KR20200038269A - 배터리 동작 데이터 및 외인성 데이터를 이용하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20200038269A
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울프 크론
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노쓰스타 배터리 컴퍼니, 엘엘씨
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Abstract

본 명세서에서는 배터리 동작 데이터 및 외인성 데이터를 이용하여 배터리의 동작을 평가하기 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 상기 방법은: 복수의 배터리 내의 배터리 각각에 대해, 배터리의 온도 및 배터리의 전압(집합적으로, 배터리 각각에 대한, "배터리 동작 데이터")을 감지하며, 각 배터리는 그에 결합되거나 그 안에 배치된 각각의 배터리 모니터 회로를 가지며, 각 배터리에 대한 배터리 동작 데이터의 감지는 각각의 배터리 모니터 회로에 의해 수행되는 단계; 배터리 각각에 대한 배터리 동작 데이터를 각각의 배터리 모니터 회로로부터 원격 장치로 무선으로 전송하는 단계; 복수의 배터리 내 하나 이상의 배터리와 관련된 외인성 데이터를 원격 장치에서 수신하는 단계; 그리고 상기 배터리와 관련된 외인성 데이터를 그와 같은 배터리에 대한 배터리 동작 데이터와 함께 이용하여, 그와 같은 배터리의 성능을 평가하는 단계를 포함한다.

Description

배터리 동작 데이터 및 외인성 데이터를 이용하기 위한 시스템 및 방법
본 출원은 다음 출원의 우선권을 주장한다: 2017년 7월 28일에 출원된 미국 가 출원 제62/538,622호로서, 발명의 명칭이 "전력 도메인에 대한 진단 및 모니터링을 위한 에너지 저장 장치, 시스템 및 방법"; 2018 년 4 월 19 일에 출원된 미국 가 출원 제 62/659,929호로서, 발명의 명칭이 "배터리 성능 모니터링을 위한 시스템 및 방법"; 2018 년 4 월 19 일에 출원된 미국 가 출원 제 62/660,157호로서, 발명의 명칭이 "수송 된 운송 배터리 데이터의 분석을 위한 시스템 및 방법"; 그리고 2018 년 6 월 1 일에 출원된 미국 가 출원 제 62/679,648호로서, 발명의 명칭이 "연결이 끊긴 배터리의 충전 상태 결정". 전술한 출원 각각의 내용은 모든 목적을 위해 본 명세서에 참조로 포함된다 (모든 면책 조항(disclaimers or disavowals) 대상은 제외하며, 일체로 포함된 자료가 본 명세서의 내용과 일관되지 않는 한도에서는 당해 자료를 제외하고, 이 같이 제외된 자료에 대하여는 본 명세서 내용으로 한다).
본 발명은 일반적으로 에너지 저장 장치의 모니터링, 특히 배터리 동작 데이터 및 외인성 데이터(exogenous data)를 이용함에 관한 것이다.
납산 에너지 저장 장치는 널리 보급되어 있으며 100년 넘게 다양한 응용 분야에서 사용되어왔다. 일부 예에서, 이러한 에너지 저장 장치는 에너지 저장 장치의 상태를 평가하기 위해 모니터링 되었다. 그럼에도 불구하고, 이들 종래 기술의 모니터링 기술은 전형적으로 그들의 사용을 제한하고 특히 저가의 원격 애플리케이션에서 획득되는 데이터의 양을 제한하기에 충분히 복잡하고 충분히 비용이 많이 든다. 예를 들어, 일반적으로 적용 기간 동안 특정 에너지 저장 장치의 이력에 대한 데이터가 충분하지 않다. 더욱이, 일부 에너지 저장 장치는 에너지 저장 시스템에 관한 데이터를 수집하기 위해 센서에 결합되지만, 이는 다수의 장치 및/또는 위치적으로 분산된 시스템에서 일반적이지 않다. 종종 종래 기술의 모니터링을 통해 획득된 제한된 데이터는 분석, 액션, 통지 및 결정을 지원하기에 불충분 한데, 그렇지 않았더라면 바람직하였을 것이다. 비 납산(non-lead-acid) 에너지 저장 장치에 대한 유사한 제한이 존재한다. 특히, 이 같은 배터리는 높은 에너지와 전력으로 인해 기존 모니터링 시스템에 적합하지 않은 다양한 새로운 모바일 애플리케이션에 도입되었다. 따라서, 에너지 저장 장치(및 특히 배터리)를 모니터링 하기위한 새로운 장치, 시스템 및 방법이, 예를 들어, 다양한 및/또는 원격 지리적 위치를 포함하는 하나 이상의 에너지 저장 장치를 관리하는 새로운 기회를 제공하기 위해 바람직하다.
한 예시적 실시 예에서, 배터리 동작 데이터와 외인성 데이터를 이용하는 배터리 동작을 평가하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은: 복수의 배터리 내의 배터리 각각에 대해, 배터리의 온도 및 배터리의 전압(집합적으로, 배터리 각각에 대한, "배터리 동작 데이터")을 감지하며, 각 배터리는 그에 결합되거나 그 안에 배치된 각각의 배터리 모니터 회로를 가지며, 각 배터리에 대한 배터리 동작 데이터의 감지는 각각의 배터리 모니터 회로에 의해 수행되는 단계; 배터리 각각에 대한 배터리 동작 데이터를 각각의 배터리 모니터 회로로부터 원격 장치로 무선으로 전송하는 단계; 복수의 배터리 내 하나 이상의 배터리와 관련된 외인성 데이터를 원격 장치에서 수신하는 단계; 원격 장치에 의해, 동시 발생 및/또는 이력 배터리 동작 데이터와 외인성 데이터의 비교를 허용하는 포맷으로 복수의 배터리 내 하나 이상의 배터리로부터 수신된 배터리 동작 데이터를 로깅(logging)하는 단계; 그리고 상기 배터리와 관련된 외인성 데이터를 그와 같은 배터리에 대한 배터리 동작 데이터와 함께 이용하여, 그와 같은 배터리의 성능을 평가하는 단계를 포함한다.
한 예시적 실시 예에서, 배터리 동작 데이터와 외인성 데이터를 이용하는, 복수의 배터리 동작을 평가하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은: 복수의 배터리 내 배터리 각각에 대해, 배터리의 온도 및 배터리의 전압 (집합적으로, 각각의 배터리에 대해 "배터리 동작 데이터")을 감지하는 단계로서, 배터리 각각에 배터리 모니터 회로가 내장되거나 부착되어 있고, 배터리 각각에 대한 배터리 동작 데이터의 감지는 각각의 배터리 모니터 회로에 의해 수행되는 상기 감지 단계; 배터리 모니터 회로 각각으로부터, 배터리 각각에 대한 배터리 동작 데이터를 원격 장치로 무선으로 전송하는 단계; 원격 장치에 의해, 복수의 배터리 내 하나 이상의 배터리 또는 배터리 그룹들 사이의 동시 발생 및/또는 이력 데이터의 비교를 허용하는 포맷으로 배터리 동작 데이터를 로깅(logging)하는 단계; 그리고 원격 장치에 의해, 복수의 배터리 내 하나 이상의 다른 배터리로부터 배터리 동작 데이터 그리고 외인성 데이터를 이용하여 하나 이상의 배터리 상태를 평가하여, 배터리 성능을 평가하는 단계를 포함한다.
한 예시적인 실시 예에서, 배터리의 동작을 평가하기 위한 시스템이 제공되며, 상기 시스템이: 상기 배터리의 단자에 연결하기 위한 배터리 모니터 회로; 그리고 상기 배터리 모니터 회로와 통신 연결되는 원격 장치를 포함하고, 상기 배터리 모니터 회로는 상기 배터리에 대한 온도 및 전압 정보를 측정하고, 상기 온도 및 전압 정보를 원격 장치에 무선으로 전송하며, 이때 상기 원격 장치는 복수의 다른 배터리와 관련된 온도 및 전압 정보를 수신하고, 그리고 상기 원격 장치는 (i) 상기 온도 및 전압 정보 및 (ii) 상기 외인성 데이터의 함수로서 상기 배터리의 상태를 평가한다.
본 섹션의 내용은 본 명세서 개시에 대한 간략화된 소개로서 의도되며, 어떤 청구항이든 그 같은 청구항의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
도 1a는 다양한 실시 예에 따라, 배터리 모니터 회로가 내부에 배치된 모노 블록을 도시한다.
도 1b는 다양한 실시 예에 따라, 배터리 모니터 회로가 연결된 모노 블록을 도시한다.
도 2a는 다양한 실시 예에 따라, 각각의 모노 블록이 그 안에 배치된 배터리 모니터 회로를 갖는, 다중 모노 블록을 포함하는 배터리를 도시한다.
도 2b는 다양한 실시 예에 따라, 배터리에 배터리 모니터 회로가 연결된 배터리를 갖는, 다중 모노 블록을 포함하는 배터리를 도시한다.
도 3은 다양한 실시 예에 따라 배터리를 모니터링 하는 방법을 도시한다.
도 4a는 다양한 실시 예에 따른 배터리 모니터링 시스템을 도시한다.
도 4b는 다양한 실시 예에 따라 배터리 모니터링 시스템을 도시한다.
도 4c는 다양한 실시 예에 따라, 전압 측정 범위를 나타내는 열(column), 그리고 온도 측정 범위를 나타내는 행(row)을 갖는 배터리 동작 이력 매트릭스를 도시한다.
도 4d는 다양한 실시 예에 따라, 내부에 배터리 모니터 회로가 배치되고 이에 연결된 배터리를 도시하며, 상기 배터리가 부하 및/또는 전원에 연결되고, 다양한 실시 예에 따라 다양한 로컬 및/또는 원격 전자 시스템과 통신 연결되는 배터리를 도시한다.
도 5는 다양한 실시 예에 따라, 배터리 동작 데이터 및 외인성 데이터를 이용하여 배터리 동작을 평가하기 위한 방법을 설명한다.
도 6은 다양한 실시 예에 따라, 배터리 동작 데이터 및 외인성 데이터를 이용하여 복수의 배터리 동작을 평가하기 위한 방법을 설명한다.
도 7은 다양한 실시 예에 따라, 배터리 동작을 평가하기 위한 방법을 설명한다.
상세한 설명은 최상의 모드를 포함하는 예시적인 실시 예를 도시한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명 개시의 원리를 실시할 수 있도록 충분히 상세하게 설명되었지만, 본 발명 개시의 원리 및 사상의 범위를 벗어나지 않고, 다른 실시 예가 실현될 수 있고, 논리적, 기계적, 화학적 및/또는 전기적 변화가 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 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 구성 요소의 특정 하위 구성 요소 및 시스템의 다른 측면은 본 명세서에서 상세하게 설명되지 않을 수있다. 많은 선택적 또는 추가의 기능적 관계 또는 물리적 결합이 실제 시스템, 예를 들어 배터리 모니터링 시스템에 존재할 수 있음에 유의해야 한다. 이러한 기능 블록은 특정 기능을 수행하도록 구성된 임의의 수의 적합한 구성 요소에 의해 실현될 수 있다.
본 발명의 원리는 예를 들어 충전된 배터리를 조기에 방전시킬 수 있는 전류센서와 같은 모니터링 구성 요소를 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 내장 될 수 있다. 더욱이, 본 발명 개시의 원리는 이동 통신 장치 및/또는 배터리 모니터 회로와 같은 다양한 컴퓨팅 장치의 동작을 다양한 방식으로 개선 한다: 예를 들어: 새로운 매트릭스 형 데이터베이스의 이력 정보의 콤팩트한 저장을 통해 배터리 모니터 회로에 의해 사용되는 메모리를 감소시키고, 따라서 배터리 모니터 회로의 제조 비용, 동작 전류 소비량을 줄이고 동작 수명을 연장시키며; 단일 이동 통신 장치를 통해 다중 모노 블록의 모니터링 및/또는 제어를 용이하게하여 효율성 및 처리량을 개선하고; 그리고 하나 이상의 배터리와 원격 장치를 연결하는 네트워크를 통해 전송되는 데이터의 양을 감소 시켜서, 네트워크가 다른 전송된 데이터를 운반하거나 및/또는 관련성있는 데이터를 더 빠르게 운반하고 또한 통신 비용을 크게 감소시키는 것을 가능하게 한다.
추가로, 본 발명 개시의 원리는 예를 들어 셀룰러 무선 기지국, 전동 지게차, 전자 자전거 등의 배터리와 결합 및/또는 이와 관련된 장치의 동작을 개선시킨다.
또한, 본 발명 개시 원리의 적용은 현실 세계에서 대상 객체를 변형하고 변경한다. 예를 들어, 예시적인 알고리즘의 일부로서, 납산 모노 블럭 내의 황산 납은 충전 전류의 적용을 통해 납, 산화 납 및 황산으로 변환되어 부분적으로 고갈된 납산 배터리를 완전히 충전된 배터리로 변환시킨다. 또한, 다른 예시적인 알고리즘의 일부로서, 웨어 하우스의 다양한 모노 블록이 물리적으로 재배치, 재충전 또는 웨어 하우스에서 제거되거나 교체될 수 있어서, 웨어 하우스로부터 새로운 모노 블록의 전체 구성을 생성할 수 있다.
에너지 저장 장치의 모니터링, 유지 및/또는 사용을 위한 다양한 다른 접근법이 존재함을 이해할 것이다. 이와 같이, 본 명세서에 청구된 시스템 및 방법은 그와 같은 특정 기술분야 또는 기술로 한정하지 않고, 기술 개선, 시간 및 비용 절감, 환경적 이점, 개선된 배터리 수명 등을 제공하는 다양한 특정 진보를 나타낸다. 또한, 본 명세서에 개시된 다양한 시스템 및 방법은 이러한 바람직한 이점을 제공하면서, 동시에 종래의 모니터링 시스템의 공통적이고 비용이 많이 드는 전력 드레인 구성 요소, 즉 전류 센서를 제거함을 이해할 것이다. 다른 방식으로 말하면, 다양한 예시적인 시스템 및 방법은 거의 모든 종래의 접근법과는 완전히 대조적으로 현재 센서 및/또는 그로부터 이용 가능한 정보를 이용하지 않고 구성된다.
예시적인 실시 예에서, 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 유선 또는 무선으로 통신하도록 구성될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 모노 블록은 적어도 하나의 전기 화학 전지, 및 전형적으로 복수의 전기 화학 전지를 포함하는 에너지 저장 장치이다. 본원에 사용된 용어 "배터리"는 단일 모노 블록을 의미 할 수 있거나, 직렬 및/또는 병렬로 전기적으로 연결된 복수의 모노 블록을 의미할 수 있다. 직렬 및/또는 병렬로 전기적으로 연결된 복수의 모노 블록을 포함하는 "배터리"는 때때로 다른 문헌에서 "배터리 팩"으로 지칭된다. 배터리는 양극 단자 및 음극 단자를 포함할 수있다. 또한, 다양한 예시적인 실시 예에서, 배터리는 복수의 양극 및 음극 단자를 포함할 수있다. 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로는 배터리 내에 배치되며, 예를 들어 배터리 하우징 내에 위치되거나 내장되고 유선 연결을 통해 배터리 단자에 연결된다. 또 다른 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로는 배터리 하우징 외측에 결합된 그리고 유선 연결을 통하여 배터리 단자에 연결된 배터리에 연결된다.
일 실시 예에서, 배터리 모니터 회로는 다양한 전기 구성 요소, 예를 들어 전압 센서, 온도 센서, 명령을 실행하기 위한 프로세서, 데이터 및/또는 명령을 저장하기 위한 메모리, 안테나 및 송신기/수신기를 포함한다. 일부 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로는 또한 클록, 예를 들어 실시간 클록을 포함 할 수 있다. 더욱 더, 배터리 모니터 회로는 위치 확인 구성 요소, 예를 들면 글로벌 위치확인 시스템(GPS) 수신기 회로를 포함할 수도 있다.
특정 예시적 실시 예에서, 배터리 모니터 회로는 배터리의 양극 단자와 음극 단자(단자들) 사이의 전압을 모니터링 하기 위해 배터리에 유선 전기 연결로 구성된 전압 센서를 포함할 수 있다. 또한, 배터리 모니터 회로는 배터리의 온도(및/또는 이와 연관된)를 모니터링 하기 위한 온도 센서를 포함할 수 있다. 배터리 모니터 회로는 전압 센서로부터 모니터링 된 전압 신호를 수신하고, 온도 센서로부터 모니터링 된 온도 신호를 수신하며, 모니터링 된 전압 신호 및 모니터링 된 온도 신호를 처리하고, 모니터링 된 전압 신호 및 모니터링 된 온도 신호를 기초로 하여 전압 데이터 및 온도 데이터를 생성하며, 그리고 다른 기능 및 명령을 실행하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다.
다양한 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로는 데이터, 예를 들어 배터리로부터의(및/또는 배터리와 관련 있는) 전압 데이터 및 온도 데이터를 저장하기 위한 메모리를 포함한다. 또한, 메모리는 프로세서에 의해 실행하기 위한 명령, 외부 장치로부터 수신된 데이터 및/또는 명령 등을 저장할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 전압 데이터는 배터리의 단자 양단의 전압을 나타내고, 온도 데이터는 배터리의 및/또는 배터리 내의 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. 선택적으로, 배터리 모니터 회로는 예를 들면, 유선 연결을 통해 원격 장치로 번압 데이터 및 온도 데이터를 통신하기 위해 및/또는 데이터 및/또는 명령을 수신하기 위해, 배터리 및/또는 원격 장치로의 유선 연결을 포함할 수 있다. 하나의 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로는 안테나를 통해 전압 데이터 및 온도 데이터를 무선으로 원격 장치로 전송한다. 또 다른 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로는 전압 데이터 및 온도 데이터를 유선 연결을 통하여 원격 장치로 전송한다. 한 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로는 배터리 외부에 위치하며 배터리에 전기적으로 연결되도록 구성된다.
일 실시 예에서, 배터리 모니터 회로는 다양한 구성 요소를 회로 기판에 결합함으로써 형성 될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로는 실시간 클록을 더 포함한다. 상기 실시간 클록은 예를 들면, 한 배터리에 대한 전압 및 온도 데이터의 수집을 정확하게 시간조절하기 위해 사용될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 배터리 모니터 회로는 배터리 내부에 위치될 수 있고, 배터리의 내부 온도를 감지하도록 구성될 수 있다; 선택적으로 상기 배터리 모니터 회로는 배터리 외부에 위치되고 배터리 외부 온도를 감지하도록 구성될 수 있다. 다른 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로는 모노 블록 내부에 위치하여 모노 블록의 내부 온도를 감지하도록 한다. 또 다른 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로는 한 모노 블록에 연결되어서 모노 블록의 외부 온도를 감지할 수 있다. 배터리 모니터 회로로부터의 유선 및/또는 무선 신호는 본 명세서에서 더 설명되는 바와 같이 다양한 유용한 동작 및 결정의 기초가 될 수 있다.
이제 도 1a 및 1b를 참조하면, 도면에 도시된 예시적인 실시 예에서, 배터리(100)는 모노 블록을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 모노 블록은 에너지 저장 장치로서 정의될 수 있다. 모노 블록은 하나 이상의 전기 화학 전지(미도시)를 포함한다. 다양한 예시적인 실시 예에서, 모노 블록은 예를 들어 원하는 전압 및/또는 전류 성능으로 모노 블록을 구성하기 위해 다수의 전기 화학 전지를 포함한다. 다양한 예시적인 구체 예에서, 전기 화학 전지(들)는 납산 전기 화학 전지이다. 임의의 적합한 납산 전기 화학 전지가 사용될 수 있지만, 하나의 예시적인 실시 예에서, 전기 화학 전지는 흡수 유리 매트(AGM) 유형 디자인이다. 다른 예시적인 구체 예에서, 납산 전기 화학 전지는 겔 타입의 디자인이다. 다른 예시적인 구체 예에서, 납산 전기 화학 전지는 범람(통풍) 유형의 설계이다. 그러나, 본 발명 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 티타 네이트, 리튬 황, 재충전 가능한 알칼리 등을 포함하는 다양한 배터리 화학 물질에 적용될 수 있으며, 따라서 본 명세서에서 납산 배터리에 관한 논의는 예시적인 것이며 제한되지 않는다.
배터리(100)는 하우징(110)을 가질 수 있다. 예를 들어, 배터리(100)는 내구성있는 재료로 만들어진 밀봉된 모노 블록 납산 에너지 저장 케이스로 구성될 수 있다. 배터리(100)는 양극 단자(101) 및 음극 단자(102)를 더 포함 할 수 있다. 밀봉된 케이스는 양극 단자(101) 및 음극 단자(102)가 통과하는 개구를 가질 수 있다.
이제 도 2a 및 2b를 참조하면, 배터리(200)는 복수의 전기적으로 연결된 모노 블록, 예를 들어 배터리(100)를 포함 할 수 있다. 배터리(200)의 모노 블록은 병렬 및/또는 직렬로 전기적으로 연결될 수있다. 예시적인 실시 예에서, 배터리(200)는 적어도 하나의 모노 블록 스트링을 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 스트링은 직렬로 전기적으로 연결된 복수의 모노 블록을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시 예에서, 제2 스트링은 직렬로 전기적으로 연결된 복수의 모노 블록을 포함할 수 있다. 배터리에 하나 이상의 모노 블록 스트링이있는 경우, 제 1, 제2 및/또는 추가 스트링은 전기적으로 병렬 연결될 수 있다. 모노 블록의 직렬/병렬 연결은 배터리(200)의 원하는 전압 및/또는 전류 특징 또는 성능을 달성하기 위해 궁극적으로 배터리(200)의 양극 단자(201) 및 음극 단자(202)에 연결될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 배터리(200)는 하나 이상의 모노 블록을 포함한다. 배터리(200)는 본 명세서에서 전력 도메인으로 지칭 될 수도 있다.
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 1a, 1b, 2a 및 2b를 참조하면, 예시적인 애플리케이션에서, 배터리(100/200)는 백업 전력(무정전 전원 공급 장치 또는 UPS라고도 함)을 위해 사용될 수 있다. 또한, 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 실시 예에서, 배터리(100/200)는 AC 전력 그리드에 연결되고, 피크 쉐이빙, 수요 관리, 전력 조절, 주파수 응답 및/또는 무효 전력 공급과 같은 애플리케이션에 사용된다. 다른 예시적인 실시 예에서, 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 애플리케이션에서, 배터리(100/200)는 에너지 저장이 단기 또는 장기적으로 요구되는 임의의 적합한 애플리케이션에 사용될 수 있다. 배터리(100/200)는 단일 물품으로서 상거래로 배송되거나, 다른 모노 블록이 많은 팔레트와 같은 다른 모노 블록과의 함께 상거래로 배송되거나, 배터리의 일부(예를 들어, 배터리(200)를 형성하는 다중 배터리(100))로서 다른 모노 블록과의 함께 상거래로 배송될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 배터리(100) 내에 배치되고 배터리(100)에 내부적으로 연결될 수 있다; 선택적으로, 배터리 모니터 회로(120)는 배터리(100/200)에 결합되고 배터리 외부로 연결될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 단일 배터리 모니터 회로(120)는 도 1a에서 설명하는 바와 같이, 단일 모노 블럭(배터리(100) 참조) 내에 배치되고 단일 모노 블럭과 관련될 수 있다. 또 다른 예시적인 실시 예에서, 단일 배터리 모니터 회로(120)는 도 1b에 도시된 바와 같이, 단일 모노 블록(배터리(100) 참조)에 결합되고 이에 관련될 수 있다. 또 다른 예시적인 실시 예에서, 복수의 배터리(100)가, 도 2a에서 도시된 바와 같이, 각각 내부에 배치된 배터리 모니터 회로(120)를 가지며, 단일 배터리(200) 내에 배치되고 단일 배터리(200) 일부를 포함한다. 또 다른 실시 예에서, 단일 배터리 모니터 회로(120)는, 도 2b에서 도시된 바와 같이, 단일 배터리(200) 외부로 연결되고 그와 관련될 수 있다. 또 다른 예시적인 실시 예에서, 하나 이상의 배터리 모니터 회로(120)가 단일 배터리의 하나 이상의 부분 내에 배치되고 그에 연결된다. 예를 들어, 제1 배터리 모니터 회로는 배터리의 제1 모노 블록 내에 배치되고 그에 연결될 수 있고, 제2 배터리 모니터 회로는 배터리의 제2 모노 블록 내에 배치되고 그에 연결될 수 있다. 배터리 외부로 연결되는 복수의 배터리 모니터 회로(120)를 관련시키기 위해 유사한 방법이 사용될 수 있다.
배터리 모니터 회로(120)는 전압 센서(130), 온도 센서(140), 프로세서(150), 트랜시버(160), 안테나(170) 및 저장 매체 또는 메모리(도면에는 도시되지 않음)를 포함 할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 모노 블럭 또는 배터리(100/200)와 관련된 전압 및 온도를 감지하고, 감지된 전압 및 온도를 이러한 판독의 관련 시간과 함께 메모리에 저장하고, 그리고 상기 전압과 온도 데이터(이들의 과련 시간과 함께)를 배터리 모니터 회로(120)로부터 하나 이상의 외부 위치로 전송하도록 구성된다.
예시적인 실시 예에서, 전압 센서(130)는 배터리(100/200)의 양극 단자(101/201)에 와이어로 그리고 배터리(100/200)의 음극 단자(102/202)에 와이어로 전기적으로 연결될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 전압 센서(130)는 배터리(100/200)의 전압을 감지하도록 구성된다. 예를 들어, 전압 센서(130)는 양극 단자(101/201)와 음극 단자(102/202) 사이의 전압을 감지하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 전압 센서(130)는 아날로그/디지털 변환기를 포함한다. 그러나, 배터리(100/200)의 전압을 감지하기 위한 임의의 적절한 장치가 사용될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 온도 센서(140)는 배터리(100/200)의 온도 측정을 감지하도록 구성된다. 일 예시적인 실시 예에서, 온도 센서(140)는 배터리(100/200) 내부 또는 내부의 위치에서 온도 측정을 감지하도록 구성될 수 있다. 온도 측정이 수행되는 위치는 온도 측정이 배터리(100/200)를 포함하는 전기 화학 전지의 온도를 반영하도록 선택될 수 있다. 또 다른 예시적인 실시 예에서, 온도 센서(140)는 배터리(100/200)상에서 또는 그 외부에서의 온도 측정을 감지하도록 구성된다. 온도가 측정되는 위치는 일차적으로 배터리(100/200) 자체를 포함하는 전기화학 전지의 온도를 반영하고 그리고 간접적으로, 이차적으로, 또는 부차적으로 이웃하는 배터리 또는 주변 온도를 반영하도록 선택될 수 있다. 다양한 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 배터리 내부에 위치되도록 구성된다. 또한, 다양한 예시적인 실시 예들에서, 배터리(100/200) 내에 배터리 모니터 회로(120)의 존재는 배터리(100/200)의 외부 육안 검사를 통해 보이지 않거나 검출되지 않을 수 있다. 다른 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 배터리(100/200) 외측에 위치하도록 구성되며, 예를 들면 배터리(100/200)에 부착되고, 유선으로 배터리(100/200)에 전기적으로 연결되며, 및/또는 배터리(100/200)의 양 단자 및 음 단자에 전기적으로 연결되어 있도록 하면서 배터리와 함께 이동하도록 구성될 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 온도 센서(140)는 배터리(100/200)상에서 또는 그 외부에서 온도 측정을 감지하도록 구성될 수 있다. 이 같이 온도가 측정되는 위치는 일차적으로 배터리(100/200) 자체의 온도를 반영하고 그리고 간접적으로, 이차적으로, 또는 부차적으로 이웃하는 모노 블록 또는 주변 온도에 의해 영향을 받도록 선택될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 온도 센서(140)는 열 전대, 서미스터, 온도 감지 집적 회로 등을 포함한다. 일정 예시적인 실시 예에서, 상기 온도 센서(140)는 배터리(100/200) 양 단자 또는 음 단자에 연결된 배터리 모니터 회로(120) 내에 내장된다.
예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 전압 센서, 온도 센서, 프로세서, 저장 매체, 트랜시버, 안테나 및/또는 다른 적절한 구성 요소를 지지하고 전기적으로 연결하기 위한 인쇄 회로 기판을 포함한다. 다른 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 하우징(도시되지 않음)을 포함한다. 상기 하우징은 배터리 모니터 회로(120)에서 전자 기기를 보호하기 위한 임의의 적절한 재료, 예를 들어 내구성있는 플라스틱으로 제조 될 수 있다. 상기 하우징은 임의의 적합한 형상 또는 폼 팩터로 제조될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)의 하우징은 배터리(100/200) 외부에 부착되거나 그 내부에 배치되도록 구성되고, 예를 들어 접착제, 포팅 재료, 볼트, 나사, 클램프 등을 통해 고정될 수 있다. 또한, 배터리(100/200)상에, 그 가까이에, 및/또는 배터리 내에 배터리 모니터 회로(120)를 원하는 위치 및/또는 방향으로 유지하기 위해 임의의 적절한 부착 장치 또는 방법이 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 배터리(100/200)가 운송, 설치, 이용됨에 따라 배터리 모니터 회로(120)는 그 안에 안전하게 배치되고 및/또는 그에 결합되며, 따라서 그와 관련하여 동작 가능하다. 예를 들면, 배터리 모니터 회로(120)는 배터리(100/200)에 직접 결합되지 않을 수 있으며, 배터리와 함께 이동하도록 배터리에 인접하여 위치할 수 있다. 예를 들면, 배터리 모니터 회로(120)는 배터리(100/200)를 포함하는 산업용 지게차 프레임 또는 바디에 결합될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 인터넷과 같은 공용 네트워크를 통해 액세스할 수 있는 시간 신호와 같은 외부 표준 시간으로의 임의의 연결(유선 또는 무선)과 무관하게 표준시(UTC)와 같은 표준 시간을 기준으로 시간을 유지할 수 있는 실시간 클록을 더 포함한다. 상기 실시간 클록은 현재 시간/날짜(또는 상대적인 시간)를 프로세서(150)에 제공하도록 구성된다. 예시적인 실시 예에서, 프로세서(150)는 전압 및 온도 측정을 수신하고, 데이터가 감지/저장된 시간과 관련된 전압 및 온도 데이터를 저장 매체에 저장하도록 구성된다. 예시적인 실시 예에서, 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 실시 예에서, 프로세서(150)는 마지막 측정 데이터를 가장 최근 측정 데이터와 비교하고, 적어도 이 설정 가능 량 만큼 마지막 측정 데이터와 차이가 있는 경우에만 최근 측정 데이터를 로깅(logging)한다. 상기 비교는 임의의 적합한 간격, 예를 들어 매초, 5 초마다, 10 초마다, 30 초마다, 매분, 10 분마다 등으로 이루어질 수 있다. 상기 저장 매체는 배터리 모니터 회로(120) 상에 위치하거나 원격한 곳에 위치할 수 있다. 프로세서(150)는 추가의 분석, 보고 및/또는 동작을 위해 로깅된 온도/전압 데이터를 원격 장치에 전송하도록(무선 또는 유선 연결에 의해) 구성될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 원격 장치는 전송 된 데이터 로그를 이전에 전송된 로그와 함께 스티칭하여 시간상으로 연속적인 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 신호 내의 데이터를 송수신기(160)에 제공함으로써 배터리 모니터 회로(120)의 시간, 온도 및 전압 데이터를 전송하도록 구성될 수도 있다.
다른 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 실시간 클록 없이 구성된다. 대신에, 데이터는 프로세서(150)에의해 제어되는 일관된 시간 간격으로 샘플링된다. 각 간격은 그것을 고유하게 식별하기 위해 시퀀스 번호로 순차적으로 번호가 매겨진다. 샘플링된 데이터는 모두 기록될 수 있다. 또는 설정 가능한 양보다 많이 변경된 데이터만 기록될 수 있다. 주기적으로, 배터리 모니터 회로(120)가 인터넷을 통해 액세스 가능한 네트워크 시간 신호와 같은 표준 시간에 연결될 때, 상기 프로세서 시간은 표준 시간으로 표시되는 실시간과 동기화된다. 그러나 두 경우 모두 데이터가 샘플링된 간격 시퀀스 번호도 데이터와 함께 기록된다. 다음에 이 같은 시퀀스 번호가 배터리 모니터 회로(120)상의 실시간 클록을 필요로하지 않고 데이터 샘플들 사이의 시간 간격을 고정시킨다. 데이터 로그를 원격 장치로 전송함에 따라, 상기 간격은 원격 장치와 동기화 되며(본 명세서에서 더 설명 됨), 예를 들어 인터넷 연결을 통해 동기화되는 것과 같이 실시간(예를 들면, UTC)을 유지한다. 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 모노 블록이 특정 온도 및/또는 전압에서 소비한 누적 시간을 포함할 수 있다. 프로세서(150)는 또한 한 신호 내의 데이터를 송수신기(160)에 제공함으로써 배터리 모니터 회로(120)로부터 누적 시간, 온도 및 전압 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 배터리에 대한 시간, 온도 및 전압 데이터는 예를 들어 제1축상의 전압 범위 및 제2 축상의 온도 범위를 포함하는 파일, 데이터베이스 또는 매트릭스에 저장될 수 있다. 여기서, 이 같은 테이블의 셀들은 배터리가 특정 전압/온도 상태에서 소비한 시간의 양을 나타내기 위해(즉, 배터리 동작 이력 매트릭스를 형성하기 위해) 셀 각각에서 카운터를 증가 시키도록 구성된다. 배터리 동작 이력 매트릭스는 배터리 모니터 회로(120)의 메모리 및/또는 원격 장치에 저장될 수 있다. 예를 들어, 도 4c를 간략히 참조하면, 한 예시적인 배터리 동작 이력 매트릭스(450)는 열(칼럼)(460)을 포함할 수 있고, 각 열은 특정 전압 또는 전압 측정 범위를 나타낸다. 예를 들어, 제1 열은 0 볼트 내지 1 볼트의 전압 범위를 나타낼 수 있고, 제2 열은 1 볼트 내지 9 볼트의 전압 범위를 나타낼 수 있고, 제 3 열은 9 볼트 내지 10 볼트의 전압 범위를 나타낼 수 있다. 또한 배터리 동작 이력 매트릭스(450)는 행(로우)(470)을 더 포함할 수 있으며, 각 행은 특정 온도(+/-) 또는 온도 측정 범위를 나타낸다.
예를 들어, 제1 행은 10˚C미만의 온도를 나타내고, 제2 행은 10˚C~ 20˚C 의 온도 범위를 나타내고, 제3 행은 20˚C~ 30˚C 의 온도 범위를 나타낼 수 있다. 임의의 적절한 스케일 및 개수의 열/행이 사용될 수있다. 예시적인 실시 예에서, 배터리 동작 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 미미한 양만 증가하기 때문에) 특히 유리하다. 전압/온도 데이터를 집계하기 시작한 첫날, 배터리 동작 이력 매트릭스(450)에 의해 점유된 메모리는 수년 후 또는 배터리 수명이 다했을 때와 종종 같은 크기이다. 이 같은 기술은 이 같은 기술을 사용하지 않는 구현에 비해 메모리의 크기 및 이 같은 데이터를 저장하는 데 필요한 전력의 크기를 감소시켜서, 배터리 모니터 회로(120) 컴퓨팅 장치의 동작을 상당히 개선 시킨다는 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 실시 예에서, 트랜시버(160)는 임의의 적절한 송신기 및/또는 수신기일 수 있다. 예를 들어, 트랜시버(160)는 안테나(170)를 통해 신호를 전송하고 및/또는 안테나(170)로부터 신호를 수신하기 위해 신호를 상향 변환하고, 신호를 하향 변환하여 프로세서(150)에 제공하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 트랜시버(160) 및/또는 안테나(170)는 배터리 모니터 회로(120)와 원격 장치 사이에서 신호를 무선으로 송수신하도록 구성될 수있다. 무선 통신은 무선 주파수 통신, Wi-Fi, Bluetooth®, Bluetooth 저에너지(BLE), Bluetooth 저전력 (IPv6/6LoWPAN), 셀룰러 무선 통신 표준(2G, 3G, 4G LTE, 5G 등)과 같은 적절한 통신 표준을 사용하여 수행 할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 무선 전송은 배터리 모니터 회로에 의해 끌어 당겨지는 전력을 낮게 유지하기 위해 저전력 단거리 신호를 사용하여 달성된다. 하나의 예시적인 실시 예에서, 프로세서(150)는 전력 소비를 최소화 또는 감소시키기에 적합한 스케쥴에 따라 웨이크 업하고, 무선으로 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 웨이킹/슬립(waking/sleep) 및 데이터 게이팅 기능과 같은 기능을 수행하여 배터리(100/200)를 방전시키지 않고 온도 및 전압 데이터를 정확하게 감지 및 보고하는 것을 용이하게 한다. 다양한 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 배터리 내에서 모니터링을 위해 배치되고 및/또는 이에 연결된 배터리에 의해 전원이 켜지게 된다. 또 다른 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 그리드 또는 다른 전원, 예를 들면 로컬 배터리, 태양 전지, 연료 전지, 유도성 RF 에너지 하베스팅 회로(harvesting circuitry) 등과 같은 전원에 의해 전력이 공급된다.
일부 예시적인 실시 예에서, 블루투스 프로토콜의 사용은, 신호 간섭 없이, 단일 원격 장치가 복수의 배터리(각각 배터리 모니터 회로(120)가 장착 됨)와 상관된 복수의 신호를 수신 및 처리하는 것을 용이하게 한다. 하나의 원격 장치와 각각 배터리 모니터 회로(120)를 구비한 복수의 배터리 사이의 일대 다수 관계는 저장 및 운송 채널에서 배터리를 모니터링 하는 데에 뚜렷한 이점이다.
예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 배터리의 내부에 위치된다. 예를 들어, 배터리 모니터 회로(120)는 배터리(100)의 하우징 내에 배치될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 모노 블록 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, 상호 연결 스트랩(lead inter-connecting bar) 등에 근접할 수 있다. 이러한 방식으로, 전기 화학 전지로 인한 모노 블록의 온도 및 인터커넥트 스트랩의 열 출력이 정확하게 측정될 수 있다. 또 다른 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 배터리의 외부에 위치된다. 예를 들어, 배터리 모니터 회로(120)는 배터리(100/200) 외부에 부착될 수 있다. 또 다른 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 배터리(100/200)에 근접하여 위치하며, 전압 센서(130)가 배터리(100/200) 양 단자 및 음 단자에 연결될 수 있다. 또 다른 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 배터리(100/200)와 함께 이동하도록 배터리(100/200)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 배터리 모니터 회로(120)가 자동차 프레임에 연결되고, 배터리(100/200)가 자동차 프레임에 연결되면, 이들 모두가 함께 이동할 것이며, 전압과 온도 모니터링 센서(130, 140)는 자동차가 이동함에 따라 이들의 적절한 기능을 계속해서 수행할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 온도 센서(140)는 모노 블록의 단자 중 하나의 온도를 감지하도록 구성될 수 있다. 또 다른 예시적인 실시 예에서, 온도 센서(140)는 배터리 내 두 모노 블록 사이 위치 또는 공간에서의 온도, 복수의 모노 블록을 포함하는 배터리 내 공기 온도, 모노 블록 벽 중간에 배치된 위치의 온도 등을 측정하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 배터리 모니터 회로(120)에 의해 감지된 온도는 배터리(100)의 온도 및/또는 그 안의 전기 화학 전지를 더욱 나타낼 수 있다. 일부 예시적인 실시 예에서, 온도 센서(140)는 배터리 모니터 회로(120)의 인쇄회로 기판상에 위치 및/또는 직접 결합될 수 있다. 또한, 온도 센서(140)는 모노 블록 또는 배터리와 관련이 있는 온도를 감지하기 위해 모노 블록 또는 배터리 내부의 임의의 적절한 위치에 위치될 수 있다. 선택적으로, 상기 온도 센서(140)는 상기 모노 블록 또는 배터리와 관련된 온도를 감기하기 위해 모노 블록 또는 배터리의 바깥 측 임의의 적절한 위치에 위치될 수 있다.
따라서, 이제 도 3을 참조하면., 적어도 하나의 전기 화학 전지를 포함하는 배터리(100/200)를 모니터링 하기 위한 예시적인 방법(300)은: 배터리 단자로 배선된 전압 센서(130)를 이용하여 배터리(100/200)의 전압을 감지하는 단계(단계 302), 상기 전압과 저장 매체에서 전압이 감지되는 시간을 기록하는 단계(단계 304); 배터리(100/200) 내에 및/또는 배터리상에 배치된 온도 센서(140)로 배터리(100/200)와 관련된 온도를 감지하는 단계(단계 306); 온도 및 온도가 저장 매체에서 감지된 시간을 기록하는 단계(단계 308); 그리고 상기 저장 매체에 기록된 전압, 온도 및 시간 데이터를 원격 장치로 유선 또는 무선 전송하는 단계(단계 310)를 포함한다. 전압, 온도 및 시간 데이터는 다른 관련 데이터와 함께 다양한 컴퓨팅 시스템, 리소스 및/또는 애플리케이션으로의 입력으로서 평가, 분석, 처리 및/또는 활용될 수 있다(단계 312). 한 예시적인 방법에서, 전압 센서(130), 온도 센서(140) 및 저장 매체는 배터리(100/200) 내부 배터리 모니터 회로(120)상에 위치된다. 또 다른 예시적인 방법에서, 전압 센서(130), 온도 센서(140), 그리고 저장 매체가 배터리(100/200) 외측에서 배터리 모니터 회로(120)상에 위치한다. 또한, 방법(300)은 전압, 온도 및/또는 시간 데이터에 응답하여 다양한 액션을 취하며(단계 314), 예를 들어 배터리 충전, 배터리 방전, 창고에서 배터리 제거, 배터리를 새로운 배터리로 교체함을 포함한다.
이제 도 4a및 4b를 참조하면. 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 원격 장치와 데이터를 통신하도록 구성된다. 상기 원격 장치는 복수의 배터리로부터 데이터를 수신하도록 구성될 수 있으며, 배터리 각각은 배터리 모니터 회로(120)를 구비한다. 예를 들어, 상기 원격 장치는 각각 배터리 모니터 회로(120)에 연결된 개별 배터리(100)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 그리고 또 다른 예시적인 실시 예에서, 상기 원격 장치는 개별 배터리(200)로부터 데이터를 수신하며, 배터리(200) 각각이 배터리 모니터 회로(120)에 연결된다.
배터리(100/200) 각각과 관련된 데이터를 수집하고 사용하기 위한 예시적인 시스템(400)이 개시되어 있다. 일반적으로, 원격 장치는 물리적으로 배터리(100/200) 또는 배터리 모니터 회로(120)의 부분이 아닌 전자 장치이다. 시스템(400)은 로컬 부분(410) 및/또는 원격 부분(420)을 포함할 수 있다. 상기 로컬 부분(410)은 단수 배터리 또는 복수 배터리(100/200) 상대적으로 가까운 곳에 위치한 컴포넌트를 포함한다. 한 예시적인 실시 예에서, "상대적으로 가까운"은 배터리 모니터 회로 안테나의 무선 신호 범위 내를 의미한다. 다른 예시적인 실시 예에서, "상대적으로 가까운"은 블루투스 범위 내, 동일한 캐비닛 내, 동일한 룸(room) 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 원격 장치(414)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 로컬 부분은 예를 들어, 게이트웨이를 포함한다. 상기 게이트웨이는 배터리(100/200) 각각으로부터 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 게이트웨이는 또한 배터리(100/200) 각각에 명령을 전송하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 게이트웨이는 게이트웨이에서 무선으로 송수신하기 위한 및/또는 로컬에 위치한 원격 장치(414)와 통신하기 위한 안테나를 포함한다. 예시적인 실시 예에서, 상기 로컬에 위치한 원격 장치(414)는 스마트 폰, 태블릿 또는 다른 전자 모바일 장치이다. 다른 예시적인 실시 예에서, 로컬에 위치한 원격 장치(414)는 컴퓨터, 네트워크, 서버 등이다. 다른 예시적인 실시 예에서, 로컬에 위치한 원격 장치(414)는 온 보드 차량 전자 시스템이다. 또한, 일부 실시 예에서, 게이트웨이는 로컬에 위치한 원격 장치(414)로서 기능할 수 있다. 예를 들어 게이트웨이와 로컬에 위치한 원격 장치(414) 사이의 예시적인 통신은 임의의 적절한 유선 또는 무선 접근을 통한, 예를 들어 블루투스 프로토콜을 통한 것일 수 있다
일부 예시적인 실시 예에서, 상기 원격 장치는 로컬 부분(410)에 위치하지 않고, 원격 부분(420)에 위치 된다. 원격 부분(420)은 임의의 적합한 백엔드 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 원격 부분(420) 내의 원격 장치는 컴퓨터(424)(예를 들어, 탁상용 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 서버, 모바일 장치 또는 본원에 기술된 바와 같은 데이터를 사용하거나 처리하기 위한 임의의 적절한 장치)를 포함할 수 있다. 상기 원격 부분은 클라우드 기반 컴퓨팅 및/또는 저장 서비스, 주문형 컴퓨팅 리소스 또는 임의의 적절한 유사한 컴포넌트를 더욱 포함할 수 있다. 따라서, 다양한 예시적인 실시 예에서, 원격 장치는 컴퓨터(424), 서버, 백엔드 시스템, 데스크탑, 클라우드 시스템 등일 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 배터리 모니터 회로(120)와 로컬에 위치한 원격 장치(414) 사이에서 직접 데이터를 통신하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)와 로컬에 위치한 원격 장치(414) 사이의 통신은 블루투스 전송을 통하는 것과 같은 무선 전송일 수 있다. 또한, 임의의 적절한 무선 프로토콜이 사용될 수 있다. 배터리 모니터 회로(120)가 배터리(100/200) 외부에 있는 일부 실시 예에서, 통신은 유선에 의해, 예를 들면, 이더넷 케이블, USB 케이블, 트위스트 쌍, 및/또는 임의의 다른 적절한 유선 및 해당하는 유선 통신 프로토콜에 의해 가능해질 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 셀룰러 네트워크(418) 및 인터넷과 같은 다른 네트워크를 통해 원격 장치와 통신하기 위한 셀룰러 모뎀을 더욱 포함한다. 예를 들어, 데이터는 셀룰러 네트워크(418)를 통해 컴퓨터(424) 또는 로컬에 위치한 원격 장치(414)와 공유될 수 있다. 따라서, 배터리 모니터 회로(120)는 온도 및 전압 데이터를 원격 장치에 전송하고 원격 장치로부터 통신을 수신하며, 셀룰러 네트워크(418)를 통해 인터넷과 같은 다른 네트워크로 전송하여, 인터넷이 연결된 세계 어디에서나 배포될 수 있도록 구성될 수 있다.
다양한 예시적인 실시 예에서, 로컬 부분(410)으로부터의 데이터는 원격 부분(420)과 통신된다. 예를 들어, 배터리 모니터 회로(120)로부터의 데이터 및/또는 명령은 원격 부분(420)에서 원격 장치로 통신 될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 로컬에 위치한 원격 장치(414)는 원격 부분(420)에서의 컴퓨터(424)와 데이터 및/또는 명령을 통신할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 이들 통신은 인터넷을 통해 전송된다. 이 같은 통신은 보안을 유지하기 위해 원하는대로 보안이 유지되고 암호화될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 이들 통신은 예를 들어 TCP/IP를 통하여, WLAN, 이더넷, WiFi, 셀룰러 라디오 등을 통해 전송될 수 있다. 하나의 예시적인 실시 예에서, 로컬에 위치한 원격 장치(414)는 로컬 네트워크를 통해 유선으로 인터넷에 연결되어 원하는 원격에 위치한 원격 장치에 연결된다. 다른 예시적인 실시 예에서, 로컬에 위치한 원격 장치(414)는 셀룰러 네트워크, 예를 들어 셀룰러 네트워크(418)를 통해 인터넷 및 이에 의해 원하는 원격에 위치한 원격 장치에 연결된다.
예시적인 실시 예에서, 이 같은 데이터는 서버에서 수신되거나, 컴퓨터(424)에서 수신되거나, 클라우드 기반 스토리지 시스템, 서버, 데이터베이스 등에 저장될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 이 같은 데이터는 배터리 모니터 회로(120), 로컬에 위치한 원격 장치(414), 컴퓨터(424) 및/또는 임의의 적절한 원격 장치에 의해 처리될 수 있다. 따라서, 배터리 모니터 회로(120)에서 발생하는 것으로 설명된 처리 및 분석은 배터리 모니터 회로(120), 로컬에 위치한 원격 장치(414), 컴퓨터(424) 및/또는 임의의 다른 원격 장치에서 전체적으로 또는 부분적으로 발생할 수 있음을 이해할 것이다.
상기 원격 부분(420)은, 예를 들어, 서로 위치적으로 분산되거나 다양하거나 상이한 유형, 그룹 및/또는 배터리(100/200) 세트를 포함하는 많은 배터리(100/200)에 관한 정보를 표시, 처리, 이용 또는 그에 응답하여 액션을 취하도록 구성될 수 있다. 원격 부분(420)은 특정 개별 배터리 온도 및/또는 전압에 관한 정보를 표시할 수 있다. 따라서, 상기 시스템은 서로 멀리 떨어진 곳에 위치한 큰 그룹의 배터리(100/200)를 모니터링 할 수 있으며, 그러나 개별 배터리 수준으로 그와 같이 할 수 있기도 하다.
원격 부분(420) 장치는 전세계 어디에서나 액세스 가능하도록 네트워킹 될 수 있다. 사용자는 자신이 소유하거나 운영하는 배터리와 관련된 데이터에만 액세스 할 수 있도록 액세스 자격 증명을 발급받을 수 있다. 일부 실시 예들에서, 일련 번호를 원격 장치에 할당하고 로그인하기 위해 배터리 소유자 또는 운영자에게 그와 같은 번호를 기밀로 제공함으로써 액세스 제어가 제공될 수 있다.
클라우드 기반 시스템에 저장된 전압, 온도 및 시간 데이터는 배터리의 상태, 컨디션, 동작 요구 사항(들), 일상적이지 않은 또는 비정상 상태 등에 대한 정보를 전달하기 위해 다양한 디스플레이에 제공될 수있다. 일 실시 예에서, 하나의 배터리 또는 배터리 그룹으로부터의 데이터가 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 곳에나 위치된 배터리의 성능 및 상태를 모니터링 하기위한 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 모니터링 해야하는 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 수신 할 수 있고, 하나의 배터리를 모니터링하고 성능 및 상태를 분석하며 이러한 분석 결과를 표시하기 위한 배터리 당 비용을 최소화 한다. 이것은 다양한 동작에 중요하지만, 효과적인 원격 모니터링 시스템을 이용할 수 없고 및/또는 배터리를 로컬로 모니터링하고 수동으로 데이터를 수집하는 비용이 엄청나기 때문에, 지금까지는 모니터링되지 않았던, 효과적인 배터리 모니터링을 가능하게 한다. 예시적인 시스템으로는, 산업 동력(지게차, 시저 리프트, 트랙터, 펌프 및 조명 등), 저속 전기 자동차(네이버훗 전기 자동차, 전기 골프 카트, 전기 자전거, 스쿠터, 스케이트 보드 등), 그리드 전원 백업 전원 공급 장치(컴퓨터, 비상 조명 및 원격에 위치한 임계 부하), 해양 애플리케이션(엔진 시동 배터리, 온보드 전원 공급 장치), 자동차 애플리케이션 및/또는 기타 예시적인 애플리케이션(예를 들면, 엔진 배터리 시동, 도로 주행 트럭 및 레저용 차량 온보드 전원 등)과 같은 예시적인 애플리케이션에서 배터리의 집합 원격 모니터링을 허용한다. 이와 같은 유사 및/또는 이종 애플리케이션에서 유사 및/또는 이종 배터리의 통합된 원격 모니터링을 통해, 이제 까지는 불가능 했던, 배터리 성능 및 상태(예를 들면, 배터리 충전 상태, 배터리 예약 시간, 배터리 작동 모드, 열악한 조건 등)를 분석 할 수 있다. 동시발생 전압 및 온도 데이터, 저장된 전압 및 온도 데이터 및/또는 배터리 및 애플리케이션 특정 매개 변수(배터리(100/200) 전류 관련 데이터는 제외)를 사용하여 전압 및/또는 온도 단기적인 변화, 전압 및/또는 온도 장기적인 변화 및 전압 및/또는 온도에 대한 임계치가 단독으로 또는 조합하여 사용되어서, 배터리 모니터 회로(120), 로컬에 위치한 원격 장치(414), 컴퓨터(424) 및/또는 임의의 적절한 장치에서와 같은 예시적인 분석을 수행할 수 있다. 이러한 분석의 결과 및 그에 대한 응답에서 취해진 액션은 배터리 성능을 높이고 배터리 안전성을 개선하며 배터리 작동 비용을 줄일 수 있다.
본원 발명의 많은 구체 예는 납산 전기 화학 전지인 전기 화학 전지(들)에 초점을 두었지만, 다른 구체 예에서 전기 화학 전지는 리튬, 니켈, 카드뮴, 나트륨과 아연등을 포함한다. 이러한 실시 예에서, 배터리 모니터 회로 및/또는 원격 장치는 특정 배터리 화학과 관련된 계산 및 분석을 수행하도록 구성될 수 있다.
일부 예시적인 실시 예에서, 본 발명 개시의 원리의 적용을 통해, 배터리를 유지 및 보안하기 위한 동작을 촉구하기 위해 배터리 모니터 회로(120) 및/또는 원격 장치에 의해 제공된 이상치 배터리가 식별되고 경보 또는 통지가 제공될 수 있다. 배터리(100/200)는 상이한 유형의 구성 또는 상이한 유형의 셀을 사용하여 제조된 상이한 제조사에 의해 제조될 수 있다. 그러나, 다수의 배터리(100/200)가 유사한 방식으로 구성되고 유사한 환경 조건에 배치되는 경우, 시스템은 이상치 배터리, 예를 들어 상이하고 및/또는 의심스러운 온도 및/또는 전압 데이터를 리터닝(returning)하는 배터리를 식별하도록 구성될 수 있다. 이 같은 이상치 데이터는 고장난 배터리를 식별하거나 로컬 조건 (높은 부하 등)을 식별하고 이러한 배터리를 유지 및 보호하기 위한 경고 또는 통지를 제공하는 데 사용될 수 있다. 마찬가지로, 이종 응용 분야 또는 이종 제조업체의 배터리(100/200)를 비교하여 특정 응용 분야에서 어떤 배터리 유형 및/또는 제조업체 제품이 가장 잘 작동하는지를 확인할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120) 및/또는 원격 장치는 데이터를 분석하고 액션을 취하고, 통지를 전송하고, 상기 데이터에 기초하여 결정하도록 구성될 수 있다. 배터리 모니터 회로(120) 및/또는 원격 장치는 배터리(100/200) 각각에 대한 현재 온도 및/또는 배터리(100/200) 각각에 대한 현재 전압을 보여 주도록 구성될 수 있다. 또한, 이 같은 정보는 온도 또는 전압 범위에 의해 그룹화된 개별 측정과 함께 보여질 수 있어서, 예를 들어 미리 정해진 범위를 벗어나거나 그러한 범위를 벗어날 염려가 있는 배터리에 대하여 알림을 제공하여 유지 보수 및 안전 액션을 신속하게 수행할 수 있도록 한다.
또한, 배터리 모니터 회로(120) 및/또는 원격 장치는 배터리의 재고 관리를 제공하거나 배터리를 보안하기 위해 각 배터리(100/200)의 물리적 위치(배터리 모니터 회로(120)에 의해 결정되는)를 표시할 수 있다. 한 예시적인 실시 예에서, 이 같은 물리적인 위치 정보는 셀롤러 네트워크를 사용하여 배터리 모니터 회로(120)에 의해 결정된다. 선택적으로, 이 같은 정보는 배터리 모니터 회로(120)에 설치된 GPS 수신기를 통하여 글로벌 위치 정함 시스템(GPS)에 의해 제공될 수 있다. 이 같은 위치 정보는 전압, 온도 및 시간 데이터와 함께 저장될 수 있다. 다른 예시적인 실시 예에서, 상기 위치는 원격 장치에서 무선으로 공유되며, 상기 원격 장치는 위치 데이터를 저장하도록 구성된다. 상기 위치 데이터는 시간과 함께 저장되어, 모노 블록 또는 배터리가 시간이 지났음을 반영하는 모노 블록에 대하여 트래블(여행) 이력 (위치 이력)을 생성하도록 한다.
또한, 원격 장치는 데이터에 기초하여 통지를 생성 및/또는 전송하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 배터리 모니터 회로 및/또는 원격 장치의 분석에 기초하여 특정 모노 블록이 과전압인 경우, 알림이 과전압인 특정 모노 블록을 식별할 수 있고, 시스템이 유지 보수 액션을 프롬프트 할 수 있는 경우 알림이 표시될 수 있으며, 통지는 임의의 적절한 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 실시 예에서, 시스템은 배터리(100/200)에 대한 재고 및 유지 서비스를 제공한다. 예를 들어, 시스템은 모노 블록 또는 배터리를 건드리지 않고 저장 또는 운송 중에 모노 블록 또는 배터리의 존재를 검출하도록 구성될 수 있다. 배터리 모니터 회로(120)는 예시적인 실시 예에서 창고에서 재고 추적을 위해 구성될 수 있다. 하나의 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 예를 들어 예기치 않게 특정 배터리(100/200)가 창고 또는 트럭을 떠났을 때를 식별하도록 구성된 로컬에 위치한 원격 장치(414) 및/또는 원격에 위치한 원격 장치 및 백엔드 시스템으로 위치 데이터를 전송한다. 이것은 예를 들어, 배터리(100)와 관련된 배터리 모니터 회로(120)가 로컬에 위치한 원격 장치(414) 및/또는 백엔드 시스템과 전압 및/또는 온도 데이터를 통신하지 않을 때, 배터리 위치가 더 이상 위치 데이터베이스에서 표시되지 않을 때, 그렇지 않으면 모노 블록 또는 배터리와 배터리 모니터 회로(120) 사이의 유선 연결이 제공되는 때, 검출될 수 있다. 상기 원격 백엔드 시스템(remote back end system)은, 예시적인 실시 예에서, 배터리가 도난 당하였다는 경고를 트리거하도록 구성될 수 있다. 상기 원격 백엔드 시스템은 예를 들어 배터리 내의 연속적인 모노 블록이 통신을 정지(또는 손실) 하거나 또는 전압 및 온도 정보 보고를 중지하는 때, 배터리가 도난 당하고 있다는 경고를 트리거 하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 원격 백엔드 시스템은 배터리(100/200)가 예기치 않게 창고를 떠났는지 여부를 식별하고, 그 경우에 알람, 경보, 또는 알림을 전송하도록 구성된다. 또 다른 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 셀룰러 네트워크는 원격 장치와 통신하며, 배터리의 실제 위치가 추적될 수 있고, 배터리가 예정된 지오-펜스(geo-fenced) 영역 바깥으로 이동하면 통지가 발생될 수 있다. 도난 탐지 및 재고 추적의 다양한 실시 예는 예를 들어, 개별 객체의 RFID 유형 질의보다 더 먼 거리에서 발생할 수 있고, 따라서 쉽게 관찰할 수 없는 객체의 존재를 반영할 수 있기 때문에 종래의 접근법과 비교하여 독특하며(예를 들어, 선반 또는 팔레트에 여러 층으로 쌓인 재고), 종래의 RFID는 유사한 기능을 제공할 수 없다.
일부 예시적인 실시 예에서, 원격 장치(예를 들어, 로컬에 위치한 원격 장치(414))는 배터리(100/200) 각각의 전압 및 온도에 관한 데이터를 원격으로 수신하도록 구성된다. 예시적인 실시 예에서, 원격 장치는 원격으로 복수의 배터리의 배터리(100/200) 각각과 관련된 각각의 배터리 모니터 회로(120)로부터의 전압, 온도 및 시간 데이터를 수신하도록 구성된다. 이러한 배터리는 예를 들어 비활성이거나 작동하지 않을 수 있습니다. 예를 들어, 이러한 배터리는 아직 응용 프로그램에 설치되어 있지 않거나 부하(load)에 연결되어 있지 않거나, 서비스를 제공하지 않았을 수 있다. 시스템은 배터리가 재충전이 필요한가를 결정하도록 구성될 수 있다. 이러한 배터리는 배송 패키지에 포함되거나 포함되지 않을 수 있다. 그러나, 데이터가 수신되고 결정이 원격으로 이루어 지므로, 이 같은 데이터를 수신하거나 결정하기 위해 포장된 배터리의 포장을 풀 필요는 없다. 배터리 모니터 회로(120)가 이들 배터리 내에 배치되고 (또는 이들 배터리 외부에 결합되며) 그리고 이들 배터리에 연결되는 한, 이들 배터리는 창고, 저장 시설, 선반 또는 팔레트에 위치될 수 있지만, 복수의 배터리 중 임의의 것을 개봉하거나, 쌓아 올린 더미에서 빼내거나, 접촉하거나 또는 이동시키지 않고 데이터는 수신될 수 있고 결정이 내려질 수 있다. 이들 배터리는 트럭 또는 운송 컨테이너와 같은 운송 중일 수도 있으며, 이러한 운송 중에 데이터가 수신되고 결정이 내려질 수 있다. 그 후, 적절한 시간에, 예를 들어 팔레트의 포장을 풀 때, 재충전이 필요한 배터리 또는 배터리들이 식별되고 충전될 수 있다.
다른 예시적인 실시 예에서, 배터리를 "체크"하는 프로세스는 배터리와 관련된 전압 데이터 및 온도 데이터 (및 잠재적으로 시간 데이터)를 수신하고, 이 같은 데이터에 기초하여 사용자에게 정보를 제시하는 것으로서 본 명세서에서 설명될 수 있다. 이와 같이 제시된 정보는 배터리에 대한 결정 또는 평가에 유용하다. 예시적인 실시 예에서, 원격 장치는 배터리 모니터 회로(120)가 장착된 복수의 배터리의 배터리(100/200) 각각을 원격으로 "체크"하도록 구성된다. 이 같은 예시적인 실시 예에서, 원격 장치는 복수의 배터리(100/200) 각각으로부터 무선 신호를 수신 할 수 있다. 따라서, 이들 예시적인 실시 예에서, 원격 장치는 어떤 배터리의 재충전이 필요한지를 결정하기 위해 선적을 기다리는 배터리 팔레트를 신속하게 조사하는데 사용될 수 있다. 이 같은 조사는 포장을 풀거나 배터리 팔레트를 건드리지 않고, 특정 배터리를 재충전 해야 하는가, 특정 배터리가 얼마나 오래 재충전 되어야 하는가, 특정 배터리에 대한 상태에 문제가 있는가 하는 것이 결정될 수 있다. 이 같은 체킹은 예를 들어 패키징 또는 배터리를 스캐닝, 핑 (ping), 이동 또는 개별적으로 조사하지 않고 수행 될 수 있으며, 오히려 원격 장치로 데이터를 무선으로 보고하는 배터리(100/200) 각각과 관련된 배터리 모니터 회로(120)에 기초한다 (예를 들어, 414/424).
예시적인 실시 예에서, 배터리(100/200)는 자신을 전자적으로 식별하도록 구성된다. 예를 들어, 배터리(100/200)는 배터리 모니터 회로(120)로부터 원격 장치, 셀룰러 네트워크(418) 또는 로컬에 위치한 원격 장치(414)로 고유한 전자 식별자(고유한 일련 번호 등)를 통신하도록 구성될 수 있다. 이 같은 일련 번호는 배터리 외부에서 보이는 가시적 배터리 식별자(예를 들어, 라벨, 바코드, QR 코드, 일련 번호 등), 또는 배터리 그룹에서 단일 배터리를 식별 할 수있는 판독기에 의해 전자적으로 보여질 수 있다. 따라서, 시스템(400)은 특정 배터리로부터의 배터리 데이터를 그 특정 배터리의 고유 식별자와 연관 시키도록 구성될 수 있다. 또한, 배터리(200) 내에 모노 블럭, 예를 들어 배터리(100)를 설치하는 동안, 설치자는 모노 블럭에 대한 다양한 정보, 예를 들어 상대적인 위치(예를 들어, 어떤 배터리, 어떤 스트링, 선반 위의 어떤 위치, 캐비닛의 방향 등)를 시스템(400)과 관련된 데이터베이스에 입력 할 수 있다. 배터리(100/200)에 관한 데이터베이스에 유사한 정보가 입력될 수 있다.
따라서, 데이터가 관심있는 배터리(예를 들어, 서브 파, 과열, 방전 등을 수행하는 배터리)를 나타내는 경우, 그와 같은 특정 배터리는 임의의 적절한 동작을 위해 단일화될 수 있다. 달리 말하면, 사용자는 특정 배터리(고유한 전자 식별자에 의해 식별된)에 대한 정보를 수신하고, 그와 같은 배터리(표시된 배터리 식별자로 식별된)로 직접 이동하여 필요한 모든 요구에 부응할 수 있다("유지 보수" 수행). 예를 들어, 이 같은 유지 보수는 식별된 배터리를 서비스로부터 제거하는 것, 식별된 배터리를 수리하는 것, 식별된 배터리를 충전하는 것 등을 포함 할 수 있다. 특정 예시적인 실시 예에서, 배터리(100/200)는 재충전될 필요가 있는 것으로 기록될 수 있으며, 창고 직원은 창고의 선반에 있는 배터리를 스캔하여(예를 들면, 배터리(100/200) 각각에서 QR 코드 스캔) 관심 배터리를 찾은 다음 재충전 할 수 있다. 다른 예시적인 실시 예에서, 배터리가 발송되도록 이동되고, 그와 같은 특정 배터리를 포함하는 패키지가 판독기를 지나 컨베이어를 따라 이동함에 따라, 로컬에 위치한 원격 장치(414)는 그와 같은 특정 배터리의 고유 전자 식별자, 전압 및 온도, 그리고 어떤 액션이 취해져야 하는지(예를들면, 발송 전에 배터리를 재충전해야 하는 경우)에 대한 경고를 포함하여, 그와 같은 특정 배터리에 대한 정보를 수집하도록 구성될 수 있다.
예시적 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120) 자체, 원격 장치 및/또는 임의의 적절한 저장 장치는 배터리 수명의 하나 이상의 단계를 통해 개별 배터리(100/200)의 배터리 동작 이력을 저장하도록 구성 될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 배터리의 이력이 기록될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 배터리는 제품에 통합되거나 서비스된 후에((독립적으로 또는 배터리 내에 포함하여) 데이터를 추가로 기록할 수 있다. 배터리는 수명이 다한 배터리, 수명이 다한 애플리케이션에 재사용 된 후 및/또는 결국 재활용 또는 폐기될 때까지 데이터를 기록 할 수 있다.
본 명세서에서 배터리 모니터 회로(120) 상에 이 같은 데이터를 저장하는 것으로 설명되었지만, 특정 예시적인 실시 예에서, 이력 데이터는 배터리 모니터 회로(120)로부터 원격으로 저장된다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 데이터는 배터리 모니터 회로(120)로부터 원격으로 떨어져 있는 하나 이상의 데이터베이스(예를 들어, 클라우드 기반 스토리지 오퍼링, 백엔드 서버, 게이트웨이 및/또는 하나 이상의 원격 장치)에 저장될 수 있다.
시스템(400)은 전술한 기간 중 하나 이상의 기간 동안, 배터리가 어떻게 작동했는지의 이력, 배터리가 작동된 환경 조건, 및/또는 배터리가 다른 배터리와 유지하였던 관계를 저장하도록 구성될 수 있으며, 상기 기간 동안 저장된 데이터에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 원격 장치는 하나의 애플리케이션에서 2 개의 배터리가 함께 사용되는 경우와 같이, 배터리(100/200)와 전기적으로 연관된 다른 배터리의 아이덴티티를 저장하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 공유된 관련 정보는 상술한 고유 전자 식별자 및 배터리가 어디에(지리적으로) 위치되어 있는지를 식별하는 데이터에 기초할 수 있다. 상기 원격 장치는 배터리가 특정 작동에서 공유되는 때를 추가로 저장할 수 있다.
이 같은 이력 정보 및 이를 사용하여 수행된 분석은 전적으로 전압, 온도 및 시간 데이터에 기초할 수 있다. 달리 말하면, 현재의 데이터는 활용되지 않는다. 본원에 사용된 "시간"은 전압/온도 측정의 날짜, 시간, 분 및/또는 초를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시 예에서, "시간"은 전압/온도 조건이 존재한 시간의 양을 의미할 수 있다. 특히, 상기 이력은 배터리(들)와 관련된 충전 및 방전 전류로부터 유도된 데이터에 기초하지 않는다. 이는 모노 블록의 수가 많은 때 각각의 모든 모노 블럭에 대한 전류, 그리고 각각이 상기 개별 배터리로부터 감지된 관련 시간을 측정하기 위해 센서에 연결되고 이를 포함하는 것이 엄격하게 금지되기 때문에 특히 중요하다.
다양한 예시적인 실시 예에서, 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)를 보호하기 위해, 예를 들어 하나 이상의 배터리(100/200) 내부로의 및/또는 외부로의 전류를 제어 또는 수정함으로써 이에 응답하여 조치를 취할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 과거의 솔루션과 달리, 시스템(400)은 위치적으로 분산된 배터리에 대한 같은 시간의 전압 및/또는 같은 시간의 온도 데이터를 저장하도록 구성된다. 이는 다른 위치에 있고 다른 조건에서 작동하는 여러 모노 블록 또는 배터리에서 사용 가능한 같은 시간의 전압 및/또는 같은 시간의 온도 데이터가 없는 과거 솔루션에 비해 크게 개선된 것이다. 따라서, 예시적인 실시 예에서, 이력(histroy) 전압 및 온도 데이터는 모노 블럭 또는 배터리의 상태를 평가하고/하거나 모노 블록 또는 배터리의 미래 상태에 대한 예측 및 비교를 위해 사용된다. 예를 들어, 시스템은 배터리(200) 내의 다양한 모노 블럭들 간의 데이터의 비교에 기초하여 평가하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 저장된 데이터는 모노 블럭이 범위를 벗어난 익스커션(충전 초과, 전압 초과, 과열 등)의 회수, 발생 시기, 지속 시간 등을 나타낼 수 있다.
대비에 의하면, 배터리 모니터 회로(120)는 모노 블록 내부 또는 모노 블록 내에 위치할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 배터리(100)의 외부에서 볼 수 없고/접근할 수 없도록 위치된다. 또 다른 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 배터리(100)의 내부에서 배터리 내부 온도 측정을 용이하게하는 위치에서 위치된다. 예를 들면, 배터리 모니터 회로(120)는 2개 이상의 모노 블록 사이 내부 온도, 모노 블록 외측 케이싱 온도, 또는 복수 모노 블록을 포함하는 배터리 내 공기 온도를 측정할 수 있다. 또 다른 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 모노 블록 외부 또는 모노 블록 상에 위치할 수 있다. 한 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 배터리(100) 외부로부터 볼 수 있으며/접근할 수 있도록 위치할 수 있다.
이제 도 4d를 참조하면, 다양한 예시적인 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)가 내부에(또는 외부에서 연결되어) 배치된 배터리(100/200)는 부하 및/또는 전원에 연결될 수 있다. 예를 들어, 배터리(100/200)는 동력원을 위한 전기 에너지를 제공하기 위해 차량에 결합될 수 있다. 추가적으로 및/또는 선택적으로, 배터리(100/200)는 배터리(100/200)를 위한 충전 전류를 제공하기 위해 태양 전지판에 연결될 수 있다. 또한, 다양한 응용에서 배터리(100/200)는 전기 그리드에 연결될 수 있다. 배터리(100/200)가 결합되는 시스템 및/또는 구성 요소의 성질 및 수는 예를 들어 다양한 방법, 알고리즘 및/또는 본 명세서에 개시된 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 전원에 결합되지 않으며, 분리되어 있다 (예를 들어, 창고의 보관소에 있을 때).
예를 들어, 다양한 시스템 및 방법이 배터리(100/200)의 특징 및/또는 배터리(100/200) 동작 특징이 되는 정보를 이용할 수 있다. 예를 들어, 배터리(100/200) 및 애플리케이션 특정 특징에는 제조 날짜, 배터리 용량 및 전압 및 온도 제한과 같은 권장 작동 매개 변수가 포함될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 배터리 및 애플리케이션 특정 특징은 배터리(100/200)의 화학 물질-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 등-일 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 배터리 특정 특징은 배터리 제조사, 모델 번호, 암페어-시간(Ah) 배터리 용량, 공칭 전압, 부동 전압(float voltage), 충전 상태 대 개방 회로 전압, 충전 상태, 부하에서의 전압 및/또는 등화 전압(equalized voltage) 등일 수 있다. 또한, 상기 특징은 배터리(100/200)의 임의의 적절한 특정 특징 일 수 있다.
다양한 예시적인 실시 예에서, 애플리케이션 특정 특징은 애플리케이션을 셀룰러 라디오 기지국, 전동 지게차, 전자 자전거 등으로 식별 될 수 있다. 보다 일반적으로, 애플리케이션 특정 특징은 그리드 결합 애플리케이션과 모바일 애플리케이션 사이에서 구별될 수 있다.
다양한 예시적인 실시 예에서, 배터리(100/200)를 특징화하는 정보는: 정보를 수동으로 타이핑하는 것에 의해 모바일 장치상에서 실행되는 소프트웨어 프로그램, 서버에 의해 컴퓨터 또는 모바일 장치에 제시된 웹 인터페이스, 또는 다른 적합한 수동 데이터 입력 방법에 의해 입력될 수 있다. 다른 예시적인 실시 예에서, 배터리(100/200)를 특징화하는 정보(information characterizing battery)는 메뉴 또는 체크리스트(예를 들어, 메뉴로부터 배터리의 공급 업체 또는 모델을 선택)로부터 선택될 수 있다. 다른 예시적인 실시 예에서, 정보는 배터리에서의 QR 코드를 스캐닝 함으로써 수신 될 수 있다. 다른 예시적인 실시 예에서, 배터리(100/200)를 특징화하는 정보는 하나 이상의 데이터베이스에 저장 될 수 있다(예를 들어, 사용자가 이 같은 정보를 저장하는 데이터베이스에 링크하는 식별자를 제공함으로써). 예를 들어, 자동차 부서, 배터리 제조업체 및 OEM 데이터베이스, 차량 데이터베이스 및 기타 적절한 데이터베이스와 같은 데이터베이스에는 배터리 또는 배터리(100/200)의 애플리케이션을 특징화하는 데 유용한 매개 변수 및 기타 정보가 있을 수 있다. 더욱이, 이 같은 특징은 임의의 적합한 애플리케이션 특정 특징 일 수 있다.
하나의 예시적인 실시 예에서, 배터리(100/200)가 그 안에 또는 외부에 연결된 배터리 모니터 회로(120)를 갖도록 구성되면, 배터리 및 애플리케이션 특정 특징이 회로상에 프로그래밍 될 수 있다(예를 들어, 배터리 파라미터 테이블에서). 이 경우, 각 배터리(100/200)에 대한 이들 특징은 배터리(100/200)와 함께 트래블(travel)하며 본 명세서에서 설명된 분석을 수행하는 임의의 적합한 시스템에 의해 액세스될 수 있다. 다른 예시적인 실시 예에서, 배터리 및 애플리케이션 특정 특징은 배터리(100/200)로부터 원격으로, 예를 들어 원격 장치에 저장될 수 있다. 또한, 배터리(100/200)를 특징화하는 정보를 수신하기 위한 임의의 적절한 방법이 사용될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 정보는 모바일 장치, 데이터 수집 장치(예를 들어, 게이트웨이) 또는 클라우드에 저장될 수 있다. 또한, 예시적인 시스템 및 방법은 배터리 충전기(예를 들어, 충전기 제조업체, 모델, 전류 출력, 충전 알고리즘 등)와 관련된 특정 특징을 수신, 저장 및 이용하도록 추가로 구성될 수 있다.
본 명세서에서 논의된 다양한 시스템 구성 요소는 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 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 프로세서에 의해 처리된 디지털 데이터로부터 도출된 정보를 표시하기 위한 메모리에 결합된 디스플레이 장치; 및 복수의 데이터베이스. 본 명세서에서 사용되는 다양한 데이터베이스는 온도 데이터, 시간 데이터, 전압 데이터, 배터리 위치 데이터, 배터리 식별자 데이터 및/또는 시스템의 동작에 유용한 유사한 데이터를 포함 할 수 있다. 당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 컴퓨터는 운영 체제(예를 들어, Microsoft Corporation이 제공하는 Windows, Apple Computer, Linux, Unix 등이 제공하는 MacOS 및/또는 iOS) 및 다양한 종래의 시스템을 포함할 수 있다. 일반적으로 컴퓨터와 관련된 소프트웨어 및 드라이버를 지원한다.
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, 실시 예들에 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, 그와 같은 동작은 기계 동작 일 수 있거나, 임의의 동작은 인공 지능(AI) 또는 기계 학습에 의해 수행되거나 향상될 수 있다. 다양한 실시 예의 특정 알고리즘을 수행하기 위한 유용한 머신은 범용 디지털 컴퓨터 또는 유사한 장치를 포함한다.
실제로, 다양한 실시 예에서, 실시 예는 본 명세서에 설명된 기능을 수행할 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 시스템에 관한 것이다. 컴퓨터 시스템은 모노 블록을 관리하기 위한 프로세서와 같은 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 프로세서는 통신 인프라(예를 들면, 통신 버스, 크로스 오버 바 또는 네트워크)에 연결된다. 이 같은 컴퓨터 시스템과 관련하여 다양한 소프트웨어 실시 예가 설명된다. 이 같은 설명을 읽은 후, 다른 컴퓨터 시스템 및/또는 아키텍처를 사용하여 다양한 실시 예를 구현하는 방법은 관련 기술 분야의 숙련자에게 명백 할 것이다. 컴퓨터 시스템은 디스플레이 유닛 상에 디스플레이하기 위해 통신 인프라(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. 이차 메모리는 예를 들어, 디스크 드라이브, 자기 테이프 드라이브, 광 디스크 드라이브 등을 나타내는 하드 디스크 드라이브 및/또는 이동식 저장 장치 드라이브를 포함할 수있다. 이동식 저장 드라이브는 잘 알려진 방법으로 이동식 저장 유닛으로부터 판독되며 및/또는 이동식 저장 유닛으로 기록된다. 이동식 저장 유닛은 이동식 저장 드라이브에 의해 판독 및 기록되는 디스크, 자기 테이프, 광 디스크, 솔리드 스테이트 메모리 등을 대표한다. 이해 될 수 있는 바와 같이, 이동식 저장 유닛은 컴퓨터 소프트웨어 및/또는 데이터가 저장된 컴퓨터 사용 가능한 저장 매체를 포함한다.
다양한 실시 예에서, 이차 메모리는 컴퓨터 프로그램 또는 다른 명령이 컴퓨터 시스템에 로딩될 수 있게 하는 다른 유사한 장치를 포함할 수 있다. 이러한 장치는 예를 들어, 이동식 저장 유닛 및 인터페이스를 포함할 수 있다. 이러한 예로는 프로그램 카트리지 및 카트리지 인터페이스(비디오 게임 장치에서 발견될 수 있는 것과 같은), 이동식 메모리 칩(예를 들면, EPROM (비 휘발성 반도체 기억장치) 또는 PROM(프로그램 가능 읽기 전용 메모리)) 및 관련 소켓 그리고 기타 이동식 저장 장치 및 인터페이스를 통해 소프트웨어 및 데이터가 이동식 저장 유닛으로부터 컴퓨터 시스템으로 전송될 수 있도록 한다.
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 카드와 같은), 통신 포트, PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association) 슬롯 및 카드 등을 포함할 수 있다. 통신 인터페이스를 통해 전송된 소프트웨어 및 데이터는 통신 인터페이스에 의해 수신될 수 있는 전자, 전자기, 광학 또는 다른 신호일 수 있는 신호 형태이다. 이들 신호는 통신 경로(예를 들어, 채널)를 통해 통신 인터페이스에 제공된다. 이 같은 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 이동식 저장 드라이브 및 하드 디스크와 같은 매체를 지칭하기 위해 사용된다. 이들 컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터 시스템에 소프트웨어를 제공한다.
컴퓨터 프로그램(컴퓨터 제어 논리이라고도 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 있게 한다. 특히, 컴퓨터 프로그램은 실행될 때 프로세서가 다양한 실시예의 특정 특징을 수행할 수 있게 한다. 따라서, 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 시스템의 제어기를 나타낸다.
다양한 실시 예에서, 소프트웨어는 컴퓨터 프로그램 프로덕트에 저장될 수 있으며, 이동식 저장 드라이브, 하드 디스크 드라이브 또는 통신 인터페이스를 사용하여 컴퓨터 시스템에 로딩될 수 있다. 프로세서에 의해 실행될 때, 제어 논리(소프트웨어)는 프로세서로 하여금 본 명세서에 설명된 다양한 실시예의 기능을 수행하게 한다. 다양한 실시 예에서, ASIC(application specific integrated circuit)과 같은 하드웨어 구성 요소가 소프트웨어 기반 제어 논리 대신 사용될 수 있다. 본 명세서에 기술된 기능들을 수행하기 위한 하드웨어 상태 머신의 구현은 관련 기술의 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, 개인 휴대 정보 단말기, 셋 톱 박스, 워크 스테이션, 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 기타 네트워크를 통해 데이터를 수신할 수 있는 다른 장치를 포함하는 다른 유형의 컴퓨팅 유닛 또는 시스템이 사용될 수도 있다. 웹 클라이언트는 Microsoft Corporation에서 제공하는 Internet Explorer 또는 Edge, Google에서 제공하는 Chrome, Apple Computer에서 제공하는 Safari 또는 인터넷에 액세스할 수 있는 임의의 다른 다양한 소프트웨어 패키지를 실행할 수 있다.
실무자들은 웹 클라이언트가 애플리케이션 서버와 직접 접촉하거나 접촉하지 않을 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 웹 클라이언트는 인터넷 서버에 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있는 다른 서버 및/또는 하드웨어 구성 요소를 통해 애플리케이션 서버의 서비스에 액세스할 수 있다. 예를 들어, 웹 클라이언트는 로드 밸런서를 통해 애플리케이션 서버와 통신 할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 액세스는 상업적으로 이용 가능한 웹 브라우저 소프트웨어 패키지를 통해 네트워크 또는 인터넷과 통하게 된다.
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 실시 예에서, 예시적인 시스템의 컴포넌트, 모듈 및/또는 엔진은 마이크로 애플리케이션 또는 마이크로 앱으로 구현될 수 있다. 마이크로 앱은 일반적으로 애플 컴퓨터에서 제공하는 iOS, Google에서 제공하는 Android, Microsoft Corporation에서 제공하는 Windows Mobile 등을 포함한 모바일 운영 체제와 관련하여 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 구성 요소를 모니터링 한 후 검출된 입력을 하드웨어로부터 마이크로 앱으로 통신하는 운영 체제로부터 응답을 요청하도록 구성될 수 있다.
본원에 사용 된 "식별자"는 아이템, 예를 들어 배터리(100/200)를 고유하게 식별하는 임의의 적절한 식별자 일 수 있다. 예를 들어, 상기 식별자는 글로벌적으로 고유한 식별자일 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "네트워크"는 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성 요소를 포함하는 임의의 클라우드, 클라우드 컴퓨팅 시스템 또는 전자 통신 시스템 또는 방법을 포함한다. 당사자들 간의 통신은 예를 들어 전화 네트워크, 엑스트라 넷, 인트라넷, 인터넷, POI(Point of Interaction) 장치(매장(Point of Sale) 장치, 스마트 폰, 휴대폰, 키오스크 등), 온라인 통신, 위성 통신, 오프라인 통신, 무선 통신, 트랜스 폰더 통신, LAN(근거리 통신망), WAN(광역 네트워크), VPN (가상 사설망), 네트워크 또는 연결된 장치, 키보드, 마우스 및/또는 임의의 적절한 통신 또는 데이터 입력 양식과 같은 임의의 적절한 통신 채널을 통하여 달성된다. 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 기존 또는 미래의 여러 프로토콜을 사용하여 구현될 수도 있다. 네트워크가 인터넷과 같은 공용 네트워크의 특징인 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, 본 명세서에서 상세히 설명되지 않는다. 예를 들어, Dilip Naik, Internet Standards and Protocols(인터넷 스탠다드 앤드 프로토콜)(1998); JAVA® 2 Complete, 다수 저자(Sybex 1999); Deborah Ray 앤드 Eric Ray, Mastering(마스터링) HTML 4.0(1997); Loshin, TCP/IP Clearly Explained(1997) 앤드 David Gourley 앤드 Brian Totty, HTTP, The Definitive Guide (2002), 이들 내용은 참조로 포함되어 있다(모든 면책 조항(disclaimers or disavowals) 대상은 제외하며, 일체로 포함된 자료가 본 명세서의 내용과 일관되지 않는 한도에서는 당해 자료를 제외하고, 이 같이 제외된 자료에 대하여는 본 명세서 내용으로 한다). 다양한 시스템 구성 요소는 데이터 링크를 통해 네트워크에 독립적으로, 개별적으로 또는 집합적으로 적절하게 결합될 수 있다.
"클라우드" 또는 "클라우드 컴퓨팅"은 최소한의 관리 노력이나 서비스 제공 업체 상호 작용으로 신속하게 충분히 제공될 수 있으며 릴리이스 될 수 있는 구성 가능한 컴퓨팅 리소스(예를 들어, 네트워크, 서버, 스토리지, 애플리케이션 및 서비스)의 공유 풀에 편리하고 주문형 네트워크 액세스를 가능하게하는 모델을 포함한다. 클라우드 컴퓨팅은 위치와는 독립적인 컴퓨팅을 포함할 수 있으며, 이로 인해 공유 서버는 리소스, 소프트웨어 및 데이터를 컴퓨터 및 기타 장치에 요청시 제공한다. 클라우드 컴퓨팅에 대한 더욱 자세한 내용은 https://doi.org/10.6028/NIST.SP.800-145(2018년 7 월 마지막 방문)에서 제공되는 클라우드 컴퓨팅에 대한 NIST(National Institute of Standards and Technology) 정의를 참조하며, 본 명세서에 전체적으로 참조로 포함된다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "전송"은 네트워크 연결을 통해 하나의 시스템 구성 요소로부터 다른 시스템 구성 요소로 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 포함할 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 관계 형, 계층적, 그래픽, 블록 체인, 객체 지향 구조 및/또는 임의의 다른 데이터베이스 구성을 포함할 수 있다. 데이터베이스를 구현하는 데 사용할 수 있는 공통 데이터베이스 프로덕트에는 IBM®의 DB2(Armonk, NY), ORACLE® Corporation (Redwood Shores, CA)의 다양한 데이터베이스 프로덕트, MICROSOFT® Corporation (Redmond, Washington)의 MICROSOFT® Access® 또는 MICROSOFT® SQL Server® Corporation, MySQL AB (스웨덴 웁살라)의 MySQ, APACHE®의 MongoDB®, Redis®, Apache Cassandra®, HBase, 기타 적절한 데이터베이스 프로덕트가 있다. 또한, 상기 데이터베이스는 임의의 적절한 방식으로, 예를 들어 데이터 테이블 또는 룩업 테이블로 구성 될 수 있다. 각 기록은 단일 파일, 일련의 파일, 일련의 연결된 데이터 필드 또는 기타 데이터 구조일 수 있다.
본 명세서에서 논의된 임의의 데이터베이스는 피어 투 피어 네트워크(peer-to-peer network)를 통해 복수의 컴퓨팅 장치(예를 들어, 노드)에 의해 유지되는 분산된 레저(ledger)를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치 각각은 분산된 레저의 사본 및/또는 부분 사본을 유지하고, 네트워크에서 하나 이상의 다른 컴퓨팅 장치와 통신하여 분산된 레저에서 데이터를 검증하고 기록한다. 상기 분산된 레저는 예를 들어 합의 기반 유효성 검사, 불변성 및 암호화 체인 데이터 블록을 포함하여 블록 체인 기술의 특징 및 기능을 사용할 수 있다. 상기 블록 체인은 데이터를 포함하는 상호 연결된 블록의 레저를 포함할 수 있다. 각 블록은 개별 트랜잭션과 모든 블록 체인 실행 파일의 결과를 보유할 수 있으므로 블록 체인은 보안을 강화할 수 있다. 각각의 블록은 이전 블록에 링크될 수 있고 타임 스탬프를 포함할 수있다. 각 블록은 블록 체인에서 이전 블록의 해시(hash)를 포함할 수 있으므로 블록이 링크될 수 있다. 상기 링크된 블록은 하나의 후속 블록만 한 단일 체인을 위해 다른 한 선행 블록으로 연결되도록 허용되는 체인을 형성한다. 일반적으로는 분기 체인 중 하나만 합의 체인으로 유지되지만, 분기 체인이 이전에 균일한 블록 체인으로부터 설정된 경우 포크(fork)가 가능할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 블록 체인은 분산 방식으로 데이터 워크 플로우를 강제하는 스마트 계약을 구현할 수 있다. 시스템은 또한 예를 들어 컴퓨터, 태블릿, 스마트 폰, 사물 인터넷 장치("IoT"장치) 등과 같은 사용자 장치에 배치된 응용 프로그램(애플리케이션)을 포함할 수 있다. 상기 응용 프로그램은 데이터를 전송하고 검색하기 위해 블록 체인과 통신할 수 있다(예를 들어, 직접 또는 블록 체인 노드를 통해). 다양한 실시 예들에서, 통치 조직 또는 컨소시엄은 블록 체인 상에 저장된 데이터로의 액세스를 제어할 수 있다. 관리 조직에 등록하면 블록 체인 네트워크에 참여할 수 있다.
블록 체인 기반 시스템을 통해 수행되는 데이터 전송은 구현된 특정 블록 체인 기술의 블록 생성 시간에 의해 결정될 수 있는 지속 기간 내에 블록 체인 네트워크 내의 연결된 피어(peers)로 전파될 수 있다. 이 시스템은 또한 블록 체인에 저장된 데이터의 상대적으로 불변인 특징으로 인해 적어도 부분적으로 향상된 보안을 제공하며, 다양한 데이터 입력 및 출력으로 인해 함부로 변경될 가능성을 줄인다. 또한, 상기 시스템은 블록 체인상에 데이터를 저장하기 전에 데이터에 대한 암호화 프로세스를 수행함으로써 데이터의 보안을 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 실시 예들에서, 상기 시스템은 또한 공통 데이터 구조를 제공함으로써 데이터베이스 동기화 에러를 감소 시켜서, 저장된 데이터의 무결성을 적어도 부분적으로 향상시킬 수 있다. 상기 시스템은 또한 각 노드가 저장된 데이터의 전체 사본으로 동작함에 따라, 기존 데이터베이스 (예를 들면, 관계형 데이터베이스, 분산 데이터베이스 등)에 비해 향상된 안정성 및 내결함성을 제공하며, 따라서 로컬화된 네트워크 중단 및 하드웨어 고장으로 인한 가동 중지 시간을 적어도 부분적으로 줄인다. 상기 시스템은 또한 노드 각각이 연결된 모든 피어에게 메시지를 방송하기 때문에 신뢰할 수 있는 피어 그리고 신뢰할 수 없는 피어를 갖는 네트워크 환경에서 데이터 전송의 신뢰성을 증가시킬 수 있으며, 블록 각각이 이전 블록에 대한 링크를 포함하기 때문에 한 노드가 누락 된 블록을 신속하게 감지할 수 있고 그와 같이 누락된 블록에 대한 요청을 블록 체인 네트워크의 다른 노드로 전파할 수 있다.
본 명세서에 설명된 일부 실시 예는 배터리에 내장되거나 부착된 모니터 회로를 갖는 하나 이상의 배터리를 포함하는 시스템에 관한 것이며, 시스템내의 원격 장치(무선 또는 유선)는 배터리 (들)로부터 전압 및 온도 데이터를 수신한다.
예시적인 한 실시 예에서, 시스템은 예를 들어 배터리 동작 이력 매트릭스(450)로서 배터리 동작 이력(operating history)을 저장하도록 구성될 수 있다. 상기 배터리 동작 이력은 배터리 수명의 하나 이상의 단계를 통해 배터리 그룹 내의 각 배터리(100/200) 내에 있는, 복수의 모노 블록 중 하나 이상으로부터의 전압 및 온도 데이터를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 한 실시 예에서, 배터리 동작 이력이 배터리(100/200)가 제품에 통합되거나 서비스에 배치된 후에(단독 또는 배터리 그룹으로) 기록될 수 있다. 배터리 동작 이력은 수명이 다한 후에 기록되거나, 제2 수명 애플리케이션에서 재사용 되거나, 및/또는 배터리(100/200)가 결국 재활용되거나 폐기될 때까지 기록될 수 있다.
예시적인 한 실시 예에서, 배터리 동작 이력은 배터리 모니터 회로(120)에 저장된다. 다른 예시적인 한 실시 예에서, 배터리 동작 이력은 배터리 모니터 회로(120)로부터 원격으로 저장된다. 예를 들어, 본 명세서에서 설명된 데이터가 배터리 모니터 회로(120)로부터 원격한 하나 이상의 데이터베이스에 저장될 수 있다. 원격 데이터베이스의 예로는 클라우드, 백엔드 서버, 게이트웨이 및 로컬 또는 원격으로 위치된 하나 이상의 원격 장치(414)를 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
예시적인 한 실시 예에서, 시스템은 하나 이상의 시간 주기 동안 배터리 동작 이력을 저장하도록 구성 될 수 있으며, 상기 배터리 동작 이력은 배터리가 어떻게 작동되었는지를 나타내기 위해 분석될 수 있다. 다른 예시적인 한 실시 예에서, 배터리 동작 이력 매트릭스(450)는 그것이 작동된 환경 조건을 나타내기 위해 분석될 수 있다. 다른 예시적인 한 실시 예에서, 배터리 동작 이력은 이들 시간 주기 동안 저장된 데이터에 기초하여 결정된 다른 배터리(100/200)와 함께 유지하였던 집단(society)을 나타내기 위해 분석될 수 있다. 예를 들어, 원격 장치(414)는 하나의 애플리케이션에서 2 개의 배터리가 함께 사용되는 경우와 같이 배터리(100/200)와 전기적으로 연관된 다른 배터리(100/200)의 아이덴티티를 저장하도록 구성될 수 있다. 이 같이 공유된 집단 정보는 전술한 고유 전자 식별자 및 배터리가 어디에 위치 하는가를 식별하는 데이터에 기초할 수 있다. 다른 예시적인 한 실시 예에서, 원격 장치(414)는 언제 배터리(100/200)가 특정 동작에서 공유되는 가를 추가로 저장할 수 있다.
예시적인 한 실시 예에서, 이력 정보는 전압, 온도 및 시간 데이터(배터리 동작 데이터 )에 기초할 수 있다. 상기 예시적인 실시 예에서, 이력 정보에 대해 분석이 수행된다. 본 명세서에서 사용된 "시간"은 전압/온도 측정의 날짜, 시간, 분, 초 및/또는 밀리 초를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시 예에서, "시간"은 전압/온도 조건이 존재한 시간의 양을 의미할 수 있다. 특히, 상기 이력은 배터리 또는 배터리들과 관련된 충전 및 방전 전류로부터 도출된 데이터에 기초하지 않는다. 이는 모니터링 되는 배터리 각각 그리고 모니터링 되는 모든 배터리에 대해 전류를 측정하는 센서를 연결하고 포함하는 것이 엄격히 금지되기 때문에 특히 중요하며, 관련된 시간은 모니터링 되는 배터리가 많은 개별 배터리에서 각각 감지된다.
예시적인 한 실시 예에서, 원격 장치(414)는 복수의 모노 블록 중 하나 이상으로부터 배터리 동작 데이터를 수신할 수 있고 복수의 모노 블록 중 하나 이상으로 구성된 다른 배터리로부터 동작 데이터를 수신할 수 있다. 상기 원격 장치(414)는 설계(design) 또는 동작 특성을 더 수신할 수 있다. 이들 설계 또는 동작 특성은 복수의 모노 블록 중 하나 이상에 대하여, 유사한 전기적 동작 조건, 이질적인 전기적 동작 조건, 유사한 이종 환경 동작 조건, 유사한 이종 모노 블록 구성, 유사한 무선 기지국 설계, 이종 무선 기지국 설계 등을 포함하지만 이들로 제한되지는 않는다.
또 다른 예시적인 실시 예에서, 상기 시스템은 위치가 분산된 배터리(100/200)에 대한 동시 발생 전압 및/또는 동시 발생 온도 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다. 이는 다른 위치에 있고 다른 조건에서 작동하는 배터리(100/200) 또는 배터리 그룹에서는 어떠한 동시 발생 전압 및/또는 동시 발생 온도 데이터도 없는 과거 솔루션에 비해 크게 개선된 것이다. 따라서, 상기 예시적인 실시 예에서, 이력 전압 및 온도 데이터가 배터리 또는 배터리 그룹의 상태를 평가하고 및/또는 배터리의 미래 상태에 대한 예측 및 비교를 위해 사용될 수 있다.
도 5는 배터리 동작 데이터 및 외인성 데이터(exogenous data)를 이용하여 배터리(100/200)의 동작을 평가하는 방법을 도시한다. 상기 방법은 단계(502)에서, 복수의 배터리 내의 배터리(100/200) 각각에 대해, 배터리(100/200)의 온도 및 배터리(100/200)의 전압(집합적으로, 배터리 각각에 대한, "배터리 동작 데이터")을 감지함을 포함한다. 각 배터리(100/200)는 그에 결합되거나 그 안에 배치된 각각의 배터리 모니터 회로(120)를 가지며, 각 배터리에 대한 배터리 동작 데이터의 감지는 각각의 배터리 모니터 회로(120)에 의해 수행된다. 단계(504)에서, 상기 방법은 배터리(100/200) 각각에대한 배터리 동작 데이터를 각각의 배터리 모니터 회로(120)로부터 원격 장치(414)로 무선으로 전송하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 상기 방법은 단계(506)에서 복수의 배터리에서 적어도 하나의 배터리(100/200)와 관련된 외인성 데이터를 원격 장치(414)에서 수신함을 더욱 포함한다. 상기 방법은 단계 508에서, 배터리(100/200)의 성능을 평가하기 위해 배터리(100/200)에 대한 배터리 동작 데이터와 함께 배터리(100/200)와 관련된 외인성 데이터를 이용함을 더욱 포함할 수 있다.
예시적인 한 실시 예에서, 리저브(reserve) 배터리에 대한 배터리 동작 이력이 수년간의 동작 동안 기록될 수 있다. 이러한 이력으로부터, 지난 2 년의 겨울 시즌 동안 배터리 온도가 낮은 반면, 배터리 리저브 시간이 근소하였던 것으로 관찰되었다. 겨울 기온에 대한 장기간 일기 예보를 나타내는 외인성 데이터를 사용하면, 정상적인 겨울보다 추울 것이 예상된다. 예상 온도를 기반으로 볼 때, 예상 리저브 시간은 안정적인 시스템 동작에 필요한 시간보다 짧은 것으로 계산되므로, 문제가 되는 배터리는 겨울 시즌 전에 교체해야 한다는 알림이 표시된다.
다른 한 실시 예에서, 상기 외인성 데이터는 배터리(100/200) 위치에서의 로컬 날씨 데이터이다
다른 한 실시 예에서, 외인성 데이터를 이용하는 것은 배터리 온도 데이터를 복수의 배터리에서 하나 이상의 배터리(100/200)의 물리적 위치와 관련된 로컬 날씨 데이터와 상관시킴을 포함하며: 배터리(100/200)의 성능에 대한 로컬 기상 조건의 영향을 식별하는 출력을 생성하고; 그리고 물리적 위치에 대한 일기 예보 정보를 이용하여 배터리(100/200)의 미래 성능을 예측하도록 한다.
또 다른 한 실시 예에서, 배터리는 전력 그리드에 연결되며, 외인성 데이터는 전기 유틸리티 데이터 및 전력 그리드 데이터를 포함하고, 외인성 데이터를 이용하는 것은 배터리 동작 데이터를 전기 유틸리티 데이터 및 전력 그리드 데이터와 상관시키는 것을 포함하며: 배터리(100/200)의 성능에 대한 전력 그리드 상태 영향을 식별하는 출력을 생성하고; 그리고 전력 그리드에 대한 예측 정보를 이용하여 배터리의 미래 성능을 예측하도록 한다.
또 다른 한 실시 예에서, 배터리 동작 데이터 및 배터리 동작 이력은 선택된 시간 주기 동안 배터리(100/200)가 어떻게 동작했는지; 그리고 배터리(100/200)가 복수의 배터리에서 하나 이상의 다른 배터리(100/200)와 함께 유지한 집단을 평가하도록 사용될 수 있다.
또 다른 한 실시 예에서, 배터리(100/200)의 성능 정보에 기초하여, 사용자는 배터리(100/200)를 새로운 배터리(100/200)로 교체하고; 배터리(100/200)를 복수의 배터리 중 다른 배터리로 교체하고; 또는 배터리(100/200)의 성능과 관련하여 원격 장치(414)로부터 배터리(100/200)의 소유자에게 통지를 전송한다.
또 다른 한 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 전류 센서를 포함하지 않으며, 외인성 데이터를 이용하는 것은 배터리(100/200)에 대한 전류 정보를 이용하는 것을 포함하지 않는다.
도 6은 배터리 동작 데이터 및 외인성 데이터를 이용하여 복수의 배터리의 동작을 평가하기 위한 예시적인 방법을 도시한다. 상기 방법은 단계(602)에서, 복수의 배터리 내의 배터리 각각에 대해, 배터리의 온도 및 배터리의 전압(집합적으로, 배터리 각각에 대한 "배터리 동작 데이터")을 감지하는 단계를 포함하며, 배터리 각각은 그 안에 내장되거나 결합된 각각의 배터리 모니터 회로를 포함하고, 각 배터리에 대한 배터리 동작 데이터의 감지는 각각의 배터리 모니터 회로에 의해 수행된다. 상기 방법은 단계(604)에서, 각각의 배터리 모니터 회로로부터 배터리 각각에 대한 배터리 동작 데이터를 원격 장치로 무선으로 전송하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 상기 방법은 단계(606)에서, 원격 장치에 의해 복수의 배터리내의 하나 이상의 배터리 또는 배터리 그룹 사이의 동시 발생 및/또는 이력 데이터의 비교를 허용하는 포맷으로 배터리 동작 데이터를 로깅(logging)하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 상기 방법은 단계(608)에서, 원격 장치에 의해, 복수의 배터리 내 하나 이상의 다른 배터리로부터의 배터리 동작 데이터 및 배터리 성능을 평가하기 위한 외인성 데이터를 이용함으로써 하나 이상의 배터리의 성능을 평가함을 더욱 포함할 수 있다.
또 다른 한 실시 예에서, 한 예시적인 방법은 배터리 동작 데이터를 외인성 데이터와 상관시킴으로써, 리저브 애플리케이션에서 동작하는 배터리의 요구된 리저브 시간을 예측함을 포함하며, 여기서 상기 외인성 데이터는 이력 콜 볼륨(call volume) 외인성 데이터이며, 이때 배터리 또는 배터리 그룹 내의 복수의 모노 블록의 내부 온도와 전압을 과거의 콜 볼륨 및 다가오는 조건과 상관 시킴을 포함하며, 상기 과거의 콜 볼륨과 다가오는 조건이 이력적으로 높은 콜 볼륨을 생성하여서 특정 모노 블록 배터리 또는 배터리 그룹의 성능 요건에 대한 콜 볼륨의 영향을 식별하고 외인성 데이터의 예측을 기반으로 배터리 성능을 예측하는 출력을 생성하도록 한다.
또 다른 한 실시 예에서, 한 예시적인 방법은 원격 장치(414)에 의해 제1 배터리(100/200)의 이력 배터리 동작 데이터에 기초하여 제1 배터리(100/200)의 미래 성능을 예측하고, 상기 제1 배터리(100/200)의 미래 동작 조건에서의 예상 변동과 상관됨을 포함한다.
또 다른 한 실시 예에서, 한 예시적인 방법은 배터리 동작 데이터를 배터리 동작 이력과 비교함을 포함하며, 여기서 배터리 동작 이력은 배터리(100/200)가 어떻게 동작했는지, 배터리가 동작한 환경 조건, 그리고 일정 시간 동안 저장된 데이터에 의해 결정된 다른 배터리와 함께 유지하였던 집단을 나타내기 위해 분석될 수 있다.
도 7은 배터리(100/200)의 동작을 평가하기 위한 방법을 도시한다. 이 방법은 배터리(100/200)에 대한 배터리 동작 데이터를 이용하고 복수의 다른 배터리에 대한 배터리 동작 데이터를 이용한다. 상기 방법은 단계(702)에서, 복수의 배터리 내의 배터리(100/200) 각각에 대해, 배터리(100/200)의 온도 및 배터리(100/200)의 전압(포괄적으로, 배터리 각각에 대한 "배터리 동작 데이터")을 포함한다. 배터리(100/200) 각각은 내장되거나 부착된 배터리 모니터 회로(120)를 가지며, 배터리(100/200) 각각에 대한 배터리 동작 데이터의 감지가 각각의 배터리 모니터 회로(120)에 의해 수행된다. 단계(704)에서, 각각의 배터리 모니터 회로(120)로부터 배터리(100/200) 각각에 대한 배터리 동작 데이터를 원격 장치(414)로 무선으로 전송하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 상기 방법은 단계(706)에서, 원격 장치(414)에서, 복수의 배터리에서 배터리(100/200) 각각에 대한 설계 특성 또는 동작 특성을 수신함을 포함한다. 상기 방법은 단계(708)에서, 원격 장치(414)에 의해, 복수의 배터리 내 둘 이상의 배터리들 사이 또는 배터리 그룹(100/200)과의 사이에서 동시 발생 및/또는 이력 배터리 동작 데이터의 비교를 허용하는 포맷으로 각각의 배터리 모니터 회로(120)로부터 수신된 배터리 동작 데이터를 로깅함을 더욱 포함할 수 있다. 상기 방법은 단계(710)에서, 원격 장치(414)에 의해, 제1 배터리(100/200)의 상태를 평가함을 더욱 포함하며, 이때 제1 배터리(100/200)의 배터리 동작 데이터를 복수의 배터리 내의 다른 배터리의 배터리 동작 배터리와 비교함에 의해 제1 배터리(100/200)의 배터리 동작 데이터 함수로서 복수의 배터리 내 제1 배터리(100/200) 상태를 평가함을 더욱 포함한다.
예시적인 한 실시 예에서, 영업용 택시 집단(a fleet of taxis)은 모두 동일한 제조업체, 모델 및 크기의 시동(starter) 배터리를 이용한다. 배터리 동작 이력 및 배터리 크랭크 매트릭스의 분석을 통해 상기 택시 집단 내 배터리는 다가오는(예측된) 매우 추운 날씨에 만족스럽게 동작할 수 있는 능력을 갖는 등급으로 평가될 수 있다. 이 같은 분석에 기초하여, 예측된 추운 날씨에는 신뢰할 수 없는 배터리가 장착된 차량에 대해 통지가 발행되어서, 엔진을 정지시키고 시동이 걸리지 않는 위험부담 없이, 그 같은 추운 날씨 동안에는 차량을 공회전 상태로 유지시킬 수 있다. 이 같은 실시는 겨울 동안 모든 차량에 대해 구현될 수 있지만, 이 같은 예시적인 실시 예에서, 영업용 차량 집단 모든 차량을 공전시키는 비용은 회피되고, 한계 성능을 갖는 배터리를 가진 차량 만이 공회전 상태가 된다.
또 다른 한 실시 예에서, 외인성 데이터를 이용하는 것은 복수의 배터리 내 배터리 그룹(100/200)의 물리적 위치와 관련된 로컬 날씨 데이터와 배터리 온도 데이터를 상관시키는 단계를 포함하여, 배터리 그룹(100/200)의 성능에 대한 지역 기상 상태의 영향을 식별하는 출력을 생성 하며; 그리고 물리적 위치에 대한 일기 예보 정보를 이용하여 배터리 그룹의 미래 성능을 예측한다.
또 다른 한 실시 예에서, 배터리 그룹은 리저브 애플리케이션에서 동작한다. 상기 리저브 애플리케이션은 셀룰러 무선 기지국에 대한 이력 콜 볼륨 정보를 포함할 수 있는 외인성 데이터를 이용하며, 상기 외인성 데이터를 이용하는 것은 배터리 동작 데이터를 외인성 데이터와 상관시킴으로써 배터리 그룹의 필요한 리저브 시간을 예측함을 더욱 포함하고, 상기 상관 관계는: 배터리 그룹 내 배터리(100/200) 각각에 대한 배터리 동작 데이터; 셀룰러 무선 기지국에 대한 이력 콜 볼륨; 그리고 셀룰러 무선 기지국에 대한 높은 콜 볼륨을 기록적으로 생성하는 다가오는 조건으로서, 배터리 그룹의 성능 요건에 대하여 셀룰러 무선 기지국에서의 콜 볼륨 영향을 식별하는 출력을 생성하는 다가오는 조건을 이용한다.
또 다른 한 실시 예에서, 예시적인 방법은 배터리 동작 데이터를 외인성 데이터와 비교함을 포함하며, 온도 데이터를 배터리 또는 배터리 그룹 내의 복수의 모노 블록 중 하나 이상의 물리적 위치와 연관된 지역 날씨 데이터와 상관시켜서, 특정 배터리 또는 배터리 그룹의 성능에 대한 지역 기상 조건의 영향을 식별하고, 지역 날씨 외인성 데이터의 예측에 기초하여 성능을 예측하는 출력을 생성하도록 한다.
또 다른 한 실시 예에서, 한 예시적인 방법은 배터리 동작 데이터를 외인성 데이터와 비교함을 포함하고, 상기 외인성 데이터는 전기 유틸리티 데이터 그리고 그리드 데이터이며, 배터리(100/200) 또는 배터리 그룹의 복수의 모노 블록 하나 이상의 내부 온도와 전압 상기 전기 유틸리티 데이터 그리고 그리드 데이터와 상관시켜서, 특정 모노 블록, 배터리(100/200) 또는 배터리 그룹의 성능 요구에 전력 그리드 조건의 영향을 식별하고, 그와 같은 외인성 데이터의 예측에 기초하여 배터리 성능을 예측하는 출력을 생성하도록 한다.
또 다른 한 실시 예에서, 배터리 그룹으로부터의 배터리 동작 데이터를 외인성 데이터와 비교함은 배터리 또는 배터리 그룹 내의 복수의 모노 블록 중 하나 이상의 내부 온도와 전압을 과거의 콜 볼륨 및 다가오는 조건과 상관 시킴을 포함하며, 상기 과거의 콜 볼륨과 다가오는 조건이 이력적으로 높은 콜 볼륨을 생성하여서 배터리 그룹의 성능에 대한 콜 볼륨의 영향을 식별하고 그와 같은 외인성 데이터의 예측을 기반으로 배터리 그룹 성능을 예측하는 출력을 생성하도록 한다.
다른 한 실시 예에서, 원격 장치(414)는 하나 이상의 위치적으로 분산된 배터리에 대한 동시 발생 전압 및 동시발생 온도 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다.
다른 한 실시 예에서, 배터리는 위치적으로 분산되어 있다.
또 다른 한 실시 예에서, 예시적인 방법은 원격 장치(414)에서 외인성 데이터를 수신하고, 이때 상기 외인성 데이터는 배터리 그룹과 관련되고; 배터리 그룹으로 구성된 복수의 모노 블록들 중 하나 이상에 물리적으로 내부 또는 외부에 배선된 배터리 모니터 회로(120)를 사용하여 배터리 내의 복수의 모노 블록들 중 하나 이상에 대한 내부 온도 및 전압을 원격 장치(414)에서 수신하며; 상기 수신된 측정에 기초하여 원격 장치(414)에 의해 배터리 그룹의 온도 파라미터를 결정하고; 상기 수신된 측정에 기초하여 원격 장치(414)에 의해 예측된 전압 파라미터를 결정하며; 그리고 원격 장치(414)에 의해, 내부 온도 및 전압의 함수로서 배터리의 상태를 평가함을 포함하고, 상기 배터리의 상태를 결정함은 배터리 그룹으로부터 배터리 동작 데이터를 비교함을 포함한다. 포함한다.
예시적인 한 실시 예에서, 복수의 모노 블록으로 구성된 배터리는 리저브 애플리케이션에서 동작 중이다. 복수의 모노 블록은 병렬로 연결된 4 개의 모노 블록(총 16 개의 모노 블록)의 4 개의 직렬 스트링으로 배열된다. 배터리 동작 이력을 사용하여 모노 블록 각각에 의해 경험된 극한의 전압 및 온도이 동일한 시점에 비교되어서, 모노 블록 중 어느 것이 모노 블록의 밸런스보다 방전 시 더 낮은 전압을 경험하는지, 또는 모노 블록의 상기 밸런스보다 짧은 시간에 충전 전압의 최고 값 달성하고 있는지를 결정하도록 하며, 이는 배터리의 용량이 배터리 내의 다른 모노 블록 아래로 감소하였음을 나타내는 것이다. 또한, 손상된 모노 블럭의 온도 이력을 분석하여 상기 감소된 용량이 상기 손상된 모노 블럭과 상기 배터리 내의 나머지 모노 블럭 사이의 장기 온도 차이의 결과인지를 판단할 수 있다. 또한, 온도 차이가 존재하는 경우, 주변 온도가 손상된 배터리 온도에 미치는 영향을 분석하여 상기 온도 편차가 환경 조건의 결과인지 또는 전기 조건의 결과인지를 결정하도록 한다.
예시적인 한 실시 예에서, 배터리의 동작을 평가하기 위한 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 배터리의 단자에 연결하기 위한 배터리 모니터 회로(120); 및 배터리 모니터 회로(120)와 통신 연결되는 원격 장치(414)를 포함하고, 상기 배터리 모니터 회로(120)는 배터리에 대한 온도 및 전압 정보를 측정하고, 상기 온도 및 전압 정보를 원격 장치(414)에 무선으로 전송하며, 상기 원격 장치(414)는 배터리와 관련된 외인성 데이터를 수신하고, 원격 장치(414)는 (i) 온도 및 전압 정보 및 (ii) 외인성(exogenous) 데이터의 함수로서 상기 배터리 상태를 평가한다.
예시적인 한 실시 예에서, 단일 배터리(100/200) 내의 하나 이상의 모노 블럭으로부터 획득된 배터리 동작 데이터를 다른 배터리로부터의 유사한 데이터와 비교하기 위한 방법이 개시된다. 이 같은 방법은 복수의 모노 블록들 중 하나 이상 각각을 물리적으로 내부에 또는 외부에 부착된 배터리 모니터 회로(120)를 사용하여 배터리 내의 복수의 모노 블록들 중 하나 이상에 대한 내부 온도 및 전압을 감지하고; 복수의 모노 블록들 각각에 대한 상기 감지된 내부 온도 및 전압을 포함하는 데이터를 배터리 모니터링 회로로부터 원격 장치(414)(지역적으로 또는 원격으로 위치한)로 무선으로 전송하며, 이때 상기 복수의 모노 블록으로부터 수신된 데이터가 집합적으로 배터리 동작 데이터를 포함하고; 상기 원격 장치(414)에서, 다른 배터리로부터 다른 배터리 동작 데이터를 수신하며; 배터리(100/200) 및 다른 배터리에 대한 설계 또는 동작 특성을 수신하고; 하나 이상의 모노 블럭, 배터리(100/200) 및 배터리 그룹 사이의 동시발생 및/또는 이력 데이터를 비교할 수 있는 포맷으로 배터리 동작 데이터를 로깅하며; 상기 원격 장치(414) 내에서, 배터리(100/200)로부터의 배터리 동작 데이터를 다른 배터리로부터의 배터리 동작 데이터와 비교하여 배터리 성능을 평가하고; 그리고 상기 내부 온도 및 전압의 함수로서 배터리(100/200)의 상태를 평가하며, 이때 배터리(100/200)의 상태를 결정함이 배터리(100/200)로부터 배터리 동작 데이터를 비교함을 포함한다.
예시적인 한 실시 예에서, 배터리 동작 데이터는 유사한 애플리케이션에서 동작하지만, 환경적으로 다양한 위치에 위치하고 상이한 제조업체의 배터리를 이용하여 제조되는, 유사한 크기 및 파워의 지게차 트럭용으로 수집되며, 이때 상기 제조업체는 모델 번호, 용량 및 제조 일자를 포함하여 알려진 데이터이다. 배터리 작동 이력을 사용하여, 각 애플리케이션에서의 배터리 성능이 작동 시간, 방전 깊이 및 충전 시간과 같은 인자에 대해 분석된다. 1 년 동안 또는 결정적인 결과를 도출하기에 충분한 기간 동안 이러한 분석을 사용하여, 다른 제조업체의 배터리 성능을 유사한 애플리케이션 및 유사한 환경에서 비교하여 특정 환경에서 어떤 제조업체, 배터리 모델 및 용량이 가장 잘 수행 작동하는지를 결정하도록 한다. 이 같은 분석은 각기 다른 환경에 맞는 최상의 배터리 제조업체를 결정하기 위해 복수의 환경에서 수행될 수 있다(예를 들면, 더운 사막 기후에서의 냉방이 되지 않는 창고와 냉장 식품 창고).
또 다른 한 실시 예에서, 예시적인 방법은 복수의 배터리에서 제1 배터리(100/200)의 이력 배터리 동작 데이터 및 다른 배터리(100/200)의 이력 배터리 동작 데이터를 평가함을 포함하고, 상기 제1 배터리(100/200)와 복수의 배터리 중 다른 배터리(100/200)는 유사하거나 상이한 디자인, 환경 또는 동작을 갖는다.
또 다른 한 실시 예에서, 한 예시적인 방법은 미래의 동작 상태에서 예상되는 변화와 상관된 관심 배터리의 이력 배터리 동작 데이터에 기초하여 배터리(100/200)의 성능을 예측함을 포함한다.
또 다른 한 실시 예에서, 한 예시적인 방법은 제1 배터리(100/200)가 남아 있는 배터리 수명 동안 영향을 받게 될 배터리 애플리케이션 환경의 이력 작동 요구 사항과 상관된 제1 배터리의 이력 배터리 동작 데이터에 기초하여 배터리(100/200) 잔존 수명을 예측함을 포함한다.
또 다른 한 실시 예에서, 한 예시적인 방법은 관심 있는 배터리(100/200)와 유사한 작동 요건을 갖는 애플리케이션에서 다른 배터리의 이력 배터리 동작 데이터에 기초하여 배터리(100/200) 잔존 수명을 예측함을 포함한다.
또 다른 한 실시 예에서, 한 예시적인 방법은 다른 배터리(100/200)가 잔여 수명 동안 첫 번째 배터리가 이용되는 애플리케이션과 유사한 작동 요구 사항이 있는, 애플리케이션에서 이용될 때, 복수의 배터리에서 상기 다른 배터리(100/200)의 이력 배터리 동작 데이터에 기초하여 제1 배터리(100/200)의 잔여 수명을 예측함을 포함한다.
다른 한 실시 예에서, 한 예시적인 방법은 원격 장치(414)에서 주기적으로 제1 배터리(100/200) 상의 배터리 모니터 회로(120)로부터 추가 배터리 동작 데이터를 수신함을 포함하며, 이때 상기 추가 배터리 동작 데이터는 추가 크랭킹 주기 동안 제1 배터리(100/200)의 온도 또는 제1 배터리의 전압을 나타내고; 그리고 상기 원격 장치(414)에 의해 추가 배터리 동작 데이터로부터 제1 배터리의 상태 변화를 결정함을 포함한다.
다른 한 실시 예에서, 제1 배터리(100/200)의 배터리 동작 데이터 및 제1 배터리(100/200)의 배터리 동작 이력을 이용하여 선택된 시간 동안: 제1 배터리(100/200)가 어떻게 동작했는가를 평가하고; 그리고 한 집단이 제1 배터리(100/200)가 복수의 배터리에서 하나 이상의 다른 배터리(100/200)와 함께 유지되는 한 집단을 평가하도록 한다.
다른 한 실시 예에서, 제1 배터리의 상태에 기초하여 제1 배터리를 새로운 배터리로 교체 할 필요가 있는지를 결정하는 단계; 또는 제1 배터리를 복수의 배터리 중 다른 배터리로 교체하는 단계; 또는 제1 배터리(100/200)의 상태에 관련하여 상기 원격 장치(414)로부터 제1 배터리(100/200)의 소유자에게 통지를 전송하는 단계를 포함 할 수 있다.
다른 한 실시 예에서, 배터리 모니터 회로(120)는 제1 배터리(100/200)의 완전한 외부에 배치되고 제1 배터리(100/200)의 양극 단자(201) 및 음극 단자(202)에 배선된다.
다른 한 실시 예에서, 배터리 그룹 각각의 잔존 수명은 배터리 그룹 애플리케이션 환경의 이력 작동 요건과 상관된 배터리 그룹의 이력 배터리 동작 데이터에 기초하여 예측될 수 있다.
다른 한 실시 예에서, 배터리 그룹으로부터의 배터리 동작 데이터를 외인성 데이터와 비교함은 배터리 또는 배터리 그룹 내의 복수의 모노 블록 중 하나 이상의 내부 온도와 전압을 과거의 콜 볼륨 및 다가오는 조건과 상관 시킴을 포함하며, 상기 과거의 콜 볼륨과 다가오는 조건이 이력적으로 높은 콜 볼륨을 생성하여서 배터리 그룹의 성능에 대한 콜 볼륨의 영향을 식별하고 그와 같은 외인성 데이터의 예측을 기반으로 배터리 그룹 성능을 예측하는 출력을 생성하도록 한다.
예시적인 한 실시 예에서, 제1 배터리 그룹의 각 배터리에 대한 배터리 동작 데이터를 이용하고 제2 배터리 그룹의 각 배터리에 대한 배터리 동작 데이터를 이용하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 제1 배터리 그룹 및 제2 배터리 그룹 각각의 배터리에 대해, 배터리의 온도 및 배터리의 전압 (집합적으로, 각각의 배터리에 대해 "배터리 동작 데이터")을 감지하는 단계로서, 배터리 각각에 배터리 모니터 회로(120)가 내장되거나 부착되어 있고, 배터리 각각에 대한 배터리 동작 데이터의 감지는 각각의 배터리 모니터 회로(120)에 의해 수행되는 상기 감지 단계; 배터리 모니터 회로(120) 각각으로부터, 배터리 각각에 대한 배터리 동작 데이터를 원격 장치(414)로 무선으로 전송하는 단계; 원격 장치(414)에서, 제1 배터리 그룹 및 제2 배터리 그룹의 각 배터리에 대한 설계 특성을 수신하는 단계; 원격 장치(414)에 의해, 제1 배터리 그룹과 제2 배터리 그룹 사이의 동시 발생 및/또는 이력 배터리 동작 데이터의 비교를 허용하는 포맷으로 배터리 동작 데이터를 로깅(logging)하는 단계; 그리고 원격 장치(414)에 의해, 제1 배터리 그룹의 배터리 동작 데이터를 제2 배터리 그룹의 배터리 동작 데이터와 비교함에 의해 제1 배터리 그룹의 성능을 평가하는 단계를 포함한다.
다른 한 실시 예에서, 제1 배터리 그룹은 리저브 애플리케이션에서 동작하고, 제1 배터리 그룹의 성능을 평가하는 단계는 셀룰러 무선 기지국에 대한 이력 콜 볼륨 정보를 이용함을 포함하며, 상기 셀룰러 무선 기기국에 대한 높은 콜 볼륨을 이력적으로 생성하는 다가오는 조건에 대한 정보를 사용하여, 제1 배터리 그룹의 성능 요건들에 대한 셀룰러 무선 기지국에서의 콜 볼륨의 효과를 식별하는 출력을 생성하도록 한다.
예시적인 한 실시 예에서, 제1 배터리의 동작을 평가하기 위한 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 제1 배터리의 단자에 연결하기 위한 배터리 모니터 회로(120); 그리고 배터리 모니터 회로(120)와 통신 연결되는 원격 장치(414)를 포함하고, 상기 배터리 모니터 회로(120)는 제1 배터리에 대한 온도 및 전압 정보를 측정하고, 상기 온도 및 전압 정보를 원격 장치(414)에 무선으로 전송하며, 이때 상기 원격 장치(414)는 복수의 다른 배터리와 관련된 온도 및 전압 정보를 수신하고, 그리고 상기 원격 장치(414)는 (i) 제1 배터리의 온도 및 전압 정보 및 (ii) 복수의 다른 배터리의 온도 및 전압 정보의 함수로서 제1 배터리의 상태를 평가한다.
다른 한 실시 예에서, 상기 원격 장치(414)는 복수의 다른 배터리 각각에 대한 식별 정보를 저장하도록 구성된다: 상기 복수의 다른 배터리는 제1 배터리로서 한 공통 애플리케이션에 배치되고; 제1 배터리로서 한 공통 위치에 배치되며; 제1 배터리로서 한 공통 시간에 설치되고; 또는 제1 배터리로서 한 공통 제조업체에서 제조된다.
다른 한 실시 예에서, 상기 원격 장치(414)는 복수의 다른 배터리 각각에 대한 식별 정보를 저장하도록 구성되며, 상기 복수의 다른 배터리는 제1 배터리로서 다른 애플리케이션에 배치되고; 제1 배터리로서 한 이종 위치에 배치되고; 제1 배터리로서 별도의 다른 시간에 설치되고; 또는 제1 배터리로서 별도의 다른 제조업체에서 제조된다.
다른 한 실시 예에서, 상기 배터리 모니터 회로(120)는 제1 배터리(100/200)에 대한 동작 이력을 저장한다.
다른 한 실시 예에서, 상기 동작 이력은 배터리 동작 이력 매트릭스(450)에 저장된다. 상기 배터리 동작 이력 매트릭스(450)는: 각 열(column)이 제1 배터리의 전압 범위를 나타내는 복수의 열; 그리고 각 행(row)이 제1 배터리의 온도 범위를 나타내는 복수의 행을 포함하고, 여기서 배터리 동작 이력 매트릭스의 한 셀의 수치는 상기 제1 배터리가 그와 같은 셀에 대한 전압 범위 및 온도 범위에 대응하는 특정 상태에 있었던 누적 시간을 나타낸다.
예시적인 한 실시 예에서, 시스템은 배터리 모니터 회로(120); 원격 장치(414); 그리고 원격 장치(414)와 통신하는 저장 장치를 포함하고, 상기 저장 장치는 원격 장치(414)상에서 실행될 때 저장 장치로 하여금 다음의 동작을 수행하게 하는 명령을 저장한다: 복수의 모노 블록들 중 하나 이상 각각을 물리적으로 내부에 또는 외부에 부착된 배터리 모니터 회로(120)를 사용하여 배터리 내의 복수의 모노 블록들 중 하나 이상에 대한 내부 온도 및 전압을 감지하고; 복수의 모노 블록들 각각에 대한 상기 감지된 내부 온도 및 전압을 포함하는 데이터를 배터리 모니터링 회로로부터 원격 장치(414)(지역적으로 또는 원격으로 위치한)로 무선으로 전송하며, 이때 상기 복수의 모노 블록으로부터 수신된 데이터가 집합적으로 배터리 동작 데이터를 포함하고; 그리고 상기 원격 장치(414) 내에서, 관심 있는 배터리 그룹으로부터의 배터리 동작 데이터를 다른 배터리로부터의 배터리 동작 데이터와 비교하여 배터리 성능을 평가함에 의해, 상기 내부 온도 및 전압의 함수로서 배터리의 상태를 평가하는 동작.
다른 한 실시 예에서, 시스템은 센서를 더 포함하고, 상기 센서는 배터리 내의 복수의 모노 블록 중 하나 이상에 대한 내부 온도 및 전압을 검출한다.
다른 한 실시 예에서, 원격 장치(414)는 배터리와 전기적으로 연관된 추가 배터리의 아이덴티티를 저장하도록 구성될 수 있다.
다른 한 실시 예에서, 외인성 데이터는 배터리의 위치에서의 주변 온도; 해당 위치에서의 주변 습도; 해당 위치에서의 대기 온도; 또는 해당 위치의 대기압 중 적어도 하나를 포함한다.
다른 한 실시 예에서, 시스템은 전압 센서(130) 및 온도 센서(140)를 포함하고, 여기서 온도 센서(140)는 내부 온도를 검출하고 전압 센서(130)는 내부의 복수의 모노 블록 중 하나 이상에 대한 내부 전압을 검출한다.
다양한 실시 예들에 따르면, 시스템(400)(또는 그 내부의 구성 요소들)은 배터리(100/200)의 잔여 수명을 결정하며, 또는 배터리의 수명이 다했는지를 결정할 수 있다. 배터리 수명이 다했는지 여부는 배터리의 플로트 수명(float life)과 배터리의 사이클 수명에 따라 결정된다. 상기 플로트 수명과 사이클 수명은 전압, 온도 및 배터리 작동 시간을 기준으로 계산된다.
예시적인 한 실시 예에서, 배터리의 수명이 다하기 전에 잔여 시간, 즉 배터리 용량은 수명이 끝나기 전에 경험한 것보다 훨씬 더 빠른 속도로 감소할 것으로 예상된다. 예시적인 한 실시 예에서, 상기 원격 장치는 배터리 설치 시 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 이러한 데이터는 25°C의 플로트 모드("PDFLOAT")를 갖는 배터리 모듈 및 이 같은 배터리 모듈의 디자인 사이클 수명("PDCTO")을 갖는 배터리 제조업체 디자인 플로트 수명으로 구성될 수 있다. 여기서, 플로트 모드는 배터리가 전력 시스템에 연결되어 최대 충전 상태에서 또는 거의 완전 충전 상태로 배터리를 충전하는 것으로 정의된다.
예시적인 한 실시 예에서, 잔여 수명에 대한 방전의 영향은 배터리를 위한 원격 장치에 의해 계산 될 수 있으며, 여기서 상기 원격 장치는 배터리가 설정된 시간 동안 플로트 모드에 있고, 상기 배터리는 최소 시간 동안 지속적으로 방전된다. 방전이 끝날 때 측정된 전압 및 온도를 사용하여, 소비된 배터리 방전 수명에 대한 방전("RTCTO")의 영향이 원격 장치에 의해 계산될 수 있다. 그런 다음 상기 원격 장치는 RTCTO 값을 잔여 배터리 방전 수명의 일부("LIFED")로 변환할 수 있다. 상기 원격 장치는 배터리가 충분한 지속 시간의 배터리 플로트 동작 기간 동안 동작되고 및/또는 충분한 방전 횟수를 경험하여, 배터리의 플로트 수명 또는 그 사이클 수명 둘 중 하나 또는 둘 모두의 측정 가능한 부분을 소비한 후에, 새로운 잔여 수명("LIFEPDR") 값을 계산할 수 있다.
본 발명 개시의 원리는 다른 출원에 개시된 원리와 결합될 수 있으며 및/또는 그와 관련하여 이용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명 개시의 원리는 다음에 개시된 원리와 결합될 수 있다: 2018년 7 월 26 일에 출원되었고 제목이 "내부 모니터링 시스템을 갖는 배터리"인 미국 특허출원 일련 번호 16/046,777; 2018년 7월 26일에 출원되었으며 제목이 "배터리 진단 및 성능 모니터링을 위한 에너지 저장 장치, 시스템 및 방법"인 미국 특허출원 일련 번호 16/046,727; 2018년 7 월 26 일에 출원되었고 제목이 "연결되지 않은 배터리의 충전 상태를 결정하기 위한 시스템 및 방법"인 미국 특허출원 일련 번호 16/046,883; 2018년 7 월 26 일에 출원되었고 제목이 "배터리 작동 데이터를 사용하기 위한 시스템 및 방법"인 미국 특허출원 일련 번호 16/046,671; 2018년 7월 26일에 출원되었고 제목이 "배터리 작동 데이터 및 외래 데이터를 사용하기 위한 시스템 및 방법"인 미국 특허출원 일련 번호 16/046,709; 2018년 7 월 26 일에 출원되었고 제목이 "건전지의 크랭크 상태를 결정하기 위한 시스템 및 방법"; 2018년 7 월 26 일에 출원되었고 제목이 "모노 블록의 예약 시간을 결정하기 위한 시스템 및 방법"인 미국 특허출원 일련 번호 16/046,774; 2018년 7 월 26 일에 출원되었고 제목이 "배터리 작동 모드를 결정하기 위한 시스템 및 방법"인 미국 특허출원 일련 번호 16/046,687; 2018년 7 월 26 일에 출원되었고 제목이 "전지의 충전 상태를 결정하기 위한 시스템 및 방법"인 미국 특허출원 일련 번호 16/046,811; 2018년 7 월 26 일에 출원되었고 제목이 "배터리 정보 모니터링 및 제시를 위한 시스템 및 방법"인 미국 특허출원 일련 번호 16/046,792; 2018년 7 월 26 일에 출원되었고 제목이 "모노 블록의 상태를 결정하기 위한 시스템 및 방법"인 미국 특허출원 일련 번호 16/046,737; 2018년 7 월 26 일에 출원되고 제목이 "배터리 도난 탐지 시스템 및 방법"인 미국 특허출원 일련 번호 16/046,773; 2018년7 월 26 일에 출원되었으며 제목이 "배터리의 열 소모를 감지하기 위한 시스템 및 방법"인 미국 특허출원 일련 번호 16/046,791; 그리고 2018년 7 월 26 일에 출원되었으며 제목이 "에너지 저장 장치를 위한 동작 조건 정보 시스템"인 미국 특허출원 일련 번호 16/046,855. 상기 출원들 각각의 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다.
본 발명 개시를 설명함에 있어서, 다음의 용어가 사용될 것이다: 단수 형태 "a", "an"및 "the"는 문맥 상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한 복수 지시 대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어, 한 아이템에 대한 언급은 하나 이상의 아이템에 대한 언급을 포함한다. 용어 "하나"는 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 특징이 정확할 필요는 없지만, 허용 가능한 공차, 변환 계수, 반올림, 측정 오차 등 당업자에게 공지 된 다른 요소들을 반영하여 원하는 대로 근사하거나 및/또는 더 크거나 작을 수 있음을 의미한다. "실질적으로"라는 용어는 언급된 특징, 파라미터 또는 값이 정확하게 달성될 필요는 없지만, 예를 들어 공차, 측정 오차, 측정 정확도 한계 및 당업자에게 알려진 다른 요소를 포함하는 편차 또는 변화가 상기 특징 등이 의도한 효과를 배제하지 않는 양으로 발생할 수 있음을 의미한다. 수치 데이터는 본 명세서에서 범위 형식으로 표현되거나 제시될 수 있다. 이러한 범위 형식은 편의 및 간결성을 위해서만 사용되므로, 그 같은 범위의 한계로서 명시적으로 언급된 수치뿐만 아니라 모든 개별 수치 또는 각각의 수치 및 하위 범위가 명시적으로 언급 된 것처럼 그 범위 내에 포함되는 하위 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있음을 이해해야 한다. 예시로서, "약 1 내지 5"의 수치 범위는 명시적으로 언급된 약 1 내지 약 5의 수치뿐만 아니라 지시된 범위 내의 개별 값 및 하위 범위도 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서 이 같은 수치 범위에는 2, 3 및 4와 같은 개별 값과 1-3, 2-4 및 3-5와 같은 하위 범위가 포함된다. 동일한 원리가 하나의 수치만 언급하는 범위에 적용되며(예를 들면, "약 1보다 큼"), 범위의 폭이나 설명 된 특징에 관계없이 적용되어야 한다. 편의를 위해 복수의 아이템이 공통 리스트로 제시될 수 있다. 그러나 이러한 목록은 그 같은 목록의 각 멤버가 개별적이고 고유한 구성원인 것으로 개별적으로 식별되는 것처럼 해석되어야 한다. 따라서, 그러한 목록의 개별 구성원은 반대의 표시가 없다면, 공통 그룹에서의 프레젠테이션에 기초한 동일한 목록의 다른 구성원과 사실상 동등한 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 용어 "및" 그리고 "또는"은 용어 목록과 함께 사용되는 경우, 열거된 항목 중 하나 이상이 단독으로 또는 다른 열거 된 항목과 조합하여 사용될 수 있다는 점에서 광범위하게 해석되어야 한다. "선택적으로"라는 용어는 두 개 이상의 대안 중 하나의 선택을 의미하며, 문맥이 달리 명확하게 지시하지 않는 한, 선택은 대안으로 만 나열된 대안 또는 한 번에 하나만 나열된 대안으로 제한되도록 의도되지 않는다.
본 명세서에 도시되고 설명된 특정 구현 예는 예시적인 것이며, 어떤 식으로든 본 발명 개시의 범위를 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다. 또한, 본 명세서에 포함된 다양한 도면에 도시된 연결 라인은 다양한 요소들 사이의 예시적인 기능적 관계 및/또는 물리적 결합을 나타내도록 의도된다. 많은 선택적 또는 추가의 기능적 관계 또는 물리적 연결이 실제 장치 또는 시스템에 존재할 수 있음에 유의해야 한다.
그러나, 예시적인 실시 예들을 나타내면서, 상세한 설명 및 특정 예들은 단지 예시를 위한 것이며 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다. 본 발명 개시의 범위 내에서 많은 변경 및 수정이 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 이루어질 수 있으며, 본 발명 개시의 범위는 이러한 모든 수정을 포함한다. 이하의 청구 범위의 모든 요소의 대응하는 구조, 재료, 작용 및 등가물은 구체적으로 청구된 다른 청구 된 요소와 조합하여 기능을 수행하기 위한 임의의 구조, 재료 또는 작용을 포함하도록 의도된다. 발명의 범위는 위에 주어진 예가 아니라 첨부된 청구 범위 및 그에 상응하는 법적 둥가물에 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 "필요 불가결"한 것으로 구체적으로 기술되지 않으면 어떤 요소도 필수적이지 않다.
또한, "A, B 및 C 중 적어도 하나"또는 "A, B 또는 C 중 하나 이상"과 유사한 문구가 청구 범위 또는 명세서에서 사용되는 경우, 그와 같은 문구는 A가 단독으로 한 실시 예에 존재할 수 있고, B가 단독으로 한 실시 예에 존재할 수 있으며, C가 단독으로 한 실시 예에서 존재할 수 있고, 또는 A, B 및 C의 임의의 조합; 예를 들어 A 및 B, A 및 C, B 및 C 또는 A 및 B 및 C가 단일 실시 예에 존재할 수 있음을 의미하는 것으로 해석된다.

Claims (19)

  1. 배터리 동작 데이터와 외인성 데이터를 이용하는 배터리 동작을 평가하기 위한 방법으로서, 상기 방법이:
    a. 복수의 배터리 내의 배터리 각각에 대해, 배터리의 온도 및 배터리의 전압(집합적으로, 배터리 각각에 대한, "배터리 동작 데이터")을 감지하며, 각 배터리는 그에 결합되거나 그 안에 배치된 각각의 배터리 모니터 회로를 가지며, 각 배터리에 대한 배터리 동작 데이터의 감지는 각각의 배터리 모니터 회로에 의해 수행되는 단계;
    b. 배터리 각각에 대한 배터리 동작 데이터를 각각의 배터리 모니터 회로로부터 원격 장치로 무선으로 전송하는 단계;
    c. 복수의 배터리 내 하나 이상의 배터리와 관련된 외인성 데이터를 원격 장치에서 수신하는 단계;
    d. 원격 장치에 의해, 동시 발생 및/또는 이력 배터리 동작 데이터와 외인성 데이터의 비교를 허용하는 포맷으로 복수의 배터리 내 하나 이상의 배터리로부터 수신된 배터리 동작 데이터를 로깅(logging)하는 단계; 그리고
    e. 상기 배터리와 관련된 외인성 데이터를 그와 같은 배터리에 대한 배터리 동작 데이터와 함께 이용하여, 그와 같은 배터리의 성능을 평가하는 단계를 포함하는 배터리 동작 평가 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 외인성 데이터가 배터리 위치에 대한 지역 날씨 데이터임을 특징으로 하는 배터리 동작 평가 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 외인성 데이터를 사용하는 것이 배터리 온도 데이터를, 복수의 배터리 내 하나 이상의 배터리 물리적인 위치와 관련된 지역(로컬) 날씨 데이터와 상관시키어:
    a. 배터리 성능에 대한 지역 날씨 상태의 영향을 나타내는 출력을 생성하고; 그리고
    b. 물리적 위치에 대한 날씨 예측 정보를 이용하여 배터리의 미래 성능을 예측하도록 함을 특징으로 하는 배터리 동작 평가 방법.
  4. 제1항에 있어서, 배터리가 전력 그리드에 연결되고, 상기 외인성 데이터가 전기 유틸리티 데이터 및 전력 그리드 데이터를 포함하고, 상기 외인성 데이터를 이용하는 것이 배터리 동작 데이터를 상기 전기 유틸리티 데이터 및 전력 그리드 데이터와 상관시키어:
    a. 배터리 성능에 대한 전력 그리드 상태의 영향을 나타내는 출력을 생성하고; 그리고
    b. 상기 전력 그리드에 대한 예측 정보를 이용하여 배터리의 미래 성능을 예측하도록 함을 특징으로 하는 배터리 동작 평가 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 배터리가 리저브 애플리케이션에서 동작하며, 상기 외인성 데이터가 한 셀룰러 무선 기지국에 대한 이력 콜 볼륨 정보(historic call volume information)를 포함하며, 상기 외인성 데이터를 이용하는 것은 배터리 동작 데이터를 외인성 데이터와 상관시킴으로써 배터리의 필요한 리저브 시간을 예측함을 더욱 포함하고, 상기 상관 관계는:
    a. 배터리 동작 데이터;
    b. 셀룰러 무선 기지국에 대한 이력 콜 볼륨(historic call volume); 그리고
    c. 셀룰러 무선 기지국에 대한 높은 콜 볼륨을 기록적으로 생성하는 다가오는 조건으로서, 배터리의 성능 요건에 대하여 셀룰러 무선 기지국에서의 콜 볼륨 영향을 나타내는 출력을 생성하도록하는 다가오는 조건을 이용함을 특징으로 하는 배터리 동작 평가 방법.
  6. 제1항에 있어서, 배터리 동작 데이터와 배터리 동작 이력을 이용하여, 선택된 시간 주기에 대하여:
    a. 배터리가 어떻게 동작해왔는가;
    b. 배터리가 동작해온 환경 상태; 그리고
    c. 배터리가 복수의 배터리 내 하나 이상의 다른 배터리와 함께하는 집단을 평가하도록 함을 특징으로 하는 배터리 동작 평가 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 배터리 모니터링 회로가:
    a. 배터리의 양 단자 및 음 단자 사이 전압을 모니터링 하기 위해 상기 배터리로 전기적으로 연결시키기 위한 전압 센서;
    b. 상기 배터리의 온도를 모니터링 하기 위한 온도 센서;
    c. 상기 전압 센서로부터 모니터링 된 전압 신호를 수신하고, 상기 온도 센서로부터 모니터링 된 온도 신호를 수신하며, 상기 모니터링 된 전압 신호와 상기 모니터링 된 온도 신호를 처리하고, 그리고 상기 모니터링 된 전압 신호와 상기 모니터링 된 온도 신호를 기초로 하여 상기 배터리에 대한 전압 데이터와 상기 배터리에 대한 온도 데이터를 생성하기 위한 프로세서;
    d. 상기 전압 데이터와 온도 데이터를 저장하기 위한 메모리;
    e. 안테나; 그리고
    f. 상기 전압 데이터와 온도 데이터를 한 원격 장치로 통신하기 위한 송신기로서, 상기 배터리 모니터 회로가 안테나를 통하여 상기 원격 장치로 무선으로 배터리 동작 데이터를 전송하는 상기 송신기를 포함함을 특징으로 하는 배터리 동작 평가 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 배터리 모니터 회로가 완전히 배터리 내부에 배치되고 상기 배터리 외부에서는 볼 수 없음을 특징으로 하는 배터리 동작 평가 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 성능 정보에 기초하여:
    a. 상기 배터리를 새로운 배터리로 대체하고;
    b. 상기 배터리를 복수의 배터리 중 다른 배터리로 대체하며;
    c. 상기 배터리 성능과 관련하여, 상기 원격 장치로부터 상기 배터리의 소유자에게로 통지를 보냄을 더욱 포함함을 특징으로 하는 배터리 동작 평가 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 배터리 모니터 회로가 젼류 센서를 포함하지 않으며, 상기 외인성 데이터를 이용하는 것이 배터리에 대한 전류 정보를 이용함을 포함하지 않음을 특징으로 하는 배터리 동작 평가 방법.
  11. 배터리 동작 데이터와 외인성 데이터를 이용하여, 복수의 배터리 동작을 평가하기 위한 방법으로서, 상기 방법이:
    a. 복수의 배터리 내 배터리 각각에 대해, 배터리의 온도 및 배터리의 전압 (집합적으로, 각각의 배터리에 대해 "배터리 동작 데이터")을 감지하는 단계로서, 배터리 각각에 배터리 모니터 회로가 내장되거나 부착되어 있고, 배터리 각각에 대한 배터리 동작 데이터의 감지는 각각의 배터리 모니터 회로에 의해 수행되는 상기 감지 단계;
    b. 배터리 모니터 회로 각각으로부터, 배터리 각각에 대한 배터리 동작 데이터를 원격 장치로 무선으로 전송하는 단계;
    c. 원격 장치에 의해, 복수의 배터리 내 하나 이상의 배터리 또는 배터리 그룹들 사이의 동시 발생 및/또는 이력 데이터의 비교를 허용하는 포맷으로 배터리 동작 데이터를 로깅(logging)하는 단계; 그리고
    d. 원격 장치에 의해, 복수의 배터리 내 하나 이상의 다른 배터리로부터 배터리 동작 데이터 그리고 외인성 데이터를 이용하여 하나 이상의 배터리 상태를 평가하여, 배터리 성능을 평가하는 단계를 포함하는 복수의 배터리 동작 평가 방법.
  12. 제11항에 있어서, 외인성 데이터를 이용함은 배터리 온도 데이터를 복수의 배터리 내 배터리 그룹의 물리적 위치와 관련된 지역 날씨 데이터와 상관시키어:
    a. 배터리 그룹의 성능에 대한 지역 날씨 상태의 영향을 나타내는 출력을 생성하고; 그리고
    b. 물리적 위치에 대한 날씨 예측 정보를 이용하여 배터리 그룹의 미래 성능을 예측하도록 함을 특징으로 하는 복수의 배터리 동작 평가 방법.
  13. 제11항에 있어서, 배터리 그룹이 한 전력 그리드에 결합되고, 상기 외인성 데이터가 전기 유틸리티 데이터 및 전력 그리드 데이터를 포함하고, 상기 외인성 데이터를 이용하는 것이 상기 배터리 그룹에 대한 배터리 동작 데이터를 상기 전기 유틸리티 데이터 및 전력 그리드 데이터와 상관시키어:
    a. 배터리 그룹의 성능에 대한 전력 그리드 상태의 영향을 나타내는 출력을 생성하고; 그리고
    b. 상기 전력 그리드에 대한 예측 정보를 이용하여 상기 배터리 그룹의 미래 성능을 예측하도록 함을 특징으로 하는 복수의 배터리 동작 평가 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 배터리 그룹이 리저브 애플리케이션에서 동작하며,
    상기 외인성 데이터가 한 셀룰러 무선 기지국에 대한 이력 콜 볼륨 정보(historic call volume information)를 포함하며, 상기 외인성 데이터를 이용하는 것은 배터리 동작 데이터를 외인성 데이터와 상관시킴으로써 배터리 그룹의 필요한 리저브 시간을 예측함을 더욱 포함하고, 상기 상관 관계는:
    a. 배터리 그룹 내 배터리 각각에 대한 배터리 동작 데이터;
    b. 셀룰러 무선 기지국에 대한 이력 콜 볼륨(historic call volume); 그리고
    c. 셀룰러 무선 기지국에 대한 높은 콜 볼륨을 기록적으로 생성하는 다가오는 조건으로서, 배터리 그룹의 성능 요건에 대하여 셀룰러 무선 기지국에서의 콜 볼륨 영향을 나타내는 출력을 생성하도록 하는 다가오는 조건을 이용함을 특징으로 하는 복수의 배터리 동작 평가 방법.
  15. 배터리의 동작을 평가하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템이:
    a. 상기 배터리의 단자에 연결하기 위한 배터리 모니터 회로; 그리고
    b. 상기 배터리 모니터 회로와 통신 연결되는 원격 장치를 포함하고, 상기 배터리 모니터 회로는 상기 배터리에 대한 온도 및 전압 정보를 측정하고, 상기 온도 및 전압 정보를 원격 장치에 무선으로 전송하며, 이때 상기 원격 장치는 복수의 다른 배터리와 관련된 온도 및 전압 정보를 수신하고, 그리고 상기 원격 장치는 (i) 상기 온도 및 전압 정보 및 (ii) 상기 외인성 데이터의 함수로서 상기 배터리의 상태를 평가하는, 배터리 동작 평가 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 외인성 데이터가: 배터리 위치의 주변 온도; 상기 위치에서의 주변 습도, 상기 위치에서의 주변 공기 온도; 또는 상기 위치에서의 주변 바로미터 압력 중 하나 이상을 포함함을 특징으로 하는 배터리 동작 평가 시스템.
  17. 제15항에 있어서, 상기 원격 장치가 복수의 다른 배터리 각각에 대한 식별 정보를 저장하도록 구성되며, 상기 복수의 다른 배터리는:
    a. 상기 배터리로서 한 공통 애플리케이션에 배치되고;
    b. 상기 배터리로서 한 공통 위치에 배치되며;
    c. 상기 배터리로서 한 공통 시간에 설치되고; 또는
    d. 한 공통 제조업체에서 제조됨을 특징으로 하는 배터리 동작 평가 시스템.
  18. 제16항에 있어서, 상기 배터리 모니터 회로가 상기 배터리에 대한 동작 배터리를 저장함을 특징으로 하는 배터리 동작 평가 시스템.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 동작 이력은 배터리 동작 이력 매트릭스에 저장되며, 상기 배터리 동작 이력 매트릭스는:
    a. 각 열(column)이 상기 배터리의 전압 범위를 나타내는 복수의 열; 그리고
    b. 각 행(row)이 상기 배터리의 온도 범위를 나타내는 복수의 행을 포함하고, 여기서 배터리 동작 이력 매트릭스의 한 셀의 수치는 상기 배터리가 그와 같은 셀에 대한 전압 범위 및 온도 범위에 대응하는 특정 상태에 있었던 누적 시간을 나타냄을 특징으로 하는 배터리 동작 평가 시스템.
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