선된 배터리 수명 등을 제공하는 다양한 특성화적 진보를 나타낸다. 또한, 본 명세서에 개시된 다양한 시스템 및 방법은 이러한 바람직한 이점을 제공하면서 동시에 종래의 모니터링 시스템의 공통적이고 값비싼 전력 소모 구성요소, 즉 전류 센서를 제거하는 것으로 이해될 것이다. 다른 방식으로 말하면, 다양한 예시적인 시스템 및 방법은 거의 모든 종래의 접근법과 완전히 대조적으로, 현재 센서 및/또는 그로부터 이용 가능한 정보를 이용하지 않고 그없이 구성된다.
예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로가 개시된다. 배터리 모니터 회로는 배터리로부터 및/또는 배터리에 관한 특정 정보, 예를 들어 배터리로부터의 날짜/시간, 전압 및 온도 정보를 감지, 기록 및/또는 무선으로 통신하도록 구성될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 모노블록은 적어도 하나의 전기화학 셀, 및 통상적으로 복수의 전기화학 셀을 포함하는 에너지 저장 장치이다. 본원에 사용된 용어 "배터리"는 단일 모노블록을 의미할 수 있거나, 직렬 및/또는 병렬로 전기적으로 연결된 복수의 모노블록를 의미할 수 있다. 직렬 및/또는 병렬로 전기적으로 연결된 복수의 모노블록를 포함하는 "배터리"는 때때로 다른 문헌에서 "배터리 팩"으로 지칭된다. 배터리는 양 단자 및 음 단자를 포함할 수 있다. 또한, 다양한 예시적인 실시예에서, 배터리는 복수의 양 및 음 단자를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로는 배터리 내에 배치되며, 예를 들어 배터리 하우징 내에 위치되거나 내장되고 유선 연결을 통해 배터리 단자에 연결된다.
일 실시예에서, 배터리 모니터 회로는 다양한 전기 구성요소, 예를 들어 전압 센서, 온도 센서, 명령을 실행하기 위한 프로세서, 데이터 및/또는 명령을 저장하기 위한 메모리, 안테나 및 송신기/수신기/트랜시버를 포함한다. 일부 예시적인 실시예들에서, 배터리 모니터 회로는 또한 클럭, 예를 들어 실시간 클럭을 포함할 수 있다. 더욱이, 배터리 모니터 회로는 또한 위치 결정 구성요소, 예를 들어 GPS(Global Positioning System) 수신기 회로를 포함할 수 있다.
특정 예시적 실시예에서, 배터리 모니터 회로는 배터리의 양 단자와 음 단자(들) 사이의 전압을 모니터링하기 위해 배터리에 유선 전기 연결로 구성된 전압 센서를 포함할 수 있다. 또한, 배터리 모니터 회로는 배터리의 온도(및/또는 이와 연관된)를 모니터링하기 위한 온도 센서를 포함할 수 있다. 배터리 모니터 회로는 전압 센서로부터 모니터링된 전압 신호를 수신하기 위해, 온도 센서로부터 모니터링된 온도 신호를 수신하기 위해, 모니터링된 전압 신호 및 모니터링된 온도 신호를 처리하기 위해, 모니터링된 전압 신호 및 모니터링된 온도 신호에 기초하여 전압 데이터 및 온도 데이터를 생성하기 위해, 그리고 기타 기능 및 명령 실행을 위해, 프로세서를 포함할 수 있다.
다양한 예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로는 데이터, 예를 들어 배터리로부터의 전압 데이터 및/또는 온도 데이터를 저장하기 위한 메모리를 포함한다. 더욱이, 메모리는 또한 프로세서에 의해 실행하기 위한 명령, 외부 장치로부터 수신된 데이터 및/또는 명령 등을 저장할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 전압 데이터는 배터리의 단자 양단의 전압을 나타내고, 온도 데이터는 배터리의 특정 위치에서 측정된 온도를 나타낸다. 또한, 배터리 모니터 회로는 예를 들어 전압 데이터 및 온도 데이터와 같은 데이터를 원격 장치에 무선으로 통신하고 데이터 및/또는 명령을 수신하기 위한 안테나 및 트랜시버를 포함할 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로는 안테나를 통해 전압 데이터 및 온도 데이터를 무선으로 원격 장치로 전송한다.
일 실시예에서, 배터리 모니터 회로는 다양한 구성요소를 회로 기판에 결합함으로써 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로는 실시간 클럭을 더 포함한다. 본 명세서에서 주로 설명된 바와 같이, 배터리 모니터 회로는 배터리 내부에 위치될 수 있고 배터리의 내부 온도를 감지하도록 구성될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로는 모노블록 내부에 위치하여 모노블록의 내부 온도를 감지한다. 배터리 모니터 회로로부터의 무선 신호는 본 명세서에서 더 설명되는 바와 같이 다양한 유용한 동작 및 결정의 기초가 될 수 있다.
이제 도 1을 참조하면, 예시적인 실시예에서, 배터리(100)는 모노블록을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 모노블록은 에너지 저장 장치로서 정의될 수 있다. 모노블록은 하나 이상의 전기화학 셀(미도시)를 포함한다. 다양한 예시적인 실시예에서, 모노블록은 예를 들어 원하는 전압 및/또는 전류 성능을 가진 모노블록을 구성하기 위해 다수의 전기화학 셀을 포함한다. 다양한 예시적인 구체예에서, 전기화학 셀(들)는 납산 전기화학 셀이다. 임의의 적합한 납산 전기화학 셀이 사용될 수 있지만, 하나의 예시적인 실시예에서, 전기화학 셀은 흡수 유리 매트(AGM) 유형 설계의 셀이다. 다른 예시적인 구체 예에서, 납산 전기화학 셀은 겔 타입의 디자인이다. 다른 예시적인 구체 예에서, 납산 전기화학 셀은 범람(통풍) 유형의 설계이다. 그러나, 본 개시의 다양한 원리는 니켈-카드뮴(NiCd), 니켈 금속 수소화물(NiMH), 리튬 이온, 리튬 코발트 산화물, 리튬 철 인산염, 리튬 이온 망간 산화물, 리튬 니켈 망간 코발트 산화물, 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물, 리튬 티타네이트, 리튬 황, 재충전 가능한 알칼라인, 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 배터리 화학물에 적용가능하다는 것을 이해할 것이며, 따라서, 납산 배터리에 관한 여기서의 논의는 예시로서 제공되며 및 제한되지 않는다.
배터리(100)는 하우징(110)을 가질 수 있다. 예를 들어, 배터리(100)는 내구성있는 재료로 제조된 밀봉된 모노블록 납산 에너지 저장 케이스로 구성될 수 있다. 배터리(100)는 양 단자(101) 및 음 단자(102)를 더 포함할 수 있다. 밀봉된 케이스는 양 단자(101) 및 음 단자(102)가 통과하는 개구를 가질 수 있다.
이제 도 2를 참조하면. 배터리(200)는 복수의 전기적으로 연결된 모노블록, 예를 들어 배터리(100)를 포함할 수 있다. 배터리(200)의 모노블록는 병렬 및/또는 직렬로 전기적으로 연결될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 배터리(200)는 적어도 하나의 모노블록 스트링을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제 1 스트링은 직렬로 전기적으로 연결된 복수의 모노블록를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 제 2 스트링은 직렬로 전기적으로 연결된 복수의 모노블록를 포함할 수 있다. 배터리에 하나보다 많은 모노블록 스트링이있는 경우, 제 1, 제 2 및/또는 추가 스트링이 전기적으로 병렬 연결될 수 있다. 모노블록의 직렬/병렬 연결은 배터리(200)의 원하는 전압 및/또는 전류 특성 또는 성능을 달성하기 위해 궁극적으로 배터리(200)의 양 단자(201) 및 음 단자(202)에 연결될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 배터리(200)는 하나보다 많은 모노블록을 포함한다. 배터리(200)는 본 명세서에서 전력 도메인으로 지칭될 수도있다.
배터리(200)는 캐비닛 또는 하우징(210)을 가질 수 있다. 예를 들어, 배터리(200)는 배터리를 보호하고 그 동작에 적합한 환경을 제공하기 위해 열적 및 기계적 구조를 포함할 수 있다.
이제 도 1 및 도 2를 참조하여, 예시적인 응용예에서, 배터리(100/200)는 백업 전력(무정전 전원 공급 장치 또는 UPS라고도 함)을 위해 사용될 수 있다. 더욱이, 배터리(100/200)는 셀룰러 무선 기지국 애플리케이션에 사용될 수 있고 전력 그리드(예를 들어, 정류기/인버터를 통해 교류, DC 마이크로 그리드 등)에 연결될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 배터리(100/200)는 AC 전력 그리드에 연결되고, 피크 쉐이빙, 수요 관리, 전력 조절, 주파수 응답 및/또는 반응성 전력 공급과 같은 용도에 사용된다. 다른 예시적인 실시예에서, 배터리(100/200)는 다양한 차량(자전거 등), 산업용 장비(지게차 등) 및 온로드 경량, 중형 및 대형 차량에 동력을 제공하는 구동 시스템에 연결된다. 다른 예시적인 응용예에서, 배터리(100/200)는 에너지 저장이 단기 또는 장기적으로 요구되는 임의의 적합한 응용예에 사용될 수 있다. 배터리(100/200)는 단일 물품으로서 상거래로 배송되거나, 많은 다른 모노블록을 가진 팔렛 상에서와 같이, 다른 모노블록과 함께 상거래로 배송되거나, 배터리의 일부로서 다른 모노블록과 함께 상거래로 배송될 수 있다(예를 들어, 다중 배터리(200)를 형성하는 배터리(100)).
예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 배터리(100) 내에 배치되고 배터리(100)에 내부적으로 연결될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 단일 배터리 모니터 회로(120)는 도 1에 도시되는 바와 같이, 단일 모노블록 내에 배치되고 단일 모노블록과 관련될 수 있다(배터리(100) 참조). 다른 예시적인 실시예에서, 하나보다 많은 배터리 모니터 회로(120)가 단일 배터리의 하나 이상의 부분 내에 배치되고 그에 연결된다. 예를 들어, 제 1 배터리 모니터 회로는 배터리의 제 1 모노블록 내에 배치되고 그에 연결될 수 있고, 제 2 배터리 모니터 회로는 배터리의 제 2 모노블록 내에 배치되고 그에 연결될 수 있다.
배터리 모니터 회로(120)는 전압 센서(130), 온도 센서(140), 프로세서(150), 트랜시버(160), 안테나(170) 및 저장 매체 또는 메모리(도면에 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 모노블록 또는 배터리(100)와 관련된 전압 및 온도를 감지하고, 감지된 전압 및 온도를 이러한 판독의 관련 시간과 함께 메모리에 저장하며, 배터리 모니터 회로(120)로부터 전압 및 온도 데이터를 (관련 시간과 함께) 하나 이상의 외부 위치로 전송하도록 구성된다.
예시적인 실시예에서, 전압 센서(130)는 배터리(100)의 양 단자(101)에 와이어로 그리고 배터리(100)의 음 단자(102)에 와이어로 전기적으로 연결될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 전압 센서(130)는 배터리(100)의 전압을 감지하도록 구성된다. 예를 들어, 전압 센서(130)는 양 단자(101)와 음 단자(102) 사이의 전압을 감지하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 전압 센서(130)는 아날로그 -지털 변환기를 포함한다. 그러나, 배터리(100)의 전압을 감지하기 위한 임의의 적절한 장치가 사용될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 온도 센서(140)는 배터리(100)의 온도 측정을 감지하도록 구성된다. 일 예시적인 실시예에서, 온도 센서(140)는 배터리 내 또는 내부의 위치에서 온도 측정을 감지하도록 구성될 수 있다. 온도 측정이 수행되는 위치는 온도 측정이 배터리(100)를 포함하는 전기화학 셀의 온도를 반영하도록 선택될 수 있다. 다양한 예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 배터리 내부에 위치되도록 구성된다. 또한, 다양한 예시적인 실시예들에서, 배터리(100) 내에 배터리 모니터 회로(120)의 존재는 배터리(100)의 외부 육안 검사를 통해 보이지 않거나 검출되지 않을 수 있다.
예시적인 실시예에서, 온도 센서(140)는 배터리에 내장된 열전대, 서미스터, 온도 감지 집적 회로, 등을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 전압 센서, 온도 센서, 프로세서, 저장 매체, 트랜시버, 안테나 및/또는 다른 적절한 구성요소를 지지하고 전기적으로 연결하기 위한 인쇄 회로 기판을 포함한다. 다른 예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 하우징(도시되지 않음)을 포함한다. 하우징은 배터리 모니터 회로(120)의 전자 기기를 보호하기 위한 임의의 적절한 재료, 예를 들어 내구성 플라스틱으로 제조될 수 있다. 하우징은 임의의 적합한 형상 또는 폼 팩터로 제조될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로(120)의 하우징은 배터리(100) 내부에 배치되도록 구성되고, 예를 들어 접착제, 포팅 재료, 볼트, 나사, 클램프 등을 통해 고정될 수 있다. 또한, 배터리(100) 내에서 배터리 모니터 회로(120)를 원하는 위치 및/또는 방향으로 유지하기 위해 임의의 적절한 부착 장치 또는 방법이 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 배터리(100)가 운반, 설치, 이용, 등 됨에 따라, 배터리 모니터 회로(120)가 그 안에 견고하게 배치되고 그와 관련하여 동작 가능하다.
예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 인터넷과 같은 공용망을 통해 액세스가능한 시간 신호와 같은 외부 시간 표준에 대한 임의의 연결(무선 또는 유선)에 독립적으로, 표준시(UTC)와 같은 표준 시간을 기준으로 시간을 유지할 수 있는 실시간 클럭을 더 포함한다. 클럭은 현재 시간/날짜(또는 상대 시간)를 프로세서(150)에 제공하도록 구성된다. 예시적인 실시예에서, 프로세서(150)는 전압 및 온도 측정치를 수신하고, 전압 및 온도 데이터를 이 데이터를 감지/저장한 시간과 관련하여 저장 매체에 저장한다. 예시적인 실시예에서, 전압, 온도 및 시간 데이터는 데이터베이스, 플랫 파일, 이진 블롭 또는 임의의 다른 적절한 포맷 또는 구조의 형태로 저장 매체에 저장될 수 있다. 또한, 프로세서(150)는 추가 데이터를 로그 형태로 저장 매체에 저장하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 전압 및/또는 온도가 설정 가능한 양만큼 변할 때마다 기록할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 프로세서(150)는 마지막 측정 데이터를 가장 최근의 측정 데이터와 비교하고, 적어도 이 설정 가능량만큼 마지막 측정 데이터와 차이가있는 경우에만 최근 측정 데이터를 로그한다. 비교는 임의의 적절한 간격, 예를 들어 매초, 5 초마다, 10 초마다, 30 초마다, 매분, 10 분마다 등으로 이루어질 수 있다. 저장 매체는 배터리 모니터 회로(120) 상에 위치하거나 원격일 수 있다. 프로세서(150)는 추가의 분석, 보고 및/또는 작용을 위해 로깅된 온도/전압 데이터를 원격 장치에 무선으로 전송하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 원격 장치는 전송된 데이터 로그를 이전에 전송된 로그와 함께 스티칭하여, 시간적으로 연속인 로그를 형성하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 배터리 모니터 회로(120)상의 로그(및 그것을 저장하는데 필요한 메모리)의 크기가 최소화될 수 있다. 프로세서(150)는 또한 원격 장치로부터 명령을 수신하도록 구성될 수 있다. 프로세서(150)는 또한 데이터를 신호로 트랜시버(160)에 제공함으로써 배터리 모니터 회로(120)의 시간, 온도 및 전압 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다.
다른 예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 실시간 클럭없이 구성된다. 대신에, 데이터는 프로세서(150)에 의해 제어되는 일관된 시간 간격으로 샘플링된다. 각 간격은 그것을 고유하게 식별하기 위해 시퀀스 번호로 순차적으로 번호가 매겨진다. 샘플링된 데이터는 모두 로그(logging)될 수 있다. 또는 설정 가능한 양보다 크게 변화하는 데이터만이 로그될 수 있다. 주기적으로, 배터리 모니터 회로(120)가 인터넷을 통해 액세스 가능한 네트워크 시간 신호와 같은 시간 표준에 연결될 때, 프로세서 시간은 시간 표준으로 표시되는 실시간과 동기화된다. 그러나 두 경우 모두, 데이터가 샘플링된 간격 시퀀스 번호가 데이터와 함께 로그된다. 이것은 배터리 모니터 회로(120)상의 실시간 클럭을 필요로하지 않고 데이터 샘플들 사이의 시간 간격을 고정시킨다. 데이터 로그를 원격 장치로 전송할 때, 간격은 실시간(가령, UTC)을 유지하는 원격 장치(본 명세서에서 이후 더 설명 됨)와 동기화되고, 예를 들어, 인터넷 연결을 통해 동기화된다. 따라서, 원격 장치는 배터리 모니터 회로(120) 및 프로세서(150)와의 동기화를 통해 시간을 제공하도록 구성된다. 배터리 모니터 회로(120) 또는 원격 장치에 저장된 데이터는 모노블록이 특정 온도 및/또는 전압에 소비한 누적 시간을 포함할 수 있다. 프로세서(150)는 또한 데이터를 신호로 트랜시버(160)에 제공함으로써 배터리 모니터 회로(120)로부터 누적 시간, 온도 및 전압 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 배터리에 대한 시간, 온도 및 전압 데이터는 예를 들어, 일 축 상의 전압 범위 및 제 2 축상의 온도 범위를 포함하는 파일, 데이터베이스 또는 매트릭스에 저장될 수 있고, 여기서, 이 표의 셀들은 배터리가 특정 전압/온도 상태에서 소비한 시간의 양을 나타 내기 위해(즉, 배터리 동작 이력 매트릭스를 형성하기 위해) 각각의 셀에서 카운터를 증분시키도록 구성된다. 배터리 작동 이력 매트릭스는 배터리 모니터 회로(120)의 메모리 및/또는 원격 장치에 저장될 수 있다. 예를 들어, 도 4b를 간략히 참조하면, 예시적인 배터리 동작 이력 매트릭스(450)는 열(460)을 포함할 수 있고, 각 열은 특정 전압 또는 전압 측정 범위를 나타낸다. 예를 들어, 제 1 열은 0 볼트 내지 1 볼트의 전압 범위를 나타낼 수 있고, 제 2 열은 1 볼트 내지 9 볼트의 전압 범위를 나타낼 수 있고, 제 3 열은 9 볼트 내지 10 볼트의 전압 범위를 나타낼 수 있고, 등등이다. 배터리 동작 이력 매트릭스(450)는 행(470)을 또한 포함할 수 있고, 각 행은 특정 온도(+/-) 또는 온도 측정 범위를 나타낸다. 예를 들어, 제 1 행은 10℃ 미만의 온도를 나타낼 수 있고, 제 2 행은 10℃ 내지 20℃ 의 온도 범위를 나타낼 수 있으며, 제 3 행은 20℃ 내지 30℃ 의 온도 범위를 나타낼 수 있고, 등등이다. 따라서 앞으로. 배터리 작동 이력 매트릭스(450)는 열(470)을 더 포함할 수 있으며, 각 열은 특정 온도(+/-) 또는 온도 측정 범위를 나타낸다. 임의의 적절한 스케일 및 개수의 열/행이 사용될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 배터리 작동 이력 매트릭스(450)는 배터리가 각각의 지정된 전압/온도 상태에 있었던 시간의 누적 이력을 저장한다. 다시 말해, 배터리 동작 이력 매트릭스(450)는 배터리가 특정 전압/온도 범위에 있었던 시간의 양을 집계(또는 상관)시킨다. 특히, 이러한 시스템은 스토리지 크기가 데이터를 얼마나 오래 기록하는지에 관계없이 증가하지 않기 때문에(또는 한계량 만 증가시키기 때문에) 특히 유리하다. 배터리 작동 이력 매트릭스(450)에 의해 점유된 메모리는 전압/온도 데이터를 집계하기 시작한 첫날의 크기가 수년 후 또는 배터리 수명이 다했을 때의 크기와 종종 같다. 이 기술은 이 기술을 사용하지 않는 구현에 비해, 이 데이터를 저장하는 데 필요한 메모리의 크기 및 전력을 감소시켜서, 배터리 모니터 회로(120) 컴퓨팅 장치의 동작을 상당히 개선시킨다는 것이 이해될 것이다. 또한, 배터리 전압/온도 데이터는 주기적으로 원격 장치로 전송될 수 있다. 이를 통해 데이터를 효과적으로 게이트하고 비-게이팅 기술에 비해, 데이터 저장 및 데이터 전송에 필요한 전력을 줄이고, 메모리 크기를 줄이며 데이터 전송 시간을 줄인다.
예시적인 실시예에서, 트랜시버(160)는 임의의 적절한 송신기 및/또는 수신기 일 수 있다. 예를 들어, 트랜시버(160)는 안테나(170)를 통해 신호를 전송하기 위해 신호를 상향 변환할 수 있고, 및/또는 안테나(170)로부터 신호를 수신하고 신호를 하향 변환하여 프로세서(150)에 제공하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 트랜시버(160) 및/또는 안테나(170)는 배터리 모니터 회로(120)와 원격 장치 사이에서 신호를 무선으로 송수신하도록 구성될 수 있다. 무선 전송은 무선 주파수 통신, Wi-Fi, Bluetooth®, Bluetooth 저에너지(BLE), Bluetooth 저전력(IPv6/6LoWPAN), 셀룰러 무선 통신 표준(2G, 3G, 4G LTE, 5G, 등), 등과 같은 적절한 통신 표준을 사용하여 수행할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 무선 전송은 배터리 모니터 회로에 의해 끌어 당겨지는 전력을 낮게 유지하기 위해 저전력 단거리 신호를 사용하여 이루어진다. 하나의 예시적인 실시예에서, 프로세서(150)는 전력 소비를 최소화하거나 감소시키기에 적합한 스케쥴에 따라 웨이크-업하고, 무선 통신하고, 다시 슬립(sleep)으로 돌아가도록 구성된다. 이는 배터리 모니터 회로(120)를 통한 배터리의 모니터링이 배터리를 조기에 방전시키는 것을 방지하기 위해 바람직하다. 배터리 모니터 회로(120)는 웨이크/슬립 및 데이터 게이팅 기능과 같은 기능을 수행하여, 배터리(100)를 비우지 않고 온도 및 전압 데이터를 정확하게 감지 및 보고하는 것을 용이하게한다. 다양한 예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 배터리 내에서 배터리에 의해 전력을 공급 받고 모니터링을 위해 배터리에 연결된다.
일부 예시적인 실시예에서, 블루투스 프로토콜의 사용은 단일 원격 장치가 복수의 배터리(각각 배터리 모니터 회로(120)가 장착 됨)와 상관된 복수의 신호를 수신 및 처리하고 신호 간섭없이 그렇게하는 것을 용이하게한다. 각각 배터리 모니터 회로(120)를 구비한 복수의 배터리와 원격 장치 사이의 이러한 일-대-다 관계는 저장 및 운송 채널에서 배터리의 모니터링에 대한 뚜렷한 이점이다.
예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 배터리의 내부에 위치된다. 예를 들어, 배터리 모니터 회로(120)는 배터리(100)의 하우징 내에 배치될 수 있다. 다양한 실시예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 모노블록 또는 배터리의 내부에 위치된다. 배터리 모니터 회로(120)는 배터리(100)의 외부에서 보이지 않거나 액세스할 수 없을 수 있다. 이는 사용자에 의한 훼손을 방지하여 수행된 보고의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 배터리 모니터 회로(120)는 배터리(100)의 뚜껑 바로 아래에 위치될 수 있고, 인터커넥트 스트랩(lead inter-connecting bar)에 근접할 수 있고, 등등이다. 이러한 방식으로, 전기화학 셀로 인한 모노블록의 온도 및 인터커넥트 스트랩의 열 출력이 정확하게 측정될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 온도 센서(140)는 모노블록의 단자 중 하나의 온도를 감지하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 배터리 모니터 회로(120)에 의해 감지된 온도는 배터리(100) 및/또는 그 안의 전기화학 셀의 온도를 더 대표할 수 있다. 일부 실시예에서, 온도 센서(140)는 배터리 모니터 회로(120)의 인쇄 회로 기판 상에 위치 및/또는 직접 결합될 수 있다. 또한, 온도 센서(140)는 모노블록 또는 배터리와 관련된 온도를 감지하기 위해 모노블록 또는 배터리 내부의 임의의 적절한 위치에 위치될 수 있다.
따라서, 이제 도 3을 참조하면, 적어도 하나의 전기화학 셀을 포함하는 배터리(100)를 모니터링하기 위한 예시적인 방법(300)은, 배터리 단자에 배선된 전압 센서(130)로 배터리(100)의 전압을 감지하는 단계(단계 302), 및 전압 및 전압을 감지한 시간을 저장 매체에 기록하는 단계(단계(304); 배터리(100) 내에 배치된 온도 센서(140)로 배터리(100)와 관련된 온도를 감지하는 단계(단계 306), 온도 및 온도가 감지된 시간을 저장 매체에 기록하는 단계(단계 308); 및 상기 저장 매체에 기록된 전압, 온도 및 시간 데이터를 원격 장치로 무선 전송하는 단계(단계 310)를 포함한다. 전압, 온도 및 시간 데이터는 다른 관련 데이터와 함께 다양한 컴퓨팅 시스템, 리소스 및/또는 애플리케이션에 대한 입력으로서 평가, 분석, 처리 및/또는 활용될 수 있다(단계 312). 이 예시적인 방법에서, 전압 센서(130), 온도 센서(140) 및 저장 매체는 배터리 모니터 회로(120)상의 배터리(100) 내부에 위치된다. 또한, 방법(300)은 전압, 온도 및/또는 시간 데이터에 응답하여 다양한 조치(예를 들어 배터리 충전, 배터리 방전, 창고에서 배터리 제거, 배터리를 새로운 배터리로 교체, 등)를 취하는 단계(단계 314)를 포함할 수 있다.
이제 도 4a를 참조하면, 예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 원격 장치와 데이터를 통신하도록 구성된다. 원격 장치는 각각의 배터리가 배터리 모니터 회로(120)를 구비한 상태에서 복수의 배터리로부터 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 원격 장치는 각각 배터리 모니터 회로(120)에 연결된 개별 배터리(100)로부터 데이터를 수신할 수 있다.
각각의 배터리(100/200)와 관련된 데이터를 수집하고 사용하기 위한 예시적인 시스템(400)이 개시되어있다. 일반적으로, 원격 장치는 배터리(100/200) 또는 배터리 모니터 회로(120)의 물리적 부분이 아닌 전자 장치이다. 시스템(400)은 로컬 부분(410) 및/또는 원격 부분(420)을 포함할 수 있다. 로컬 부분(410)은 배터리 또는 배터리(100/200) 근처에 위치한 구성품. 하나의 예시적인 실시예에서, "상대적으로 가까운"은 배터리 모니터 회로 안테나의 무선 신호 범위 내를 의미한다. 다른 예시적인 실시예에서, "상대적으로 가까운"은 블루투스 범위 내, 동일한 캐비닛 내, 동일한 방 내 등을 의미한다. 로컬 부분(410)은 예를 들어 하나 이상의 배터리(100/200), 배터리 모니터 회로(120), 및 선택적으로 로컬 부분(410)에 위치한 로컬 위치 원격 장치(414)를 포함할 수 있다. 또한, 로컬 부분은 예를 들어, 게이트웨이를 포함할 수 있다. 게이트웨이는 각각의 배터리(100)로부터 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 게이트웨이는 또한 각 배터리(100)에 명령을 전송하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 게이트웨이는 게이트웨이에서 무선으로 송수신하기 위한 및/또는 원격 위치 원격 장치(414)와 통신하기 위한 안테나를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 로컬 위치 원격 장치(414)는 스마트 폰, 태블릿 또는 다른 전자 모바일 장치이다. 다른 예시적인 실시예에서, 로컬 위치 원격 장치(414)는 컴퓨터, 네트워크, 서버 등이다. 다른 예시적인 실시예에서, 원격 위치 원격 장치(414)는 온보드 차량 전자 시스템이다. 또한, 일부 실시예들에서, 게이트웨이는 로컬 위치 원격 장치(414)로서 기능할 수 있다. 예를 들어 게이트웨이와 로컬 위치 원격 장치(414) 사이의 예시적인 통신은 임의의 적절한 유선 또는 무선 접근, 예를 들어 블루투스 프로토콜을 통한 것일 수 있다.
일부 예시적인 실시예에서, 원격 장치는 로컬 부분(410)에 위치하지 않고 원격 부분(420)에 위치된다. 원격 부분(420)은 임의의 적합한 백엔드 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 원격 부분(420)의 원격 장치는 컴퓨터(424)(예를 들어, 데스크탑 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 서버, 모바일 장치 또는 본원에 기술된 바와 같은 데이터를 사용하거나 처리하기 위한 임의의 적절한 장치)를 포함할 수 있다. 원격 부분은 클라우드 기반 컴퓨팅 및/또는 스토리지 서비스, 주문형 컴퓨팅 리소스 또는 임의의 적절한 유사한 구성요소를 더 포함할 수 있다. 따라서, 다양한 예시적인 실시예에서, 원격 장치는 컴퓨터(424), 서버, 백엔드 시스템, 데스크탑, 클라우드 시스템 등일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 배터리 모니터 회로(120)와 로컬 위치 원격 장치(414) 사이에서 직접 데이터를 통신하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로(120)와 로컬 위치 원격 장치(414) 사이의 통신은 예를 들어 블루투스 전송을 통한 무선 전송일 수 있다. 또한, 임의의 적합한 무선 프로토콜이 사용될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 셀룰러 네트워크(418) 및 인터넷과 같은 다른 네트워크를 통해 원격 장치와 통신하기 위한 셀룰러 모뎀을 더 포함한다. 예를 들어, 데이터는 셀룰러 네트워크(418)를 통해 컴퓨터(424) 또는 로컬 위치 원격 장치(414)와 공유될 수 있다. 따라서, 배터리 모니터 회로(120)는 온도 및 전압 데이터를 원격 장치에 전송하고 원격 장치로부터 셀룰러 네트워크를 통해 다른 네트워크, 가령 인터넷을 통해, 인터넷 연결 세계의 어디든 배포를 위해, 통신을 수신하도록 구성될 수 있다.
다양한 예시적인 실시예에서, 로컬 부분(410)으로부터의 데이터는 원격 부분(420)과 통신된다. 예를 들어, 배터리 모니터 회로(120)로부터의 데이터 및/또는 명령은 원격 부분(420)의 원격 장치로 통신될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 로컬 위치 원격 장치(414)는 원격 부분(420)에서 컴퓨터(424)와 데이터 및/또는 명령을 통신할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 이들 통신은 인터넷을 통해 전송된다. 통신은 보안을 유지하기 위해 원하는대로 보안 및/또는 암호화될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 이들 통신은 임의의 적합한 통신 프로토콜, 예를 들어 TCP/IP, WLAN, 이더넷을 통한, WiFi, 셀룰러 라디오 등을 통해 전송될 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 로컬 위치 원격 장치(414)는 로컬 네트워크를 통해 유선으로 인터넷에 연결되어 원하는 원격에 위치한 원격 장치에 연결된다. 다른 예시적인 실시예에서, 로컬 위치 원격 장치(414)는 셀룰러 네트워크, 예를 들어 셀룰러 네트워크(418)를 통해 인터넷 및 이에 의해 원하는 원격에 위치한 원격 장치에 연결된다.
예시적인 실시예에서,이 데이터는 서버에서 수신되거나, 컴퓨터(424)에서 수신되거나, 클라우드 기반 스토리지 시스템에, 서버에서, 데이터베이스 등에 저장될 수 있다. 예시적인 실시예에서,이 데이터는 배터리 모니터 회로(120), 로컬 위치 원격 장치(414), 컴퓨터(424) 및/또는 임의의 적절한 원격 장치에 의해 처리될 수 있다. 따라서, 배터리 모니터 회로(120)에서 발생하는 것으로 기술된 처리 및 분석은 배터리 모니터 회로(120), 로컬 위치 원격 장치(414), 컴퓨터(424) 및/또는 임의의 다른 원격 장치에서도 완전히 또는 부분적으로 발생할 수 있음을 이해할 것이다 .
원격 부분(420)은, 예를 들어, 서로 지리적으로 분산되어 있고/거나 다양한 또는 상이한 유형, 그룹 및/또는 세트의 배터리(100/200)를 포함하는 많은 배터리(100/200)에 관한 정보를 표시, 처리, 이용 또는 이에 응답하여 조치하도록 구성될 수 있다. 원격 부분(420)은 특정 개별 배터리 온도 및/또는 전압에 관한 정보를 표시할 수 있다. 따라서, 시스템은 서로 멀리 떨어진 곳에 위치한 큰 그룹의 배터리(100/200)를 모니터링할 수 있지만 개별 배터리 수준에서 그렇게할 수 있다.
원격 부분(420) 장치는 전세계 어디에서나 액세스 가능하도록 네트워킹될 수 있다. 사용자는 자신이 소유하거나 운영하는 배터리와 관련된 데이터에만 액세스할 수 있도록 액세스 자격 증명을 발급받을 수 있다. 일부 실시예들에서, 일련 번호를 원격 장치에 할당하고 이 번호를 배터리 소유자 또는 운영자에게 로그인하도록 기밀로 제공하여 액세스 제어가 제공될 수 있다.
클라우드 기반 시스템에 저장된 전압, 온도 및 시간 데이터는 배터리의 상태, 조건 동작 요건(들), 비정상 또는 이상 상태, 등에 관한 정보를 전달하기 위해 다양한 디스플레이에 제시될 수 있다. 일 실시예에서, 하나의 배터리 또는 배터리 그룹으로부터의 데이터는 추가 정보를 제공하기 위해 분석되거나, 추가 정보를 제공하기 위해 다른 배터리, 배터리 그룹 또는 외부 조건으로부터의 데이터와 상관될 수 있다.
본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은 셀룰러 라디오 또는 인터넷 접속 세계의 어느 곳에 나 위치된 배터리의 성능 및 건강을 모니터링하기 위한 경제적인 수단을 제공한다. 배터리 모니터 회로(120)는 이러한 기능을 수행하기 위해(또는 성능을 가능하게하기 위해) 전압, 온도 및 시간 데이터에만 의존하기 때문에, 배터리 전류도 모니터링해야하는 다양한 종래 기술 시스템보다 비용이 현저히 적다. 또한, 원격 장치에서의 계산 및 분석 성능은, 복수의 배터리 내의 각각의 배터리에서 이들 기능을 수행하지 않고, 복수의 배터리에 연결된 복수의 모니터링 회로로부터 전압, 온도 및 시간 데이터를 수신할 수 있고, 배터리 당 비용을 최소화하여 하나의 배터리를 모니터링하고 성능 및 상태를 분석하며 이러한 분석 결과를 표시한다. 이것은 효과적인 원격 모니터링 시스템을 이용할 수 없고/또는 배터리를 로컬로 모니터링하고 수동으로 데이터를 수집하는 비용이 엄청나기 때문에, 다양한 동작에 중요하지만 지금까지 모니터링되지 않은 효과적인 배터리 모니터링을 가능하게한다. 예시 시스템은 산업 동력(지게차, 가위 리프트, 트랙터, 펌프 및 조명 등), 저속 전기 자동차(이웃 전기 자동차, 전기 골프 카트, 전기 자전거, 스쿠터, 스케이트 보드 등), 그리드 전원 백업 전원 공급 장치(컴퓨터, 비상 조명 및 원격 위치 임계 부하), 해양 응용 제품(엔진 시동 배터리, 온보드 전원 공급 장치), 자동차 응용품 및/또는 기타 예시 응용품(예: 엔진 시동 배터리, 도로 주행 트럭 및 레저용 차량 온보드 전원 등)과 같은 응용예에서 배터리의 집합적 원격 모니터링을 가능하게 한다. 유사 및/또는 이종 응용예에서 유사 및/또는 이종 배터리의 통합된 원격 모니터링을 통해, 과거에는 불가능했던 배터리 성능 및 건강 상태(예: 배터리 충전 상태, 배터리 보유 시간, 배터리 작동 모드, 열악한 온도 조건, 등)를 분석할 수 있다. 앞서)의 분석이 가능하다. 동시대적 전압 및 온도 데이터, 저장된 전압 및 온도 데이터 및/또는 배터리 및 응용예별 파라미터(배터리 100/200 전류 관련 데이터는 제외)를 사용하여, 전압 및/또는 온도의 단기 변화, 전압 및/또는 온도의 장기 변화, 및 전압 및/또는 온도의 임계치가 배터리 모니터 회로(120), 로컬 위치 원격 장치(414), 컴퓨터(424) 및/또는 임의의 적절한 장치에서와 같이, 예시적인 분석을 수행하기 위해 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 이러한 분석의 결과 및 이에 대한 조치는 배터리 성능을 높이고 배터리 안전성을 개선하며 배터리 작동 비용을 줄일 수 있다.
본원의 많은 구체예는 납산형 전기화학 셀인 전기화학 셀(들)에 초점을 두었지만, 다른 구체예에서 전기화학 셀은 리튬, 니켈, 카드뮴, 나트륨과 아연을 포함한, 그러나 이에 제한되지 않는, 다양한 화학종의 전기화학 셀일 수 있다. 이러한 실시예에서, 배터리 모니터 회로 및/또는 원격 장치는 특정 배터리 화학종과 관련된 계산 및 분석을 수행하도록 구성될 수 있다.
일부 예시적인 실시예에서, 본 개시의 원리의 적용을 통해, 배터리를 유지 및 보안화하기 위한 조치를 촉구하기 위해 배터리 모니터 회로(120) 및/또는 원격 장치에 의해 이상치 배터리가 식별되고 경보 또는 통지가 제공될 수 있다. 배터리(100/200)는 상이한 제조사에 의해 제조될 수 있고, 상이한 유형의 구성 또는 상이한 유형의 창고을 사용하여 제조될 수 있다. 그러나, 다수의 배터리(100/200)가 유사한 방식으로 구성되고 유사한 환경 조건에 배치되는 경우, 시스템은 이상치 배터리, 예를 들어 상이한 및/또는 의심스런 온도 및/또는 전압 데이터를 되돌려보내고 있는 배터리를 식별하도록 구성될 수 있다. 이 이상치 데이터는 고장난 배터리를 식별하거나 로컬 조건(고부하, 등)을 식별하고 그러한 배터리를 유지 및 보호하기 위한 경고 또는 통지를 제공하는 데 사용될 수 있다. 마찬가지로, 이종 응용 분야 또는 이종 제조업체의 배터리(100/200)을 비교하여, 특정 응용 분야에서 어떤 배터리 유형 및/또는 제조업체 제품이 가장 잘 작동하는지 확인할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로(120) 및/또는 원격 장치는 데이터를 분석하고, 조치를 취하고, 통지를 전송하고, 데이터에 기초하여 결정하도록 구성될 수 있다. 배터리 모니터 회로(120) 및/또는 원격 장치는 각각의 배터리(100)에 대한 현재 온도 및/또는 각각의 배터리(100)에 대한 현재 전압을 보여주도록 구성될 수 있다. 또한, 이 정보는 온도 또는 전압 범위에 의해 그룹화된 개별 측정과 함께 보여질 수 있다. 예를 들어 미리 정해진 범위를 벗어나거나 곧 그러한 범위를 벗어날 배터리에 대한 알림을 제공하여 유지 보수 및 안전 조치를 신속하게 수행할 수 있다.
또한, 배터리 모니터 회로(120) 및/또는 원격 장치는 배터리의 재고 관리를 제공하거나 배터리를 보안하기 위해 (배터리 모니터 회로(120)에 의해 결정된) 각각의 배터리(100)의 물리적 위치를 표시할 수 있다. 일 실시예에서, 물리적 위치 정보는 배터리 모니터 회로(120)에 설치된 GPS 수신기를 통해 GPS(Global Positioning System)를 사용하는 배터리 모니터 회로(120)에 의해 결정된다. 이 위치 정보는 전압, 온도 및 시간 데이터와 함께 저장될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 위치 데이터는 원격 장치와 무선으로 공유되고, 원격 장치는 위치 데이터를 저장하도록 구성된다. 위치 데이터는 시간과 함께 저장되어, 시간이 지남에 따른 모노블록 또는 배터리의 위치를 반영하는 모노블록에 대한 이동 이력(위치 이력)을 생성할 수 있다.
또한, 원격 장치는 데이터에 기초하여 통지를 생성 및/또는 전송하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 배터리 모니터 회로 및/또는 원격 장치의 분석을 기반으로 특정 모노블록이 과전압인 경우 통지가 디스플레이될 수 있고, 통지는 과전압인 특정 모노블록을 식별할 수 있으며, 시스템이 유지 보수 조치를 프롬프트할 수 있다. 통지는 임의의 적합한 시스템 또는 수단, 예를 들어 이메일, SMS 메시지, 전화 통화, 인-애플리케이션 프롬프트 등을 통해 전송될 수 있다.
배터리 모니터 회로(120)가 배터리(100) 내에 배치되고 배터리(100)에 연결된 예시적인 실시예에서, 시스템은 배터리(100/200)에 대한 재고 및 유지관리 서비스를 제공한다. 예를 들어, 시스템은 모노블록 또는 배터리를 건드리지 않고 저장 또는 운송 중에 모노블록 또는 배터리의 존재를 검출하도록 구성될 수 있다. 배터리 모니터 회로(120)는 예시적인 실시예에서 창고에서 재고 추적을 위해 구성될 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 특정 배터리(100/200)가, 예를 들어 예기치 않게, 창고 또는 트럭을 떠났을 때를 식별하도록 구성된 로컬 위치 원격 장치(414) 및/또는 로컬 위치 원격 장치 및 백-엔드 시스템에 위치 데이터를 전송한다. 이것은 예를 들어, 배터리(100)와 관련된 배터리 모니터 회로(120)가 로컬 위치 원격 장치(414) 및/또는 백-엔드 시스템과 전압 및/또는 온도 데이터와의 통신을 중단할 때, 배터리 위치가 위치 데이터베이스에서 언급되는 더 이상 없을 때, 또는, 모노블록 또는 배터리와 배터리 모니터 회로(120) 간의 유선 연결이 끊어졌을 때 검출될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 원격 백-엔드 시스템은 배터리가 도난되었을 수 있다는 경고를 트리거하도록 구성된다. 원격 백-엔드 시스템은 예를 들어 배터리 정지(또는 손실) 통신의 연속적인 모노블록 또는 전압 및 온도 정보 보고 중지로, 배터리가 도난 당하고 있다는 경고를 트리거하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로(120)가 블루투스 통신으로 구성되는 경우에, 원격 백-엔드 시스템은 배터리(100/200)가 예기치 않게 창고를 떠났는지 여부를 식별하고, 그 경우에 알람, 경보, 또는 알림. 통지를 전송하도록 구성된다. 도둑 탐지 및 재고 추적의 이러한 다양한 실시예는 예를 들어, 개별 객체의 RFID 유형 질의보다 더 먼 거리에서 발생할 수 있고, 따라서 RFID가 유사한 기능을 제공할 수 없는 경우에 쉽게 관찰할 수 없는 객체(예를 들어, 선반 또는 팔레트 상에 여러 층으로 쌓인 재고)의 존재를 반영할 수 있기 때문에 종래의 접근법과 비교하여 독특하다.
일부 예시적인 실시예에서, 원격 장치(예를 들어, 로컬 위치 원격 장치(414))는 각각의 배터리(100)의 전압 및 온도에 관한 데이터를 원격으로 수신하도록 구성된다. 예시적인 실시예에서, 원격 장치는 원격으로 수신하도록 구성된다 복수의 배터리의 각 배터리(100)와 관련된 각 배터리 모니터 회로(120)로부터 전압, 온도 및 시간 데이터를 원격으로 수신하도록 구성된다. 이러한 배터리는 예를 들어 비활성이거나 작동하지 않을 수 있다. 예를 들어, 이 배터리는 아직 응용예에 설치되어 있지 않거나 부하에 연결되어 있지 않거나 서비스를 제공하지 않았을 수 있다. 시스템은 재충전이 필요한 배터리를 결정하도록 구성될 수 있다. 이 배터리는 배송 포장에 포함되거나 포함되지 않을 수 있다. 그러나, 데이터가 수신되고 결정이 원격으로 이루어지므로, 이 데이터를 수신하거나 결정하기 위해 포장된 배터리의 포장을 풀 필요는 없다. 배터리 모니터 회로(120)가 이들 배터리 내에 배치되고 이들 배터리에 결합되는 한, 이들 배터리는 창고, 저장 시설, 선반 또는 팔레트 상에 위치될 수 있지만, 복수의 배터리 중 어느 것도 포장을 풀거나 하역하거나 건드리거나 이동시킴없이 데이터를 수신할 수 있고 결정을 내릴 수 있다. 이러한 배터리는 트럭 또는 운송 컨테이너 상에서와 같이, 운송 중일 수도 있으며, 이러한 운송 중에 데이터가 수신되고 결정이 이루어질 수 있다. 그 후, 적절한 시간에, 예를 들어 팔레트의 포장을 풀 때, 재충전이 필요한 배터리 또는 배터리들이 식별되고 충전될 수 있다.
다른 예시적인 실시예에서, 배터리를 "체크"하는 프로세스는 배터리와 관련된 전압 데이터 및 온도 데이터(및 잠재적으로 시간 데이터)를 수신하고 이 데이터에 기초하여 사용자에게 정보를 제시하는 것으로 본 명세서에서 설명될 수 있고, 제시된 정보는 배터리에 대한 결정 또는 평가에 유용하다. 예시적인 실시예에서, 원격 장치는 배터리 모니터 회로(120)가 장착된 복수의 배터리 중 각 배터리(100)를 원격으로 "체크"하도록 구성된다. 이 실시예에서, 원격 장치는 복수의 배터리(100) 각각으로부터 무선 신호를 수신하고, 각각의 배터리(100)의 전압 및 온도를 체크할 수 있다. 따라서, 이러한 예시적인 실시예에서, 원격 장치는 배터리를 재충전해야하는지 여부, 특정 배터리를 재충전해야하는 시간량, 또는 특정 배터리에서 상태에 문제가 없는지 여부를 확인하기 위해 배송 대기중인 배터리들의 팔레트를, 포장을 풀거나 배터리 팔렛을 건드릴 필요없이, 신속하게 조사하는데 사용될 수 있다. 이러한 체크는, 예를 들어, 패키징 또는 배터리를 스캐닝, 핑잉(pinging), 이동 또는 개별 조사하지 않고 수행될 수 있지만, 오히려 원격 장치(예를 들어, 414/424)에 데이터를 무선으로 보고하는 각각의 배터리(100)와 관련된 배터리 모니터 회로(120)에 기초한다.
예시적인 실시예에서, 배터리(100)는 자신을 전자적으로 식별하도록 구성된다. 예를 들어, 배터리(100)는 배터리 모니터 회로(120)로부터 원격 장치 또는 로컬 위치 원격 장치(414)로 고유 전자 식별자(고유 일련 번호 등)를 통신하도록 구성될 수 있다. 이 일련 번호는 배터리 외부에서 보이는 가시적 배터리 식별자(예를 들어, 라벨, 바코드, QR 코드, 일련 번호 등)와 상관될 수 있고, 또는 배터리 그룹 내 단일 배터리를 식별할 수 있는 판독기에 의해 전자적으로 보여 질 수 있다. 따라서, 시스템(400)은 특정 배터리로부터의 배터리 데이터를 그 특정 배터리의 고유 식별자와 연관 시키도록 구성될 수 있다. 또한, 배터리(200)에 모노블록, 예를 들어 배터리(100)를 설치하는 동안, 설치자는 모노블록에 대한 다양한 정보, 예를 들어 상대적 위치(예를 들어, 어떤 배터리, 어떤 스트링, 선반 위 어느 위치, 캐비닛 방향 등)를 시스템(400)과 관련된 데이터베이스에 입력할 수 있다. 배터리(100)에 관한 데이터베이스에 유사한 정보가 입력될 수 있다.
따라서, 데이터가 관심 배터리(예를 들어, 서브 파(subpar) 수행, 과열, 방전, 등등 중인 배터리)를 나타내는 경우, 그 특정 배터리는 임의의 적절한 동작을 위해 단일화될 수 있다. 달리 말하면, 사용자는 (고유 전자 식별자로 식별되는) 특정 배터리에 대한 정보를 수신하고 (가시적 배터리 식별자로 식별되는) 해당 배터리로 직접 이동하여 필요한 모든 요구에 부응할 수 있다("유지 보수"수행). 예를 들어, 이 유지 보수는 서비스로부터 식별된 배터리를 제거하는 것, 식별된 배터리를 수리하는 것, 식별된 배터리를 충전하는 것, 등을 포함할 수 있다. 특정 예시적인 실시예에서, 배터리(100/200)는 재충전될 필요가 있는 것으로 표시될 수 있고, 창고 직원은 창고의 선반에서 배터리를 스캔하여(예: 각 배터리(100/200)의 QR 코드 스캔) 관심 배터리를 찾은 다음 재충전할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 배터리가 선적되도록 이동되고, 배터리를 포함하는 패키지가 컨베이어를 따라 판독기를 지나 이동함에 따라, 로컬 위치 원격 장치(414)는 고유 전자 식별자, 전압, 및 온도를 포함한, 특정 배터리 상의 데이터를 불러들이고, 이와 관련하여 일부 조치가 취해질 필요가 있을 경우(예: 선적 전에 배터리를 재충전해야하는 경우) 경보하도록 구성될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로(120) 자체, 원격 장치 및/또는 임의의 적절한 저장 장치는 배터리 수명의 하나보다 많은 단계를 통해 개별 배터리(100/200)의 배터리 작동 이력을 저장하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 배터리의 이력이 기록될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 배터리는 제품에 통합되거나 서비스 배치(단독으로 또는 배터리 내에서)된 후에 데이터를 추가로 기록할 수 있다. 배터리는 수명이 다한 후, 제 2 수명 응용예에서 재사용된 후, 및/또는 결국 재활용 또는 폐기될 때까지 데이터를 기록할 수 있다.
본 명세서에서는 때때로 배터리 모니터 회로(120)에 이 데이터를 저장하는 것으로 설명되었지만, 특정 예시적인 실시예에서, 이력 데이터는 배터리 모니터 회로(120)로부터 원격으로 저장된다. 예를 들어, 여기에 설명된 데이터는 배터리 모니터 회로(120)로부터 원격으로 하나 이상의 데이터베이스(예를 들어, 클라우드 기반 스토리지 오퍼링, 백-엔드 서버, 게이트웨이 및/또는 하나 이상의 원격 장치)에 저장될 수 있다.
시스템(400)은 전술한 기간 중 하나 이상 동안, 이러한 기간 동안 저장된 데이터에 기초하여 결정될 수 있도록, 배터리가 어떻게 작동되었는지, 배터리가 작동된 환경 조건 및/또는 다른 배터리로 유지된 사회의 이력을 저장하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 원격 장치는 하나의 응용예에서 2 개의 배터리가 함께 사용되는 경우와 같이 배터리(100/200)와 전기적으로 연관된 다른 배터리의 아이덴티티를 저장하도록 구성될 수 있다. 이 공유 사회 정보는 상술한 고유 전자 식별자 및 배터리가 어디에(지리적으로) 위치되어 있는지를 식별하는 데이터에 기초할 수 있다. 원격 장치는 배터리가 특정 동작에서 공유될 때를 추가로 저장할 수 있다.
이 이력 정보 및 이를 사용하여 수행된 분석은 전적으로 전압, 온도 및 시간 데이터에 기초할 수 있다. 달리 말하면, 전류 데이터는 활용되지 않는다. 본원에 사용된 "시간"은 전압/온도 측정의 날짜, 시간, 분 및/또는 초를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, "시간"은 전압/온도 조건이 존재한 시간의 양을 의미할 수 있다. 특히, 이력은 배터리(들)와 관련된 충전 및 방전 전류로부터 유도된 데이터에 기초하지 않는다. 이는 각각의 모든 모노블록에 대한 전류와, (다수의 모노블록이 존재하는 경우에) 개별 배터리로부터 각각을 감지한 관련 시간을 측정하기 위한 센서에 연결하거나 센서를 포함하는 것을 엄금하는 것이기 때문에, 특히 중요하다.
다양한 예시적인 실시예에서, 시스템(400)(및/또는 그 구성요소)은 예를 들어 인터넷과 같은 공통 네트워크를 통해 하나 이상의 배터리(100/200)에 연결된 외부 배터리 관리 시스템(BMS)과 통신할 수 있다. 시스템(400)은 하나 이상의 배터리(100/200)에 관한 정보를 BMS에 전달할 수 있고, BMS는 배터리(100/200) 보호를 위해, 예를 들어 하나 이상의 배터리(100/200)로 유입/유출되는 전류를 제어 또는 수정함으로써 이에 대한 조치를 취할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 과거의 솔루션과 달리, 시스템(400)은 지리적으로 분산된 배터리에 대한 동시 전압 및/또는 동시 온도 데이터를 저장하도록 구성된다. 이는 상이한 위치에 위치하고 상이한 조건에서 작동하는 여러 모노블록 또는 배터리에서 사용 가능한 동시 전압 및/또는 동시 온도 데이터가 없는 과거 솔루션에 비해 크게 개선된 것이다. 따라서, 예시적인 실시예에서, 이력 전압 및 온도 데이터는 모노블록 또는 배터리의 상태를 평가하고/하거나 모노블록 또는 배터리의 미래 상태에 대한 예측 및 비교를 위해 사용된다. 예를 들어, 시스템은 배터리(200) 내의 다양한 모노블록들 간의 데이터의 비교에 기초하여 평가하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 저장된 데이터는 모노블록이 범위를 벗어난 횟수(과충전, 과전압, 과열, 등), 발생 시기, 지속 시간, 등을 표시할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 배터리(100)의 외부에서 볼 수 없고/접근할 수 없도록 위치된다. 배터리 모니터 회로(120)는 배터리(100) 내부 온도 측정을 용이하게 하는 위치로 배터리(100)의 내부에 위치된다.
이제 도 4c에 도시된 바와 같이, 다양한 예시적인 실시예에서, 배터리 모니터 회로(120)가 내부에 배치된 배터리(100)는 부하 및/또는 전원에 연결될 수 있다. 예를 들어, 배터리(100)가 동력원을 위한 전기 에너지를 제공하기 위해 차량에 결합될 수 있다. 추가적으로 및/또는 대안 적으로, 배터리(100)는 배터리(100)를 위한 충전 전류를 제공하기 위해 태양 셀판에 연결될 수 있다. 또한, 다양한 응용예에서, 배터리(100)는 전기 그리드에 연결될 수 있다. 배터리(100/200)가 결합되는 시스템 및/또는 구성요소의 성질 및 수는 예를 들어 여기서 설명되는 바와 같이 다양한 방법, 알고리즘 및/또는 기술의 적용을 통해, 배터리(100/200)의 모니터링을 위한 원하는 접근법에 영향을 줄 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본 명세서에 개시된 다양한 응용 및 방법에서, 배터리(100/200)는 임의의 외부 부하 또는 충전 원에 결합되지 않고(예를 들어, 창고의 보관소에 놓여있을 때) 분리된다.
예를 들어, 다양한 시스템 및 방법은 배터리(100/200)의 특성 및/또는 배터리(100/200)가 동작하는 특정 응용예에 적합한 정보를 이용할 수 있다. 예를 들어, 배터리 100/200 및 응용예별 특성에는 제조 날짜, 배터리 용량 및 전압 및 온도 제한과 같은 권장 작동 파라미터가 포함될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 배터리 및 응용예별 특성은 배터리(100/200)의 화학종 - 예를 들어, 흡수성 유리 매트 납산, 겔화된 전해질 납산, 범람된 납산, 리튬 망간 산화물, 리튬 코발트 산화물, 리튬 철 인산염, 리튬 니켈 망간 코발트, 리튬 코발트 알루미늄, 니켈 아연, 아연 공기, 니켈 금속 수소화물, 니켈 카드뮴, 및/또는 등 - 일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 배터리별 특성은 배터리 제조사, 모델 번호, 암페어-시간(Ah)의 배터리 용량, 공칭 전압, 플로트 전압, 충전 상태 대 개방 회로 전압, 충전 상태, 부하 전압, 및/또는 등화 전압, 등일 수 있다. 또한, 특성은 배터리(100/200)의 임의의 적절한 특정 특성일 수 있다.
다양한 예시적인 실시예에서, 응용예별 특성은 응용예를 셀룰러 무선 기지국, 전동 지게차, 전기 자전거 등으로 식별할 수 있다. 보다 일반적으로, 응용예별 특성은 그리드 결합 응용예과 모바일 응용예를 구별할 수 있다.
다양한 예시적인 실시예들에서, 배터리(100/200)를 특성화하는 정보는: 모바일 장치상에서 실행되는 소프트웨어 프로그램에, 서버에 의해 컴퓨터 또는 모바일 장치에 제시된 웹 인터페이스에, 또는 다른 적합한 수동 데이터 입력 방법으로 정보를 수동으로 타이핑함으로써 입력될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 배터리(100/200)를 특성화하는 정보는 메뉴 또는 체크리스트(예를 들어, 메뉴로부터 배터리의 공급 업체 또는 모델을 선택)로부터 선택될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 정보는 배터리의 QR 코드를 스캐닝함으로써 수신될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 배터리(100/200)를 특성화하는 정보는 하나 이상의 데이터베이스에 저장될 수 있다(예를 들어, 사용자가 이 정보를 저장하는 데이터베이스에 링크된 식별자를 제공함으로써). 예를 들어, 자동차 부서, 배터리 제조업체 및 OEM 데이터베이스, 차량 데이터베이스 및 기타 적합한 데이터베이스와 같은 데이터베이스에는 배터리 또는 배터리들(100/200)의 응용을 특성화하는 데 유용한 파라미터 및 기타 정보가 있을 수 있다. 더욱이, 특성은 임의의 적합한 응용예별 특성 일 수 있다.
하나의 예시적인 실시예에서, 배터리(100)가 그 안에 배터리 모니터 회로(120)를 갖도록 구성되면, 배터리 및 응용예별 특성이 회로에(예를 들어, 배터리 파라미터 테이블에서) 프로그래밍될 수 있다. 이 경우, 각 배터리(100)에 대한 이들 특성은 배터리(100)와 함께 이동하며, 여기에 설명된 분석을 수행하는 임의의 적합한 시스템에 의해 액세스될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 배터리 및 응용예별 특성은 배터리(100/200)로부터 원격으로, 예를 들어 원격 장치에 저장될 수 있다. 또한, 배터리(100/200)를 특성화하는 정보를 수신하기 위한 임의의 적절한 방법이 사용될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 정보는 모바일 장치, 데이터 수집 장치(예를 들어, 게이트웨이) 또는 클라우드에 저장될 수 있다. 또한, 예시적인 시스템 및 방법은 배터리 충전기에 관련된 구체적 특성(예를 들어, 충전기 제조업체, 모델, 전류 출력, 충전 알고리즘 등)을 수신, 저장 및 이용하도록 추가로 구성될 수 있다.
본 명세서에서 논의된 다양한 시스템 구성요소는 디지털 데이터를 처리하기 위한 프로세서를 포함하는 호스트 서버 또는 다른 컴퓨팅 시스템; 상기 프로세서에 연결되어 디지털 데이터를 저장하는 메모리; 디지털 데이터를 입력하기 위해 상기 프로세서에 연결된 입력 디지타이저; 메모리에 저장되고 프로세서에 의해 디지털 데이터의 처리를 지시하기 위해 프로세서에 의해 액세스 가능한 애플리케이션 프로그램; 상기 프로세서 및 메모리에 연결되어 상기 프로세서에 의해 처리된 디지털 데이터로부터 도출된 정보를 표시하기 위한 디스플레이 장치; 및 복수의 데이터베이스 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 다양한 데이터베이스는 온도 데이터, 시간 데이터, 전압 데이터, 배터리 위치 데이터, 배터리 식별자 데이터 및/또는 시스템의 동작에 유용한 유사한 데이터를 포함할 수 있다. 당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 컴퓨터는 운영 체제(예를 들어, Microsoft Corporation이 제공하는 Windows, Apple Computerk 제공하는 MacOS 및/또는 iOS, Linux, Unix 등) 및 컴퓨터와 통상적으로 관련된 종래의 다양한 지원 소프트웨어 및 드라이버를 포함할 수 있다.
본 시스템 또는 이의 특정 부분(들) 또는 기능(들)은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합을 사용하여 구현될 수 있고, 하나 이상의 컴퓨터 시스템 또는 다른 처리 시스템에서 구현될 수 있다. 그러나, 실시예들에 의해 수행되는 조작은 종종 인간 조작자에 의해 수행되는 정신 동작과 일반적으로 관련된 매칭 또는 선택과 같은 용어로 지칭된다. 인간 조작자의 이러한 능력은 본 명세서에 기술된 임의의 동작에서 필요하지 않거나 대부분의 경우 바람직하지 않다. 오히려, 동작은 기계 동작 일 수 있거나, 임의의 동작은 인공 지능(AI) 또는 기계 학습에 의해 수행되거나 향상될 수 있다. 다양한 실시예의 특정 알고리즘을 수행하기 위한 유용한 머신은 범용 디지털 컴퓨터 또는 유사한 장치를 포함한다.
실제로, 다양한 실시예에서, 실시예는 본 명세서에 설명된 기능을 수행할 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 시스템에 관한 것이다. 컴퓨터 시스템은 모노블록을 관리하기 위한 프로세서와 같은 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 프로세서는 통신 인프라(예: 통신 버스, 크로스 오버 바 또는 네트워크)에 연결된다. 이 컴퓨터 시스템과 관련하여 다양한 소프트웨어 실시예가 설명된다. 이 설명을 읽은 후, 다른 컴퓨터 시스템 및/또는 아키텍처를 사용하여 다양한 실시예를 구현하는 방법은 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 컴퓨터 시스템은 디스플레이 유닛 상에 디스플레이하기 위해 통신 인프라스트럭처(또는 도시되지 않은 프레임 버퍼)로부터 그래픽, 텍스트 및 다른 데이터를 전달하는 디스플레이 인터페이스를 포함할 수 있다.
컴퓨터 시스템은 또한 예를 들어 랜덤 액세스 메모리(RAM)와 같은 메인 메모리를 포함하고, 또한 보조 메모리 또는 인-메모리(비-회전) 하드 드라이브를 포함할 수 있다. 보조 메모리는 하드 디스크 드라이브 및/또는 착탈식 저장 장치 드라이브, 예를 들어, 디스크 드라이브, 자기 테이프 드라이브, 광 디스크 드라이브 등을 포함할 수 있다. 착탈식 저장 드라이브는 잘 알려진 방식으로 착탈식 저장 유닛에 판독 및 기록을 행한다. 착탈식 저장 유닛은 착탈식 저장 드라이브에 의해 판독 및 기록되는 디스크, 자기 테이프, 광 디스크, 솔리드 스테이트 메모리 등을 나타낸다. 이해될 수 있는 바와 같이, 착탈식 저장 유닛은 컴퓨터 소프트웨어 및/또는 데이터가 저장된 컴퓨터 사용 가능한 저장 매체를 포함한다.
다양한 실시예에서, 보조 메모리는 컴퓨터 프로그램 또는 다른 명령을 컴퓨터 시스템에 로딩할 수 있게하는 다른 유사한 장치를 포함할 수 있다. 이러한 장치는 예를 들어, 착탈식 저장 유닛 및 인터페이스를 포함할 수 있다. 이러한 예로는 프로그램 카트리지 및 카트리지 인터페이스(예: 비디오 게임 장치에서 발견), 착탈식 메모리 칩(가령, EPROM(erasable Programmable Read Only Memory) 또는 PROM(Programmable Read Only Memory)) 및 관련 소켓, 및 기타 착탈식 저장 장치 및 인터페이스를 포함할 수 있으며, 이를 통해 소프트웨어 및 데이터를 착탈식 저장 장치에서 컴퓨터 시스템으로 전송할 수 있다.
컴퓨터 시스템은 또한 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스를 통해 컴퓨터 시스템과 외부 장치간에 소프트웨어와 데이터를 전송할 수 있다. 통신 인터페이스의 예는 모뎀, 네트워크 인터페이스(이더넷 카드 등), 통신 포트, PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association) 슬롯 및 카드 등을 포함할 수 있다. 통신 인터페이스를 통해 전송된 소프트웨어 및 데이터는 전자, 전자기, 광학 또는 통신 인터페이스에 의해 수신될 수 있는 다른 신호일 수 있는 신호 형태이다. 이들 신호는 통신 경로(예를 들어, 채널)를 통해 통신 인터페이스에 제공된다. 이 채널은 신호를 전달하며 유선, 케이블, 광섬유, 전화선, 셀룰러 링크, 무선 주파수(RF) 링크, 무선 및 기타 통신 채널을 사용하여 구현될 수 있다.
"컴퓨터 프로그램 매체" 및 "컴퓨터 사용 가능 매체" 및 "컴퓨터 판독 가능 매체"라는 용어는 일반적으로 착탈식 저장 드라이브 및 하드 디스크와 같은 매체를 지칭하기 위해 사용된다. 이 컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터 시스템에 소프트웨어를 제공한다.
컴퓨터 프로그램(컴퓨터 제어 로직이라고도 함)은 메인 메모리 및/또는 보조 메모리에 저장된다. 컴퓨터 프로그램은 또한 통신 인터페이스를 통해 수신될 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 실행될 때 컴퓨터 시스템이 본 명세서에서 논의된 특정 특징을 수행할 수 있게한다. 특히, 컴퓨터 프로그램은 실행될 때 프로세서가 다양한 실시예의 특정 특징을 수행할 수 있게한다. 따라서, 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 시스템의 제어기를 나타낸다.
다양한 실시예에서, 소프트웨어는 컴퓨터 프로그램 제품에 저장될 수 있고, 착탈식 저장 드라이브, 하드 디스크 드라이브 또는 통신 인터페이스를 사용하여 컴퓨터 시스템에 로딩될 수 있다. 프로세서에 의해 실행될 때, 제어 로직(소프트웨어)은 프로세서로 하여금 본 명세서에 설명된 다양한 실시예의 기능을 수행하게한다. 다양한 실시예에서, ASIC(application specific integrated circuit)와 같은 하드웨어 구성요소가 소프트웨어 기반 제어 로직 대신 사용될 수 있다. 여기에 기술된 기능들을 수행하기 위한 하드웨어 상태 머신의 구현은 관련 기술(들)의 당업자에게 명백할 것이다.
웹 클라이언트는 예를 들어 본 명세서에서 논의된 것과 같은 임의의 네트워크를 통해 통신하는 임의의 장치(예를 들어, 개인용 컴퓨터)를 포함한다. 이러한 브라우저 애플리케이션은 온라인 거래 및/또는 통신을 수행하기 위해 컴퓨팅 유닛 또는 시스템 내에 설치된 인터넷 브라우징 소프트웨어를 포함한다. 이러한 컴퓨팅 유닛 또는 시스템은 컴퓨터 또는 컴퓨터 세트의 형태를 취할 수 있지만, 랩탑, 노트북, 태블릿, 핸드 헬드 컴퓨터, 개인용 디지털 어시스턴트, 셋톱 박스, 워크스테이션, 컴퓨터 서버, 메인 프레임 컴퓨터, 미니 컴퓨터, PC 서버, 퍼베이시브 컴퓨터, 네트워크 컴퓨터 세트, 개인용 컴퓨터, 키오스크, 터미널, POS(Point of Sale) 장치 및/또는 터미널, 텔레비전 또는 네트워크를 통해 데이터를 수신할 수 있는 기타 가능한 장치를 포함하는, 다른 유형의 컴퓨팅 유닛 또는 시스템이 사용될 수 있다. 웹 클라이언트는 Microsoft Corporation에서 제공하는 Internet Explorer 또는 Edge, Google에서 제공하는 Chrome, Apple Computer에서 제공하는 Safari 또는 인터넷에 액세스할 수 있는 다양한 소프트웨어 패키지 중에서 어떤 하나를 실행할 수 있다.
전문가들은 웹 클라이언트가 애플리케이션 서버와 직접 접촉하거나 접촉하지 않을 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 웹 클라이언트는 인터넷 서버에 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있는 다른 서버 및/또는 하드웨어 구성요소를 통해 애플리케이션 서버의 서비스에 액세스할 수 있다. 예를 들어, 웹 클라이언트는 로드 밸런서를 통해 애플리케이션 서버와 통신할 수 있다. 다양한 실시예에서, 액세스는 상업적으로 이용 가능한 웹 브라우저 소프트웨어 패키지를 통해 인터넷 또는 네트워크를 통한다.
웹 클라이언트는 SSL(Secure Sockets Layer) 및 TLS(Transport Layer Security)와 같은 보안 프로토콜을 구현할 수 있다. 웹 클라이언트는 http, https, ftp 및 sftp를 포함한 여러 응용 프로그램 계층 프로토콜을 구현할 수 있다. 더욱이, 다양한 실시예에서, 예시적인 시스템의 구성요소, 모듈 및/또는 엔진은 마이크로어플리케이션 또는 마이크로 앱으로 구현될 수 있다. 마이크로 앱은 예를 들어, 애플 컴퓨터에서 제공하는 iOS, Google에서 제공하는 Android, Microsoft Corporation에서 제공하는 Windows Mobile 등을 포함한, 모바일 운영 체제의 범주에서 일반적으로 배포된다. 마이크로-앱은 다양한 운영 체제 및 하드웨어 리소스의 동작을 제어하는 미리 정해진 규칙 세트를 통해 더 큰 운영 체제 및 관련 하드웨어의 리소스를 활용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 마이크로 앱이 모바일 장치 또는 모바일 운영 체제 이외의 장치 또는 네트워크와 통신하기를 원하는 경우, 마이크로 앱은 모바일 운영 체제의 미리 정해진 규칙에 따라 운영 체제 및 관련 장치 하드웨어의 통신 프로토콜을 활용할 수 있다. 또한, 마이크로 앱이 사용자로부터의 입력을 원하는 경우, 마이크로 앱은, 다양한 하드웨어 구성요소를 모니터링한 후 검출된 입력을 하드웨어로부터 마이크로 앱으로 전송하는 운영 체제로부터, 응답을 요청하도록 구성될 수 있다.
본원에 사용된 "식별자"는 아이템, 예를 들어 배터리(100)를 고유하게 식별하는 임의의 적합한 식별자 일 수 있다. 예를 들어, 식별자는 전역적으로 고유한 식별자일 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "네트워크"는 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성요소를 포함하는 임의의 클라우드, 클라우드 컴퓨팅 시스템, 또는 전자 통신 시스템 또는 방법을 포함한다. 당사자들 간의 통신은 예를 들어 전화 네트워크, 엑스트라넷, 인트라넷, 인터넷, 상호작용점(Point of Interaction)(POS 장치(Point of Sale device), 스마트 폰, 셀룰러 폰, 키오스크 등), 온라인 통신, 위성 통신, 오프라인 통신, 무선 통신, 트랜스폰더 통신, LAN(Local Area Network), WAN(Wide Area Network), VPN(가상 사설망), 네트워크 또는 연결된 장치, 키보드, 마우스 및/또는 임의의 적절한 통신 또는 데이터 입력 양식과 같이, 임의의 적절한 통신 채널을 통해 실현될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 시스템이 TCP/IP 통신 프로토콜로 구현되는 것으로 종종 설명되지만, 시스템은 또한 IPX, APPLE®talk, IP-6, NetBIOS®, OSI, 임의의 터널링 프로토콜(예를 들어, IPsec, SSH), 또는 임의의 개수의 기존 또는 차후 프로토콜을 사용하여 구현될 수 있다. 네트워크가 인터넷과 같은 공용 네트워크의 특성을 가질 경우, 네트워크가 안전하지 않고 도청자에게 개방되어 있다고 가정하는 것이 유리할 수 있다. 인터넷과 관련하여 이용되는 프로토콜, 표준 및 응용 소프트웨어와 관련된 특정 정보는 일반적으로 당업자에게 공지되어 있으므로, 여기에 상세히 설명될 필요는 없다. 예를 들어, Dilip Naik, Internet Standards and Protocols (1998); JAVA® 2 Complete, various authors, (Sybex 1999); Deborah Ray and Eric Ray, Mastering HTML 4.0 (1997); and Loshin, TCP/IP Clearly Explained (1997) and David Gourley and Brian Totty, HTTP, The Definitive Guide (2002)을 참조할 수 있고, 그 내용은 본 발명에 참조로 포함된다(주제 면책 조항 또는 부인을 제외하고는 제외, 그리고 혼입된 재료가 본 명세서의 표현 공개와 일치하지 않는 경우 제외. 경우 본 개시의 언어가 제어함). 다양한 시스템 구성요소는 데이터 링크를 통해 네트워크에 독립적으로, 개별적으로 또는 집합적으로 적절하게 결합될 수 있다.
"클라우드" 또는 "클라우드 컴퓨팅"은 신속하게 프로비저닝될 수 있는, 그리고, 최소한의 관리 노력이나 서비스 제공 업체 상호 작용으로 릴리스될 수 있는, 구성 가능한 컴퓨팅 리소스(예를 들어, 네트워크, 서버, 스토리지, 애플리케이션 및 서비스)의 공유 풀에 대해 편리한 주문형 네트워크 액세스를 가능하게하는 모델을 포함한다. 클라우드 컴퓨팅은 위치 독립적 컴퓨팅을 포함할 수 있으며, 이로 인해 공유 서버는 리소스, 소프트웨어 및 데이터를 컴퓨터 및 기타 장치에 요청시 제공한다. 클라우드 컴퓨팅에 대한 자세한 내용은 https://doi.org/10.6028/NIST.SP.800-145 (최종 방문 2018년 7월)에서 가용한 클라우드 컴퓨팅의 NIST(National Institute of Standards and Technology) 정의를 참조할 수 있고, 그 전문이 본 발명에 참조로 포함된다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "전송"은 네트워크 연결을 통해 하나의 시스템 구성요소로부터 다른 시스템 구성요소로 전자 데이터를 전송하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "데이터"는 명령, 질의, 파일, 저장을 위한 데이터 등과 같은 정보를 디지털 또는 임의의 다른 형태로 포함함을 의미할 수 있다.
이 시스템은 웹 서비스, 유틸리티 컴퓨팅, 퍼베이시브 및 개인화된 컴퓨팅, 보안 및 아이덴티티 솔루션, 자율 컴퓨팅, 클라우드 컴퓨팅, 상품 컴퓨팅, 이동성 및 무선 솔루션, 오픈 소스, 생체 인식, 그리드 컴퓨팅 및/또는 메시 컴퓨팅과 관련된 용도를 고려한다.
본 명세서에서 논의된 임의의 데이터베이스는 관계형, 계층구조형, 그래픽, 블록체인, 객체 지향 구조 및/또는 임의의 다른 데이터베이스 구성을 포함할 수 있다. 데이터베이스를 구현하는 데 사용할 수 있는 공통 데이터베이스 제품에는 IBM®(Armonk, NY)의 DB2, ORACLE® Corporation(Redwood Shores, CA)의 다양한 데이터베이스 제품, MICROSOFT® Corporation (Redmond, Washington)의 MICROSOFT® Access® 또는 MICROSOFT® SQL Server®, MySQL AB (Uppsala, Sweden)의 MySQL, MongoDB®, Redis®, Apache Cassandra®, APACHE®의 HBase, MapR-DB 또는 기타 적합한 데이터베이스 제품을 포함한다. 또한, 데이터베이스는 임의의 적절한 방식으로, 예를 들어 데이터 테이블 또는 룩업 테이블로 구성될 수 있다. 각 레코드는 단일 파일, 일련의 파일, 일련의 연결된 데이터 필드 또는 기타 데이터 구조일 수 있다.
본 명세서에서 논의된 임의의 데이터베이스는 피어 투 피어 네트워크를 통해 복수의 컴퓨팅 장치(예를 들어, 노드)에 의해 유지되는 분산 원장(distributed ledger)을 포함할 수 있다. 각 컴퓨팅 장치는 분산 원장의 사본 및/또는 부분 사본을 유지하고, 네트워크에서 하나 이상의 다른 컴퓨팅 장치와 통신하여 데이터를 검증하여 분산 원장에 기록한다. 분산 원장은 예를 들어 합의 기반 검증, 불변성 및 암호화 체인 데이터 블록을 포함한, 블록체인 기술의 특징과 기능을 사용할 수 있다. 블록체인은 데이터를 포함하는 상호 연결된 블록의 원장(ledger)을 포함할 수 있다. 각 블록이 개별 트랜잭션과 모든 블록체인 실행의 결과를 보유할 수 있으므로 블록체인은 보안을 강화할 수 있다. 각각의 블록은 이전 블록에 링크될 수 있고 타임 스탬프를 포함할 수 있다. 각 블록이 블록체인에서 이전 블록의 해시를 포함할 수 있으므로 블록이 링크될 수 있다. 링크된 블록은 체인을 형성하고, 단 하나의 후속 블록만이 단일 체인의 다른 선행 블록에 링크도리 수 있다. 분기 체인이 이전에 균일한 블록체인에서 설정된 경우 포크(forks)가 가능할 수 있지만, 일반적으로 분기 체인 중 하나만이 합의 체인(consensus chain)으로 유지된다. 다양한 실시예에서, 블록체인은 분산 방식으로 데이터 워크플로우를 시행하는 스마트 계약을 구현할 수 있다. 시스템은 또한 예를 들어 컴퓨터, 태블릿, 스마트 폰, 사물 인터넷 장치("IoT"장치) 등과 같은 사용자 장치 상에 배치된 응용 프로그램을 포함할 수 있다. 응용 프로그램은 데이터를 송신하고 불러들이기 위해 (가령, 직접 또는 블록체인 노드를 통해) 블록체인과 통신할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 통제 조직 또는 컨소시엄은 블록체인 상에 저장된 데이터에 대한 액세스를 제어할 수 있다. 관리 조직에 등록하면 블록체인 네트워크에 참여할 수 있다.
블록체인 기반 시스템을 통해 수행된 데이터 전송은 구현된 특정 블록체인 기술의 블록 생성 시간에 의해 결정될 수 있는 지속시간 내에 블록체인 네트워크 내의 연결된 피어로 전파될 수 있다. 이 시스템은 또한 블록체인에 저장된 데이터의 상대적으로 불변인 특성으로 인해 적어도 부분적으로 보안을 강화하여 다양한 데이터 입력 및 출력으로 변조될 가능성을 줄인다. 또한, 시스템은 데이터를 블록체인에 저장하기 전에 데이터에 대한 암호화 프로세스를 수행함으로써 데이터의 보안을 더욱 강화할 수 있다. 따라서, 본 명세서에 설명된 시스템을 사용하여 데이터를 전송, 저장 및 액세스함으로써, 데이터의 보안이 개선되고, 이는 컴퓨터 또는 네트워크의 손상 위험을 감소시킨다.
다양한 실시예들에서, 시스템은 또한 공통 데이터 구조를 제공함으로써 데이터베이스 동기화 에러를 감소시켜서, 저장된 데이터의 무결성을 적어도 부분적으로 향상시킬 수 있다. 시스템은 또한 각 노드가 저장된 데이터의 전체 사본으로 작동하므로 기존 데이터베이스(예: 관계형 데이터베이스, 분산 데이터베이스 등)에 비해 향상된 안정성 및 내결함성을 제공하여, 로컬화된 네트워크 중단 및 하드웨어 고장으로 인한 중단 시간을 적어도 부분적으로 감소시킨다. 시스템은 또한 각각의 노드가 모든 연결된 피어에게 메시지를 송출함에 따라 신뢰성이 높고 신뢰할 수 없는 피어를 갖는 네트워크 환경에서 데이터 전송의 신뢰성을 증가시킬 수 있으며, 각 블록이 이전 블록에 대한 링크를 포함함에 따라, 노드가 빠진 블록을 신속하게 감지할 수 있고, 누락된 블록에 대한 요청을 블록체인 네트워크의 다른 노드로 전파할 수 있다.
모노블록들의 예시적인 구성
도 1 및 도 2에 더하여 도 5 내지 도 9는 하우징(110) 및 하우징의 구성요소와, 배터리 모니터 회로(120)를 포함하는 모노블록(100)의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 예시적인 모노블록 디자인은 밀봉된 디자인, 흡수형 유리 매트 디자인, 겔형 또는 벤트형 비-흡수 유리 매트 디자인을 포함한다.
하우징
모노블록(100)의 하우징 또는 케이스(110)는 조립될 때 모노블록 케이스 내에 적어도 하나의 창고을 구획하는 주 케이스 구성요소(112) 및 상부 케이스 구성요소(111)를 포함한다. 주 케이스 구성요소(112)는 일체형 측면(117), 하부(도시되지 않음) 및 일체형 측면의 최상면에 대응하는 하부 밀봉 표면(116)을 추가로 포함한다. 일 실시예에서, 주 케이스 구성요소는 일체형 측면이 최상면으로부터 하부로 안쪽으로 경사지도록 하부를 향한 드래프트(도시되지 않음)를 갖는다. 추가로, 주 케이스 구성요소는 적어도 하나의 일체형 내벽(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있어서, 1차 케이스 구성요소 및 상부 케이스 구성요소가, 조립될 때, 내벽의 수 더하기 1과 같은 값으로 모노블록 케이스 내 셀의 수(도시되지 않음)를 형성하게 된다.
상부 케이스 구성요소
도 5-9에 도시된 바와 같이, 상부 케이스 구성요소(111)는 모노블록 케이스(110)의 1차 케이스 구성요소(112)의 하부 밀봉 표면(116)과 밀봉 결합되도록 구성된 상부 밀봉 표면(115), 상부 내부 표면(114), 상부 외부 표면(113)을 포함한다. 상부 케이스 구성요소는 음 단자 개구(122)를 통해 모노블록의 음 단자 극(123)이 돌출하도록 구성된 음 단자 개구(122)를 통해 모노블록의 양 단자 극(123)이 돌출되도록 양 단자 개구(119)를 더 포함한다.
포켓
모노블록 케이스(110)의 상부 외부 표면(113)은 배터리 모니터 회로(120)(도면에서 단일 회로 기판 상에 도시됨)를 수용하도록 구성된 포켓(124)을 포함하며, 여기서 포켓(125)의 적어도 최하부 표면은 상부 밀봉 표면(115)의 아래에 놓여, 상부 케이스 구성요소(111)가 주 케이스 구성요소(112)에 결합될 때 포켓(125)이 상부 케이스 구성요소 및 주 케이스 구성요소의 밀봉된 계면을 지나서 모노블록 케이스의 내부로 연장되게 된다. 유리하게는, 포켓이 모노블록 케이스의 내부로 연장되기 때문에, 포켓 내에 배치된 온도 센서는 조립된 모노블록 내의 하나 이상의 전기화학 셀 팩(들)에 더 가깝고, 내부의 하나 이상의 위치에서의 온도를 보다 정확하게 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 포켓이 모노블록의 전기화학 셀 팩들(도시되지 않음) 사이의 셀간 커넥터(도시되지 않음)에 근접하게 놓이도록, 포켓이 상부 케이스 구성요소에 위치될 수 있으며, 이에 따라, 모노블록 내 온도를 더욱 정확하게 결정할 수 있다.
포켓은 배터리 모니터 회로(120)를 실질적으로 수평(도 6 및 도 7), 실질적으로 수직(도 5, 도 8 및 도 9), 또는, 실질적으로 수직과 실질적으로 수평 사이(도시되지 않음)로 구성되는 군 중에서 선택된 배향으로 수용하도록 구성될 수 있다. 또한, 포켓은 홈(grooves), 스탠드오프 패드, 탭, 등, 및 이들의 조합과 같은 포켓 내에서 배터리 모니터 회로를 정렬 및/또는 고정하기 위한 하나 이상의 구조(126)을 포함하도록 구성될 수 있다.
경로
또한, 상부 외부 표면(113)은 모노블록 파라미터 모니터링 장치 및 무선 통신 장치를 모노블록(100)의 양극 및 음극(121, 123)과 각각 전기적으로 연결하도록 배치하는 전기 전도성 양극 및 음극 연결(128, 129)을 수용하도록 구성된 적어도 하나의 경로(127)를 포함한다.
배터리 모니터 회로
배터리 모니터 회로(120)(예를 들어, 전압 센서(130), 온도 센서(140), 프로세서(150), 트랜시버(160), 안테나(170), 및 저장 매체(도시되지 않음))에 의해 구성되는 것으로 앞서 개시된 다양한 구성요소들이 단일 회로 보드의 일부일 필요가 없음에 주목해야 한다. 이러한 구성요소는 여러 회로 보드에 위치하거나, 독립형이거나 다른 배열의 일부일 수 있다. 배터리 모니터 회로는:
모노블록으로부터 전력을 수신하고 상기 모노블록의 양극 및 음극 사이의 전압을 모니터링하기 위해 상기 모노블록의 양극 및 음 단자에 전기적으로 연결되도록 구성된 전압 센서;
납산 모노블록의 상부 밀봉 표면 아래에 있는 납산 모노블록 내의 위치에서 온도를 모니터링하기 위한 온도 센서;
전압 센서로부터 모니터링된 전압 신호를 수신하고, 온도 센서로부터 모니터링된 온도 신호를 수신하고, 모니터링된 전압 신호 및 모니터링된 온도 신호를 처리하고, 모니터링된 전압 신호 및 모니터링된 온도 신호에 기초하여 전압 데이터 및 온도 데이터를 생성하기 위한 프로세서;
전압 데이터 및 온도 데이터를 저장하기 위한 메모리 - 전압 데이터는 모노블록의 양극 및 음 단자 극 사이의 전압을 나타내고, 온도 데이터는 모노블록의 온도를 나타냄;
안테나; 및
전압 데이터 및 온도 데이터를 안테나를 통해 원격 장치로 무선 통신하기 위한 트랜시버를 포함한다.
또한, 예시적인 실시예에서, 이들 구성요소는, 단일 회로 보드 또는 별개의 회로 보드 상에 포함될 수 있는, 모노블록 파라미터 모니터링 장치 및 무선 통신 장치와 같이, 2 개의 별개의 디바이스로 또는 그 일부로 분류될 수 있다. 모노블록 파라미터 모니터링 장치는,
상기 모노블록으로부터 전력을 수신하고 상기 모노블록의 양극 및 음극 사이의 전압을 모니터링하기 위해 모노블록의 양극 및 음극에 전기적으로 연결되도록 구성된 전압 센서;
납산 모노블록의 상부 밀봉 표면 아래에 있는 납산 모노블록 내의 위치에서 온도를 모니터링하기 위한 온도 센서; 및
전압 센서로부터 모니터링된 전압 신호를 수신하고, 온도 센서로부터 모니터링된 온도 신호를 수신하며, 모니터링된 전압 신호 및 모니터링된 온도 신호를 처리하고, 모니터링된 전압 신호 및 모니터링된 온도 신호에 기초하여 전압 데이터 및 온도 데이터를 생성하기 위한 프로세서;
전압 데이터 및 온도 데이터를 저장하기 위한 메모리 - 전압 데이터는 모노블록의 양극 및 음극 사이의 전압을 나타내고, 온도 데이터는 모노블록의 온도를 나타냄 - 를 포함한다.
상기 무선 통신 장치는:
안테나; 및
전압 데이터 및 온도 데이터를 안테나를 통해 원격 장치로 무선 통신하기 위한 트랜시버를 포함한다.
전자 장치 보안 및 보호
상부 케이스 구성요소는 또한 포켓에 수용된 배터리 모니터 회로(또는 모노블록 파라미터 모니터링 장치 및 무선 통신 장치) 및 적어도 하나의 경로에 수용된 전기 전도성 연결부를 고정 및 보호하기 위한 조성물을 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 조성물은 포팅 재료, 접착제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 예시적인 조성물은 ITW Plexus™ MA350 메타크릴레이트 접착제, ITW Plexus™ MA300 메타크릴레이트 접착제, Kalex™ 15036 A/B 에폭시, Kalex™ 14536 우레탄 포팅 재료, Kalex™ 16552 폴리우레탄 포팅 재료, EPOCAP™ 19174 에폭시, EPOCAP™ 25137 에폭시, 및 Huntsman Aradur™ 8763 에폭시를 포함한다.
무선-활성화 모노블록 또는 WEM
상술한 상부 케이스 구성요소를 포함하는 모노블록 케이스의 경우, 모노블록을 만들기 위해 조립될 때, 모노블록은 무선-활성화 모노블록 또는 WEM으로 간주되며, 그 예는 NorthStar Battery Company 사의 ACE ENABLED™ 모노블록이다. 보다 구체적으로, 무선-활성화 납산 모노블록은 전술한 모노블록 케이스; 각 셀의 전기화학 셀 팩; 각각의 전기화학 셀 팩 사이의 셀 간 커넥터; 전기화학 셀 팩(들)과 전기적으로 연결된 양극 및 음극; 배터리 모니터 회로(또는 모노블록 파라미터 모니터링 장치 및 무선 통신 장치)는 양극 및 음 단자 극과 전기적으로 연결되어 있다.
배터리 팩
다른 실시예에서, 본 발명은 적어도 하나의 스트링의 무선-활성화 모노블록 - 각 스트링은 직렬 또는 병렬로 전기적으로 연결된 복수의 상술된 무선-활성화 납산 모노블록을 포함함; 및 상기 스트링에 전기적으로 연결된 배터리 팩 양극 및 음극을 포함하며, 상기 스트링들은 전기적으로 병렬로 연결된다.
본 개시의 원리는 다른 출원에서 개시된 원리와 조합되거나 및/도는 그 원리와 연계하여 사용도리 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 원리는 "Energy Storage Device, Systems and Methods For Monitoring and Performing Diagnostics on Power Domains"의 명칭으로 2017년 7월 28일 출원된 미국특허가출원 제62/538,622호; U.S. Prov. Pat. App. No. 62/599,958, entitled "Wireless Enabled Monobloc"의 명칭으로 2017년 12월 18일 출원된 미국특허가출원 제62/599,958호; "Systems and Methods for Monitoring Battery Performance"의 명칭으로 2018년 4월 19일 출원된 미국특허가출원 제62,659,929호; "SYSTEMS AND METHODS FOR ANALYSIS OF MONITORED TRANSPORTATION BATTERY DATA"의 명칭으로 2018년 4월 19일 출원된 미국특허가출원 제62,660,157호; "DETERMINING THE STATE OF CHARGE OF A DISCONNECTED BATTERY"의 명칭으로 2018년 6월 1일 출원된 미국특허가출원 제62,679,648호; "ENERGY STORAGE DEVICE, SYSTEMS AND METHODS FOR MONITORING AND PERFORMING DIAGNOSTICS ON BATTERIES"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,727호; "SYSTEMS AND METHODS FOR DETERMINING A STATE OF CHARGE OF A DISCONNECTED BATTERY"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/0946,883호; "SYSTEMS AND METHODS FOR UTILIZING BATTERY OPERATING DATA""의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,671호; "SYSTEMS AND METHODS FOR UTILIZING BATTERY OPERATING DATA AND EXOGENOUS DATA"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,709호; "SYSTEMS AND METHODS FOR DETERMINING CRANK HEALTH OF A BATTERY"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,747호; "OPERATING CONDITIONS INFORMATION SYSTEM FOR AN ENERGY STORAGE DEVICE"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,855호; "SYSTEMS AND METHODS FOR DETERMINING A RESERVE TIME OF A MONOBLOC"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,774호; "SYSTEMS AND METHODS FOR DETERMINING AN OPERATING MODE OF A BATTERY"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,687호; "SYSTEMS AND METHODS FOR DETERMINING A STATE OF CHARGE OF A BATTERY"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,811호; "SYSTEMS AND METHODS FOR MONITORING AND PRESENTING BATTERY INFORMATION"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,792호; "SYSTEMS AND METHODS FOR DETERMINING A HEALTH STATUS OF A MONOBLOC"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,737호; "SYSTEMS AND METHODS FOR DETECTING BATTERY THEFT"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,773호; "SYSTEMS AND METHODS FOR DETECTING THERMAL RUNAWAY OF A BATTERY"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,791호; 및 "BATTERY WITH INTERNAL MONITORING SYSTEM"의 명칭으로 2018년 7월 26일 출원된 미국특허출원 제16/046,777호에 개시된 원리와 조합될 수 있다. 전술한 출원들 각각의 내용은 본 발명에 참조로 포함된다.
본 개시를 설명함에 있어서, 다음의 용어가 사용될 것이다: 단수 형태 "일", "하나의"및 "상기"는 문맥 상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 복수 지시 대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어, 일 아이템에 대한 언급은 하나 이상의 아이템에 대한 언급을 포함한다. 용어 "하나들"은 하나, 둘 또는 그 이상을 지칭하며, 일반적으로 일부 또는 모든 수량의 선택에 적용된다. 용어 "복수"는 둘 이상의 아이템을 지칭한다. "약"이라는 용어는 수량, 치수, 크기, 제형, 파라미터, 형상 및 기타 특성이 정확할 필요는 없지만, 허용 가능한 공차, 변환 계수, 반올림, 측정 오류 등 및 당업자에게 공지된 다른 요소들을 반영하여 원하는대로 근사 및/또는 더 크거나 작을 수 있음을 의미한다. "실질적으로"라는 용어는 언급된 특성, 파라미터 또는 값이 정확하게 달성될 필요는 없지만, 예를 들어 공차, 측정 오차, 측정 정확도 한계 및 당업자에게 알려진 다른 요소를 포함한, 편차 또는 변화가, 특성에 따라 제공하고자 의도한 효과를 배제하지 않는 양으로 발생할 수 있다. 수치 데이터는 본 명세서에서 범위 형식으로 표현되거나 제시될 수 있다. 이러한 범위 형식은 편의 및 간결성을 위해서만 사용되므로, 범위의 한계로서 명시 적으로 언급된 수치뿐만 아니라 모든 개별 수치를 포함하는 것으로 해석될 수 있음을 이해해야 한다. 또는 각각의 수치 및 하위 범위가 명시 적으로 언급된 것처럼 그 범위 내에 포함되는 하위 범위. 예시로서, "약 1 내지 5"의 수치 범위는 명시 적으로 언급된 약 1 내지 약 5의 수치뿐만 아니라 지시된 범위 내의 개별 수치 및 하위 범위도 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서 이 수치 범위에는 2, 3 및 4와 같은 개별 값과 1-3, 2-4 및 3-5와 같은 하위 범위가 포함된다. 동일한 원칙이 하나의 수치만 언급하는 범위에 적용되며(예: "약 1보다 큼"), 설명된 특성 또는 범위의 폭에 관계없이 적용되어야 한다. 편의를 위해 복수의 아이템이 공통리스트로 제시될 수 있다. 그러나 이러한 목록은 목록의 각 구성원이 개별적이고 고유한 구성원으로 개별적으로 식별되는 것처럼 해석되어야 한다. 따라서, 그러한 목록의 개별 구성원은 반대의 표시없이 공통 그룹에서의 프레젠테이션에 기초한 동일한 목록의 다른 구성원과 사실상 동등한 것으로 해석되어서는 안된다. 또한, 용어 "및" 및 "또는"이 항목 목록과 함께 사용되는 경우, 열거된 항목 중 하나 이상이 단독으로 또는 다른 열거된 항목과 조합하여 사용될 수 있다는 점에서 광범위하게 해석되어야 한다. "대안으로서"라는 용어는 두 개 이상의 대안 중 하나를 선택하는 것을 의미하며, 문맥이 달리 명확하게 지시하지 않는 한, 한번에 선택된 대안만 또는 나열된 대안 중 하나만으로 제한함을 의도하지 않는다.
본 명세서에 도시되고 설명된 특정 구현들은 예시적인 것이며 어떤 식으로든 본 개시의 범위를 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다. 또한, 여기에 포함된 다양한 도면에 도시된 연결 라인은 다양한 요소들 사이의 예시적인 기능적 관계 및/또는 물리적 결합을 나타내도록 의도된다. 많은 대안 또는 추가의 기능적 관계 또는 물리적 연결이 실제 장치 또는 시스템에 존재할 수 있음에 유의해야 한다.
그러나, 예시적인 실시예들을 나타내면서, 상세한 설명 및 특정 예들은 단지 예시를 위한 것이며 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다. 본 개시의 범위 내에서 많은 변경 및 수정이 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 이루어질 수 있으며, 본 개시의 범위는 이러한 모든 수정을 포함한다. 이하의 청구 범위의 모든 요소의 대응하는 구조, 재료, 작용 및 등가물은 구체적으로 청구된 다른 청구된 요소와 조합하여 기능을 수행하기 위한 임의의 구조, 재료 또는 작용을 포함하도록 의도된다. 범위는 위에 주어진 예가 아니라 첨부된 청구 범위 및 그에 상응하는 법적 동등 물에 의해 결정되어야 한다. 예를 들어, 임의의 방법 청구항에 기재된 동작은 임의의 순서로 실행될 수 있으며 청구항에 제시된 순서로 제한되지 않는다. 또한, 본 명세서에서 "필수적"또는 "필수적"으로 구체적으로 기술되지 않으면 어떤 요소도 필수적이지 않다.
또한, "A, B 및 C 중 적어도 하나" 또는 "A, B 또는 C 중 적어도 하나"와 유사한 문구가 청구 범위 또는 명세서에서 사용되는 경우, 문구는 A는 단독으로 구체예에 존재할 수 있고, B 단독은 구체예에 존재할 수 있고, C 단독은 구체예에 존재할 수 있고, 또는, 요소 A, B 및 C의 임의의 조합이 단일 구체예에 존재할 수 있다 - 예를 들어 A 및 B, A 및 C, B 및 C 또는 A 및 B 및 C이다 - 는 것을 의미하는 것으로 해석된다.
본 발명의 원리를 예시하고 설명 하였지만, 당업자는 본 발명이 그러한 원리로부터 벗어나지 않고 배열 및 상세하게 수정될 수 있음이 명백해야 한다.
본 발명의 재료 및 방법이 다양한 실시예 및 예시적인 실시예에 의해 설명되었지만, 본 발명의 개념, 사상, 범위로부터 벗어나지 않으면서 본 명세서에서 설명된 재료 및 방법에 변형이 적용될 수 있음이 당 업자에게 명백할 것이다. 당업자에게 명백한 이러한 모든 유사한 대체 및 변형은 첨부된 청구 범위에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 사상, 범위 및 개념 내에 있는 것으로 간주된다.
Claims (19)
- 납산 모노블록 케이스의 상부 케이스 구성요소로서, 상기 상부 케이스 구성요소는,
모노블록 케이스의 상부 외부 표면;
모노블록 케이스의 상부 내부 표면;
상기 모노블록 케이스의 주 케이스 구성요소의 하부 밀봉 표면과 밀봉 결합되도록 구성된 상부 밀봉 표면 - 상기 주 케이스 구성요소는 일체형 측면과 하부를 더 포함하고, 상기 하부 밀봉 표면은 일체형 측면의 최상면에 대응함;
모노블록의 양극이 돌출할 수 있도록 구성된 양 단자 개구부; 및
모노블록의 음극이 돌출할 수 있도록 구성된 음 단자 개구부를 포함하며,
상기 모노블록 케이스의 상부 외부 표면은:
배터리 모니터 회로를 수용하도록 구성된 포켓 - 상기 포켓의 적어도 최하면은 상기 상부 밀봉 표면 아래에 있어서, 상기 상부 케이스 구성요소가 상기 주 케이스 구성요소에 결합될 때, 상기 포켓은 상부 케이스 구성요소 및 주 케이스 구성요소의 밀봉된 계면을 지나 모노블록 케이스의 내부로 연장됨; 및
배터리 모니터 회로를 모노블록의 양극 및 음극과 전기적으로 연결되도록 배치하는 전기 전도성 연결부를 수용하도록 구성된 적어도 하나의 통로를 포함하는, 상부 케이스 구성요소. - 제 1 항에 있어서, 상기 포켓은 상기 포켓이 상기 모노블록의 전기화학 셀 팩들 사이의 셀간 커넥터(intercell connector)에 근접하도록 상기 상부 케이스 구성요소에 구성되는, 상부 케이스 구성요소.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 배터리 모니터 회로는 회로 보드 상에 있고,
상기 포켓은 실질적 수평, 실질적 수직, 또는 실질적 수직과 실질적 수평 사이로 이루어진 군으로부터 선택된 배향으로 회로 기판을 수용하도록 구성되는, 상부 케이스 구성요소. - 제 3 항에 있어서, 상기 포켓은 상기 회로 기판을 상기 포켓 내에 고정시키도록 구성된 하나 이상의 구조물을 포함하는, 상부 케이스 구성요소.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 배터리 모니터 회로가 포켓에 또한 수용되는, 상부 케이스 구성요소.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 경로에 수용된 전기 전도성 연결부를 더 포함하는, 상부 케이스 구성요소.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배터리 모니터 회로는:
상기 모노블록으로부터 전력을 수신하고 상기 모노블록의 양극 및 음극 사이의 전압을 모니터링하기 위해 상기 모노블록의 양극 및 음극에 전기적으로 연결되도록 구성된 전압 센서;
납산 모노블록의 상부 밀봉 표면 아래에 있는 납산 모노블록 내의 위치에서 온도를 모니터링하기 위한 온도 센서;
전압 센서로부터 모니터링된 전압 신호를 수신하고, 온도 센서로부터 모니터링된 온도 신호를 수신하고, 모니터링된 전압 신호 및 모니터링된 온도 신호를 처리하고, 모니터링된 전압 신호 및 모니터링된 온도 신호에 기초하여 전압 데이터 및 온도 데이터를 생성하기 위한, 프로세서;
전압 데이터 및 온도 데이터를 저장하기 위한 메모리 - 전압 데이터는 모노블록의 양극 및 음극 사이의 전압을 나타내고, 온도 데이터는 모노블록의 온도를 나타냄;
안테나; 및
전압 데이터 및 온도 데이터를 안테나를 통해 원격 장치로 무선 통신하기 위한 트랜시버를 포함하는, 상부 케이스 구성요소. - 제 7 항에 있어서, 상기 배터리 모니터 회로는, 상기 상부 케이스 구성요소의 위치를 식별하고 위치 데이터로 상기 상부 케이스 구성요소의 위치를 나타내기 위해 지리-위치 장치(geo-location devcice)를 더 포함하는, 상부 케이스 구성요소.
- 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 포켓에 수용된 배터리 모니터 회로 및 상기 적어도 하나의 경로에 수용된 전기 전도성 연결부를 고정 및 보호하기 위한 조성물을 더 포함하는, 상부 케이스 구성요소.
- 제 9 항에 있어서, 상기 조성물은 포팅 재료, 접착제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는, 상부 케이스 구성요소.
- 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 전압 데이터 및 온도 데이터를 분석하여 상기 전압 데이터 및 온도 데이터로부터 도출된 정보를 생성하도록 구성되는, 상부 케이스 구성요소.
- 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 메모리는 배터리 동작 이력 매트릭스에 상기 모노블록의 동작 이력을 포함하고, 상기 배터리 동작 이력 매트릭스는:
각 열이 모노블록의 전압 범위를 나타내는 복수의 열; 과
각 행이 모노블록의 온도 범위를 나타내는 복수희 행을 포함하며,
배터리 동작 이력 매트릭스의 셀의 수치는 모노블록이 해당 셀의 전압 범위 및 온도 범위에 대응하는 특정 상태에 있었던 누적 시간을 나타내는, 상부 케이스 구성요소. - 제 12 항에 있어서, 배터리 동작 이력 매트릭스에 의해 점유된 메모리의 저장 공간을 증가시키지 않으면서, 모노블록의 전체 연결 수명을 특성화할 수 있도록, 상기 배터리 모니터 회로의 동작 동안, 상기 메모리는, 상기 배터리 모니터 회로가 모노블록에 전기적으로 연결되어 있던 기간 동안 배터리 동작 이력 매트릭스에 의해 표현된 복수의 상태 중 각각에서 모노블록이 있었던 누적 시간에 대응하는 정보를 저장하는, 상부 케이스 구성요소.
- 제 13 항에 있어서, 상기 원격 장치는 상기 모노블록의 위치 이력 및 배터리 동작 이력을 표시하기 위해, 상기 모노블록으로부터 원격으로, 원격 디스플레이 시스템을 더 포함하는, 상부 케이스 구성요소.
- 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항의 상부 케이스 구성요소 및 주 케이스 구성요소를 포함하는 납산 모노블록 케이스로서, 주 케이스 구성요소 및 상부 케이스 구성요소는 조립시 모노블록 케이스 내에 적어도 하나의 셀을 형성하는, 납산 모노블록 케이스.
- 제 15 항에 있어서, 주 케이스 구성요소는 일체형 측면이 최상면으로부터 하부를 향해 내측으로 경사지도록 하부를 향한 드래프트(draft)를 갖는, 납산 모노블록 케이스.
- 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 주 케이스 구성요소는 주 케이스 구성요소 및 상부 케이스 구성요소가 조립될 때 모노블록 케이스 내에 다수의 창고을 형성하도록 적어도 하나의 일체형 내부 벽을 더 포함하는, 납산 모노블록 케이스.
- 무선-활성화 납산 모노블록으로서,
제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항의 납산 모노블록 케이스;
각 셀의 전기화학 셀 팩;
각각의 전기화학 셀 팩 사이의 셀간 커넥터;
전기화학 셀 팩(들)과 전기적으로 연결된 양극 및 음극; 및
양극 및 음극과 전기적으로 연결되는 모노블록 파라미터 모니터링 장치 및 무선 통신 장치를 포함하는, 무선-활성화 납산 모노블록. - 무선-활성화 모노블록의 적어도 하나의 스트링 - 각각의 스트링은 병렬 또는 직렬로 전기적으로 연결된 청구항 18의 복수의 무선-활성화 납산 모노블록을 포함함; 및
스트링에 전기적으로 연결된 배터리 팩 양단자 및 음단자 - 스트링은 전기적으로 병렬 연결됨 - 을 포함하는 배터리 팩.
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